Цілком природно, що, говорячи про планети Сонячної системи, ми насамперед згадуємо наших найближчих сусідів, за якими ось уже скільки тисячоліть пильно і зацікавлено стежить людина.

Найближчі до Землі планети, найбільш схожі на неї за розмірами, середньої щільності і кількості тепла, одержуваного від Сонця,- Венера і Марс. Вони віддалені від нас на відстані, які можна вважати незначними навіть в масштабах Сонячної системи, не кажучи вже про масштаби нашої Галактики, в якій Сонце є лише однією із ста мільярдів зірок. Тим не менше ці ніби невеликі відмінності у розташуванні планет по відношенню до Сонця виявилися суттєвими для формування на них природних умов, в першу чергу - газової оболонки - атмосфери.

Якщо атмосфера Землі - це в основному азот і кисень, то на Марсі і Венері вона майже цілком складається з вуглекислого газу, якого в нашій атмосфері менше трьох сотих відсотка. Своїм існуванням ми зобов'язані не тільки своєрідним хімічним складом атмосфери, але і сприятливій температурі і тиску біля земної поверхні. Середня температура на Землі - кілька градусів вище нуля за Цельсієм, у той час як на Марсі в середніх широтах вона близько 40°С і змінюється від дня до ночі майже на 100°, а взимку опускається на полюсах до -130°. На Венері ж, навпаки, температура досягає майже +500°С.Дуже великі відмінності і в тиску атмосфери у поверхні: на Марсі воно в 100 - 150 разів менше, а на Венері - у 100 раз більша, ніж на Землі.

 У чому ж причина таких різких відмінностей?

- За сучасними уявленнями, нинішні атмосфери Землі і її сусідів сформувалися в грандіозних процесах поділу планет на оболонки (кору, мантію, ядро). Ці процеси почалися незабаром після конденсації планет і їх супутників з речовини газопилової туманності. Свідчення такого поділу, вже давно відомого для Землі завдяки сейсмічного зондування, тепер знайдені і для Венери, Марса, Меркурія - за даними вимірювання магнітних полів і дослідження характеристик поверхневих порід.

При розігріві надр, яке відбувається головним чином за рахунок сил ваги при стиску планети в процесі її утворення і починається радіоактивного розпаду ряду елементів - урану, торію, калію, виникає висока температура (понад 1,5 - 2 тисяч градусів). Тому речовини, до складу яких входять гази, найбільш легкі метали і кремній, вичавлюються нагору, утворюючи після кристалізації біля поверхні так звану изверженную породу. Так, кора Землі на 94 відсотки складається з вивержених і на 6 відсотків з осадових порід.Найбільш важкі елементи, головним чином широко поширена у Всесвіті залізо (іноді з домішкою сірки) і нікель, опускаються до центру, утворюючи ядро планети. Такі бурхливі процеси супроводжуються виверженнями вулканів, деформаціями, які призводять до розламів і тріщин в корі.

Вивчаючи особливості будови (або, як часто говорять, морфологію) поверхонь планет, можна прийти до висновку, що на них відбувалися приблизно однакові геологічні процеси. Однак їх тривалість та послідовність (етапи еволюції) були різними і сильно залежали насамперед від розмірів тіла.Так, на самих малих з сімейства земних планет, Місяці й Меркурії - основні активні процеси, мабуть, завершилися десь близько 3 мільярдів років тому (нагадаємо, що вік Сонячної системи оцінюється в 4,6 мільярда років), і нині будь-яких ознак вулканічної або сейсмічної діяльності на них немає. Ці тіла продовжують зараз інтенсивно охолоджуватися.Середній за розмірами Марс пройшов вершину своєї еволюції приблизно 1,5 мільярда років тому, і ще до порівняно недавнього часу він виявляв свою активність: виникали і оживали вулкани, лилася лава, утворювалися величезні тріщини - каньйони. Що стосується Венери, то вона, очевидно, зберегла найбільшу геологічну активність у сучасну епоху, як майже такий же за розмірами Земля.Дійсно, на Землі зараз близько 500 діючих вулканів, часто відбуваються руйнівної сили землетрусу, речовина в надрах постійно перемішується, на частково розплавленої мантії як би плавають тверді плити верхнього шару мантії і земної кори - літосфери. Виходячи з цієї динамічної моделі земних надр, пояснюють дрейф континентів.

Сліди вулканізму і тектонічної активності, які відіграють важливу роль в утворенні сучасних атмосфер планет земної групи, особливо виразно видно на Марсі. Про це свідчать характерні конусоподібні гори, особливо численні в обширній височинної області північного півкулі Тарсис. Їх вершини - це величезні чаші з чітко окресленими краями - кальдери, на схилах виявлені сліди застиглої лави. Про інтенсивних тектонічних процесах, мабуть супроводжуваних «марсотрясениями», говорять численні розломи, помітні на знімках, переданих з штучних супутників Марса. Розломи досягають декількох кілометрів в глибину і ширину, тягнуться на сотні і навіть тисячі кілометрів у довжину. Мабуть, саме ці утворення, а також ланцюжки кратерів створювали ілюзію нашумілих свого часу каналів штучного походження.

