Название: Mars. W poszukiwaniu życia
Автор: David A. Weintraub
Издательство: Автор
Жанр: Физика
isbn: 978-83-01-20694-9
isbn:
Rys. 5.2 | Jasność (mierzona jako proc.) Marsa przy długościach fal podczerwonych od 1,6 do 3,0 mikronów, uzyskana podczas eksperymentu Stratoscope II na dużej wysokości w 1963 r. Płaska linia pokazuje przewidywane widmo Marsa przy założeniu, że cząsteczki w marsjańskiej atmosferze nie absorbują światła. Kropki to zmierzona intensywność światła z Marsa dla określonych długości fal. Linie przechodzące przez punkty danych są modelami marsjańskiej atmosfery. Silne, szerokie spadki przy 2,01 i 2,72 mikrona wynikają z absorpcji światła przez marsjański dwutlenek węgla. Spadek (widocznych jest tam kilka ciągłych linii) po lewej stronie zagłębienia absorpcyjnego dla 2,72 mikrona pochodzi od pary wodnej w atmosferze Marsa. Najlepszy model pasujący do tego zagłębienia oznacza, że Mars ma około 10 mikronów pary wodnej (po skropleniu). Dane na temat niepewności pomiarowej są widoczne w nadwyżce natężenia podanej od 2,4 do 2,5 mikrona oraz w niedoborze widocznym dla 2,3 mikrona. Wykres z Danielson i współautorzy, „Astronomical Journal” 1964.
wnikliwej analizie danych. Najpierw wkrótce po zakończeniu lotu naukowcy zaangażowani w badania zwołali konferencję prasową. Prezentując wyniki, oscylowali pomiędzy słusznie ostrożnymi i nader optymistycznymi wypowiedziami na temat nieprzeanalizowanych danych. Przewodniczący zespołu Harold Weaver, astronom z Uniwersytetu Kalifornijskiego, powiedział prasie na podstawie całkowicie nieaktualnych danych, że „jest prawie pewne”, że Stratoscope II wykrył parę wodną. Był to wczesny przykład, dlaczego nauka nie powinna być uprawiana na konferencjach prasowych. Dyrektor projektu, Martin Schwartzshchild z Uniwersytetu w Princeton powiedział dużo mądrzej i ostrożniej, „W ciągu dwóch tygodni będziemy mieli opinię, a po trzech miesiącach będziemy wiedzieć”. Niemniej 5 marca, cztery dni po locie, „Wall Street Journal” napisał: „Odkrycia balonu pokazują, że możliwe są formy prostego życia na Marsie”. Gazeta dalej informuje czytelników, jako że woda została znaleziona na Marsie, iż „możliwa jest obecność pewnej formy mchów lub porostów”77. Rok później, kiedy zespół Stratoscope II opublikował swoją ostateczną analizę w artykule w „Astronomical Journal”, autorzy pisali bardzo precyzyjnie i zdecydowanie, co wskazały ich pomiary: „jest nieprawdopodobne, by zawartość pary wodnej na Marsie przekraczała 40 mikronów”. Aktualne najlepsze oszacowania, które otrzymali w analizie danych, sugerowały, że Mars miałby około 10 mikronów pary wodnej (po skropleniu), co było zaskakująco spójne z tym, co otrzymał zespół Kaplana78.
Rys. 5.3 | Jasność Marsa w zakresie fal podczerwieni od 3,5 do 6,5 mikrona, uzyskana w wyniku doświadczenia Stratoscope II na dużej wysokości w 1963 r. Jasność arbitralnie normalizowana do zera przy 4,3 mikrona. Wznosząca się przerywana linia pokazuje przewidywane widmo Marsa, przy założeniu, że molekuły w marsjańskiej atmosferze nie absorbują światła. Kropki oznaczają zmierzone natężenie światła z Marsa przy określonych długościach fal (duże punkty pomiarowe danych to średnie z niepewnościami 0,3 mikrona). Linia ciągła jest modelem dopasowanym do danych. Trzy spadki absorpcji w modelu przy 4,3, 4,8 i 5,2 mikrona są spowodowane marsjańskim dwutlenkiem węgla, a model jest dobrze dopasowany dzięki punktom danych w tym spektralnym regionie. Zagłębienia w widmie modelowym od 5,5 do 6,3 mikronów wynikają z obecności wody marsjańskiej i zakładają 70 mikronów skroplonej pary wodnej w marsjańskiej atmosferze. Punkty danych w regionie 5,5-6,3 mikrona wskazują, że Mars ma znacznie mniej wody. Wykres z Danielson i in., „Astronomical Journal” 1964.
