Есть способы, позволяющие не только установить наличие атмосферы у изучаемой планеты, но и узнать, из каких газов она состоит. Для этого надо исследовать солнечные лучи, отраженные поверхностью планеты. Если планета окружена атмосферой, то солнечные лучи, прежде чем попасть в наш глаз, дважды пройдут через ее атмосферу. Это путешествие не останется для них бесследным. Атмосфера планеты поглотит, задержит некоторые из солнечных лучей. Правда, полностью лучи не будут поглощены, а потому они, хотя и ослабленные, отдавшие часть своей энергии атмосфере, все же дойдут до Земли.
В распоряжении астрономов есть специальные приборы — спектроскопы, с помощью которых они и узнают, какие лучи и как поглотила атмосфера планеты. А так как каждый газ поглощает только вполне определенные лучи, отличные от тех, которые поглощаются другими газами, то с помощью спектроскопа можно узнать состав планетной атмосферы. Больше того, определив величину поглощения этих лучей газами, можно узнать и количество их в атмосфере. Вот так и изучают атмосферы планет.
Что же дали эти методы для изучения атмосферы Марса?
Еще в прошлом веке астрономы обратили внимание на то, что детали на поверхности Марса всегда видны слегка размазанными. В особенности это заметно на краях его диска, где луч зрения проходит через большую толщу атмосферы. В XX веке было установлено, что на Марсе наблюдается слабая голубоватая дымка, напоминающая ту, которая видна на фоне далеких земных предметов. Некоторые из советских ученых, в том числе известные исследователи планет В. В. Шаронов, Н. П. Барабашев и Н. Н. Сытинская, по яркости этой дымки определяли плотность марсианской атмосферы.
Выдающиеся советские исследователи Марса профессор Н. П. Барабашев (слева) и профессор В. В. Шаронов.
Все эти исследования доказали, что Марс окружен очень разреженной атмосферой. Хотя ее высота, по-видимому, достигает нескольких десятков километров, но даже у поверхности Марса она так же разрежена, как земная атмосфера на высоте 12–14 километров. Значит, на вершинах высочайших земных гор, где человек уже не может дышать, плотность земного воздуха во много раз больше наибольшей плотности марсианской атмосферы.
Но какие газы и в каком количестве образуют эту чрезвычайно разреженную атмосферу? К сожалению, спектроскоп до сих пор не дал исчерпывающего ответа на этот вопрос.
Атмосфера Марса лишена тех ядовитых газов, которыми изобилуют атмосферы Юпитера и других ему подобных планет. С другой стороны, как было установлено в 1947 году, в ней есть углекислый газ примерно в таком же количестве, как и в земной атмосфере. Что же касается кислорода, азота и водяных паров, входящих в большом количестве в наш воздух, то их присутствие в атмосфере Марса спектроскоп пока еще не установил. Однако у нас есть другие доказательства того, что и кислород и водяные пары все же присутствуют в марсианской атмосфере. Правда, их количество там значительно меньше того, в каком они встречаются в земном воздухе.
Спектроскоп настойчиво утверждает, что если эти газы и присутствуют в атмосфере Марса, то в количестве примерно в сто раз меньшем, чем в земной атмосфере. Если бы количество кислорода, азота и водяных паров было больше, спектроскоп непременно обнаружил бы их.
Таким образом, Марс обладает чрезвычайно разреженной атмосферой, в которой отсутствуют ядовитые газы, но зато есть углекислый газ и, по-видимому, в очень небольших количествах кислород и водяные пары. Как мы увидим дальше, на Марсе есть вода, испаряющаяся в атмосферу, и растения, выделяющие в процессе своего питания свободный кислород.
Вот теперь, после того как мы убедились в наличии марсианской атмосферы, вопрос о погоде на Марсе приобретает вполне определенный смысл.
В отличие от Венеры с ее вечно пасмурной и, возможно, дождливой погодой, Марс можно назвать планетой вечно ясной погоды. Там в любом месте его поверхности почти всегда бывают безоблачные солнечные дни. Облака на Марсе — редкое исключение. Сплошных облачных массивов, подобных тем, которые встречаются на Венере и Земле, там не бывает. Лишь иногда на ущербленном крае Марса, вблизи границы ночи и дня, называемой терминатором, можно наблюдать светлые выступы и пятнышки. Некоторые из них слегка вдаются в темное ночное полушарие Марса, свидетельствуя тем самым о своей значительной высоте. Ведь и у нас, на Земле, часто можно видеть на вечернем небе высокие облака, освещенные Солнцем, между тем как земная поверхность бывает уже погруженной в темноту.