На Венері безпосередніх свідчень тектонічної діяльності поки що не знайшли. Однак є непрямі дані, судячи з яким геологічна активність на цій планеті триває або відбувалася в недавньому минулому. Цілком ймовірно, що з цими процесами («венеротрясениями») пов'язане освіта кам'янистого насипу на схилі, на який опустилися автоматичні станції «Венера-9» і «Венера-10».

Не менше, ніж вулкани і глобальна тектоніка, формували образ планети кратери, утворені при падінні великих метеоритів. Сліди такої бомбардування, найбільш інтенсивної на ранніх стадіях життя планет, особливо виразно видно на небесних тілах, позбавлених атмосфери,- Місяці, Меркурії, де збереглися окремі, навіть самі древні структури. На Землі вже сама наявність атмосфери і що відбуваються в ній метеорологічні процеси помітно руйнують первинні форми рельєфу.Це добре видно на Марсі, де навіть розріджена атмосфера сильно змінила вигляд багатьох кратерів, так як із-за великих перепадів температури там розвиваються сильні вітри і виникають могутні пилові бурі. Очевидно, в результаті інтенсивного руйнування порід на марсіанській поверхні і утворилося багато пилу.Її переміщення вітрами раніше, ще при спостереженнях цієї планети із Землі в телескоп, сприймалися як сезонні зміни.

 Недавно була поширена думка, що Венера - це наше минуле, а Марс - майбутнє...

- Як би там не було, але це образна ілюстрація різких відмінностей в освіті атмосфер Землі, Венери і Марса. Можна стверджувати, що Землі «сильно пощастило» в розташуванні відносно Сонця - її ефективна температура, тобто температура, при якій забезпечується рівновага між одержуваної від Сонця і випромінюється в космос енергією, виявилася поблизу нуля градусів. Це означає, що навіть при дуже «худої» початкової атмосфері, яка створювалася на ранніх етапах еволюції, Земля змогла зберегти свою воду, основні маси якої нагромаджувався в океанах.

Венера ближче до Сонця, та її первісна температура виявилася принаймні градусів на 50 вище, ніж на «юної» Землі. Зі шкільного курсу фізики відомо, що чим нижче тиск повітря, тим при меншій температурі закипає вода. Це пояснює, чому вода на поверхні Венери мала перетворюватися в пару до тих пір, поки тиск атмосфери не підвищилося до 0,2 - 0,3 атмосфери.Але накопичення в атмосфері водяної пари разом з вуглекислим газом викликає сильний парниковий ефект: сонячні промені нагрівають поверхню, а випромінюване нею тепло має значно великі довжини хвиль, ніж сонячне світло. Ці промені затримуються, не пропускаються атмосферою (для них вона непрозора), що призводить до подальшого розігріву атмосфери і поверхні планети.Очевидно, тому Венера і втратила свою воду: молекули водяної пари піднімалися вгору, де сонячне ультрафіолетове випромінювання (значно більш інтенсивне на орбіті Венери, ніж на орбіті Землі) руйнувало їх на складові частини водень і кисень, і звільнений легкий водень улетучивался, а кисень окислял поверхневі породи.

За допомогою цієї станції ми отримали докладні відомості з Венери і унікальні знімки

Як відомо, з допомогою спускного апарата «Венера-13» була вирішена принципово нове завдання - взята проба ґрунту для визначення елементного складу порід. На панорамі, переданої на Землю, ми побачили, що «Венера-13» села на слабо горбистій, кам'янистій рівнині.Чітко видно скельні виступи корінних порід з пористою поверхнею, що виникла в результаті їх хімічного вивітрювання. Ділянки між скельними виходами покриті більш темним дрібнозернистим матеріалом, який, судячи по викиду з-під посадкової платформи, з глибиною стає більш грубим.Колір скельних виходів та й попередні результати хімічного аналізу свідчать про те, що це лавові виливу сильно лужних базалтоидов.

Дізнавшись хімічний склад порід, що ми зможемо знайти аналоги на Землі і уявити собі умови їх утворення, умови внутрішнього життя планети, її тектоніку, а можливо, навіть відновити якийсь відрізок геологічної історії, близькій до нас.

Відомо, наприклад, що на Венері немає води або, принаймні, її дуже мало. Ми знаємо, що там серед інертних газів найбільше аргону.Причини цього ще не до кінця зрозумілі. Є підстави вважати, що будова верхньої оболонки, її щільність і розміри, мабуть, близькі до земних.

Хімічний аналіз проведений на борту посадкового апарата, куди зразок ґрунту був доставлений з допомогою грунтозаборного пристрою.До сих пір вирішити це завдання ще нікому не вдавалося. І тим значнішими і вагомішими досягнутий нами - радянською наукою - успіх.Тут все вирішувалося вперше.