Zarówno Kaplanowi i jego współpracownikom, jak i grupie Stratoscope II należy się uznanie za pierwsze poprawne (choć marginalne) wykrycie istnienia niewielkiej ilości wody w marsjańskiej atmosferze. Kolejne grupy przez następnych kilka lat przeprowadziły pierwsze definitywne i niepodważalne pomiary. Roland Schorn z California Institute of Technology i Jet Propulsion Laboratory podsumował naszą wiedzę dotyczącą pomiarów wody na Marsie w znaczącym artykule przeglądowym napisanym dla Międzynarodowej Unii Astronomicznej w 1971 r. „Woda istnieje na Marsie”, napisał. „Ilość pary wodnej zmienia się wraz z lokacją na planecie, porami roku na Marsie oraz z roku na rok. Woda wydaje się krążyć poprzez polarne czapy lodowe, które składają się częściowo z H2O. Całkowita ilość wody w atmosferze Marsa wynosi co najwyżej kilka kilometrów sześciennych”79. Jeżeli rozmieścilibyśmy kilka kilometrów sześciennych wody równomiernie na całej powierzchni Marsa, planeta byłaby pokryta wodą na głębokość nie większą niż 20 mikronów. Innymi słowy, zarówno zespół Kaplana, jak i zespół Stratoscope II w 1963 r. uzyskali poprawne wyniki. To niewiele wody, ale ta odpowiedź jest właściwa. Mars jest bardzo suchy.
Po upływie stu lat od chwili, gdy Huggins i Janssen stwierdzili, że wykryli wodę w atmosferze Marsa, zespół astronomów, który opracował w 1992 r. podsumowanie badań dotyczących misji NASA Viking na Marsa z 1976 r., napisał bardzo jasno i rzeczowo na temat prac Hugginsa i Janssena: „ich wyniki nie są już miarodajne”80.
Marsjańska atmosfera ma znikomą ilość pary wodnej, jest nadzwyczaj sucha, zbyt sucha, by wytwarzać silne spektroskopowe sygnały, które mogliby zaobserwować Huggins i Janssen. Współcześni astronomowie są przekonani, że Huggins i Janssen nie mogli wykryć śladowych ilości pary wodnej, która jest w rzeczywistości obecna w marsjańskiej atmosferze. Udowodnienie przy użyciu narzędzi astrofizycznej spektroskopii, że woda znajduje się w atmosferze Marsa, okazało się znacznie trudniejsze, niż Huggins czy Janssen sobie wyobrażali.
Rozdział 6
Czerwona wegetacja i istoty rozumne
Eksperci końca XX w. byli sceptyczni wobec prymitywnych spektroskopowych „odkryć” z lat sześćdziesiątych XIX w., ale aż do 1870 r. wśród znawców Marsa panowała powszechna zgoda – na Marsie jest woda. Ówcześni astronomowie (widząc bardzo wyraźnie to, co chcieli zobaczyć) udowodnili ten fakt. Ten konsensus mógł być całkiem błędny, oparty na nadgorliwej interpretacji danych zarówno z obrazów, jak i spektroskopii. Niemniej astronomowie pod koniec XIX w. byli prawie pewni, że dowiedli istnienia w atmosferze Marsa znaczących, a nie śladowych ilości wody. Te wyniki badań, wyraźnie potwierdzone przez spektroskopię, zazębiały się całkowicie z oczekiwaniami astronomów, którzy opierali się na wizualnych obserwacjach Marsa prowadzonych od dwustu lat. W rzeczywistości astronomowie byli pewni dwóch istotnych faktów odnoszących się do Marsa: jest tam woda i jest wegetacja. Skoro udowodnili pierwszy z nich, teraz musieli tylko znaleźć potwierdzenie drugiego.
O tym, że astronomowie zgadzają się, iż marsjańska atmosfera jest wilgotna, profesor Huggins (lub jakiś jego anonimowy zwolennik posiadający podobną wiedzę na temat astronomii) poinformował czytelników na stronach stosunkowo nowego, cieszącego się powszechnym zainteresowaniem angielskiego magazynu „Cornhill”. Jego pierwszy numer ukazał się w styczniu 1860 r. Magazyn kosztował tylko jednego szylinga i zawierał teksty czołowych autorów, włączając w to beletrystykę i literaturę faktu. „Cornhill”, wydawany na ulicy Fleet Street81, niemal natychmiast stał się jednym z najbardziej wpływowych i powszechnie czytanych magazynów swoich czasów. Pierwszy numer sprzedał się w ponad 110 tysiącach egzemplarzy, a „Cornhill” pozostał popularny i wpływowy przez dziesięciolecia.
W 1871 r. opublikował anonimowy tekst zatytułowany Życie na Marsie82, który przedstawiał Marsa jako „czarującą planetę […] dobrze СКАЧАТЬ
77
Reporter pracujący w „Wall Street Journal”,
78
R.E. Danielson i in.,
79
R.A. Schorn,
80
H.H. Kieffer, B.M. Jakosky, C.W. Snyder,
81
Na ulicy Fleet Street mieściły się redakcje większości pism wydawanych w Londynie (przyp. tłum).
82