Цей експеримент проводився наступним чином. Після буріння проба ґрунту в камері аналізує приладу облучалась двома джерелами радіоактивного плутонію і заліза, порушувалася вторинне рентгенівське випромінювання, вимірювалася його інтенсивність. Знятий спектр передавався на Землю по телеметричним каналах. Проведення такого експерименту у важких умовах на Венері вимагало величезних зусиль великого колективу учених, інженерів, конструкторів. При підготовці його фахівці просто заходили в глухий кут, деякі проблеми виявилися трудноразрешимы. Але ось, як бачите, вийшло.

Перші відомості практично нічого не заперечують з тих знань про Венері, якими ми мали. Але доповнюють дуже багато. Наприклад, під час спуску апарата отримані нові відомості про изотопном складі атмосфери. В основному вони стосуються рідкісних інертних газів, а це дуже важлива для нас інформація. Завдяки більш чутливої апаратури уточнені дані про вміст не тільки аргону, але і неону, криптону.Бути може, вдасться отримати відомості і ксенону. Все це має фундаментальне значення для науки.

Всі отримані відомості надзвичайно важливі для розуміння ситуації у нас на Землі. Наприклад, якщо з якихось причин порівняно невеликий парниковий ефект, чинний і в земній атмосфері за рахунок його температура у нас приблизно на 30 градусів вище рівноважної), почав посилюватися, це могло б порушити існуючий геохімічний баланс: почалося б випаровування океанів, в атмосферу став би переходити запасений в вапняках осадових порід вуглекислий газ, загальна кількість якого, за оцінками вчених, майже таке ж, як в атмосфері Венери.Тиск у поверхні нашої планети могло б досягти близько 400 атмосфер з урахуванням запасів води в Світовому океані...

Зрозуміло, ці катастрофічність для земної біосфери процеси могли б розвинутися лише при певних граничних умовах. Є всі підстави вважати, що на Землі є додаткові механізми природної регуляції, завдяки яким значні відхилення клімату не будуть настільки незворотні.До того ж безсумнівно, що усвідомлення такої загрози або деякі її симптоми змусять людство своєчасно вжити заходи, що стримують небажане втручання в природні механізми.

Діаметрально протилежну картину являє собою Марс. Його рівноважна температура нижче нуля, так що отгонявшаяся з надр вода могла зберегтися на поверхні або в близькому до поверхні шарі у вигляді льоду, а вуглекислота - в атмосфері і частково в полярних шапках, температура яких досягає температури сухого льоду. Можливість утворення льоду з вуглекислоти - основної складової атмосфери в полярних шапках - призводить до цікавого ефекту сезонного взаємодії шапок з атмосферою.У чомусь він схожий взаємодії нашої атмосфери з океаном, яке відіграє визначальну роль у земної метеорології. У всякому разі, помічено, що з початком інтенсивного росту полярної шапки в зимовому півкулі тиск атмосфери стійко падає. Однак «сухий лід, мабуть, становить тільки верхній шар шапок, а переважає в них звичайний водяний лід.За попередніми оцінками, заснованим на вимірах, проведених з американських апаратів «Вікінг», товщина північної полярної шапки порівнянна з товщиною крижаного панцира Антарктиди, площа якої по відношенню до всієї земної поверхні менше, ніж площа нестаивающей частини північної полярної шапки по відношенню до площі поверхні Марса. Але лід Антарктиди містить більше 90 відсотків запасів всієї прісної води на Землі. Не виключено, що подібний резервуар існує і на Марсі.

Ці нові дані надзвичайно важливі для з'ясування проблеми давнього клімату та еволюції Марса. Мова йде про несподівано виявлених на фотознімках, переданих з штучних супутників Марса (радянський «Марс-5», американські «Марінер-9», «Вікінг-1» і «Вікінг-2»), довгих вузьких розгалужених долинах і улоговинах, схожі на висохлі русла річок. Походження таких утворень неможливо пояснити, якщо припустити, що на поверхні Марса була вода.По конфігурації деяких жолобів на схилах височин можна навіть припустити, що з них колись стікали дощові потоки, які формували глибокі улоговини. Але в умовах розрідженої атмосфери цієї планети вода на поверхні існувати не може, в самій атмосфері її зміст мізерно. У чому ж розгадка?

Безсумнівно, що Марс не завжди був таким, як у сучасну нам епоху. Важко зараз відповісти на питання, чи була на його поверхні вода лише на певному етапі його еволюції або з'являлася регулярно протягом порівняно тривалого періоду. У першому випадку слід допустити, що на планеті одного разу відбулося різке зміна клімату, ймовірно десь в межах одного мільярда років тому, і що до цього моменту Марс, проходив, як ми вже згадували, вершину своєї геологічної еволюції, був, мабуть, більше всього схожий на нашу Землю.Але цілком можливо, що коливання марсіанського клімату відбувалися неодноразово.