Tocquet Robert

ŻYCIE NA PLANETACH

„Cisza bezkresnych przestworzy...”

My — którzy staramy się pojąć świat, a z nim i siebie samych, którzy potrafimy przeczytać (czy napisać) książkę o życiu na planetach — czyż sami nie jesteśmy szczytowym osiągnięciem, może przejściowym, zjawiska życia na tej planecie, którą stopniowo opanowaliśmy: na Ziemi? Czy jednak życie, które tak niezwykle bujnie roz­winęło się na naszej planecie istnieje także na innych „ziemiach” nieba? Czy istnieje w ogóle we Wszechświecie poza Ziemią? Oto pytanie, które każdy z nas niewątpli­wie nieraz sobie stawiał, a które od tysięcy lat nurtuje ludzkość. Zostało już ono sformułowane przez pitagorej- czykówi, znajdujemy je także w Wedach starożytnych In­dusów, w tych pradawnych pomnikach ludzkiej mądrości. Dopiero jednak w ostatnich latach można było, dzięki burzliwemu rozwojowi takich dziedzin nauki jak astro- nomia (w szczególności astrofizyka) i biologia, naukowo podejść do problemu życia we Wszechświecie.

To rozwój astronomii sprawił, że można było wykazać, że ani Ziemia, ani nawet Słońce nie stanowią środka Wszechświata. Dzięki temu w umysłach ludzkich zapano­wał ów stan pokory, który jest najlepszym punktem wyj­ścia w badaniach naukowych. Astrofizyka pomogła już zgromadzić szereg dokładnych informacji o planetach, gwiazdach i galaktykach. Astronautyka zaś, która obec­nie przeżywa pełnię rozkwitu, spowoduje, że informacje te będą coraz liczniejsze i coraz bardziej bezpośrednie. Wre-

szcie biologia na tyle zbadała naturę życia, tak osaczyła ze wszech stron problem jego powstania, że pytanie, czy istnieje życie poza naszą planetą, może być stawiane tylko w kategoriach naukowych.

Pierwszy przewrót w ludzkich umysłach, łączony zwy­kle z nazwiskiem Kopernika, który z krzywdą dla Ziemi umieścił Słońce w środku naszego Układu planetarnego — dokonał się zaledwie cztery wieki temu.

W epoce Lukrecjusza, siedemnaście wieków przed Ko­pernikiem, kiedy zaczynano nieśmiało przyjmować po­gląd, że Ziemia jest kulista i zawieszona w przestworzach,

tylko jeden grecki astronom Arystarch twierdził, iż Zie­mia wiruje wokół własnej osi oraz, że obraca się dokoła Słońca, stanowiącego środek i zwornik całego układu. Teoria jego spotkała się z obojętnością, drwiną, a nawet z wrogością. Jakże więc wtedy, gdy człowiek zarozumiale czynił z Ziemi środek wszystkiego, ktokolwiek mógł wyo­brazić sobie, że mogą być we Wszechświecie jeszcze inne układy, zawierające inne ziemie i inne słońca?

A jednak poeta, autor De Rerum Natura roztacza przed nami olśniewającą wizję *:

Najpierw bacz, że przestrzeń dokoła, z każdej strony,

Z prawa, z lewa, w dół, w górę, granicy żadnej nie ma.

Dość już obszernie zresztą mówiłem na ten temat;

Wszystko mi to potwierdza i krzykiem wprost obwieszcza Przeto niepodobieństwo, by w pustce tej na przestrzał (Która nieskończonością tchnie dookoła ziemi,

Gdzie w liczbie nieskończonej ciałka drogami swymi Biegną pędzone odwiecznym ruchu pobudzeniem)

Jeden świat był stworzony 1 jedno niebo nad nim,

A wszystko, co poza nim, nie miało mocy żadnej.

Dziełem on jest natury 1 jej pierwotnych ciałek.

Które bijąc o siebie na oślep wieki całe W końcu wydały z siebie na skutek zbiegu ciosów Te ziarna, co złączone nareszcie w trwalszy sposób Dały dziś oglądaną materię wszelkich rzeczy.

Ziemię, morze 1 niebo, zwierzęta 1 rodzaj człowieczy.

Stąd, powtarzam raz jeszcze, musisz mi rację przyznać.

2e jest jeszcze za światem niejednych ciał ojczyzna.

Jak nasza, którą eter zawiera swym uściskiem.

Skoro zresztą materii nie brak w przestrzeni wszystkiej.

Miejsca w bród, i rzecz żadna, przyczyna żadna nie wzbrania Muszą tam być działania 1 rzeczy się muszą wyłaniać.

Dalej, Jeśli zarodków jest nieskończona mnogość.

Jakiej nie zliczysz, nawet przez wieki liczyć mogąc.

Jeśli dokoła działa ta sama moc natury.

Która wszędzie gromadzi zarodków całe góry.

Również Jak tu na ziemi, to przyznaj słowem śmiałym,

Ze 1 w odległych niebach są światy zamieszkałe.

Choćby z Innymi ludźmi, z Inną niż nasza zwierzyną.

Nie ma też wśród wszechrzeczy takiej, co jest jedyną,

Jedna się urodziła 1 nie ma swych pokrewnych;

Zawsze Ją możesz zmieścić, poznać w gatunkach pewnych.

Mnogą rodem. Zwierzęta pierwsze cl przykład złożą.

t

ńcHotfo. cvtowany za pracą: Kazi-

Uznasz, że tak się rodzą i tak po górach mnożą,

Tak powstał ród człowieczy, tak niemych ryb miliony,

I nie inaczej ptaków ród, pierzem uskrzydlony.

Równie z podobnych przyczyn przyznasz, ze ziemia, słońce, Niebo, księżyc i gwiazdy po niebie wędrujące Nie są jedyne, ale mnogie i niezliczone;

Równie czeka je kiedyś zniszczenie nieobronne,

Równie się z ziarn układów składają, jak te twory, Których ziemska gromada krząta się koło koryt.

W jakiś czas po Lukrecjuszu Plutarch dowodzi, że rzymska intelligentia z I w. n. e. stawiała sobie pytanie, którym nie pogardziłyby pewne wykształcone umysły XX wieku, mianowicie: czy możliwe jest, aby Księżyc był zamieszkały?

„Chciałbym — powiada Theon — by dysputa zajęła się poglądem, utrzymującym, iż Księżyc jest zamieszkały... Gdyby bowiem okazało się, że nie mogą tam być mie­szkańcy, nie można by w sposób rozumny utrzymywać, iż Księżyc jest Ziemią... Byłby on stworzony daremnie i bez powodu, nie rodziłby żadnego owocu i żadna z ludzkich ras inie znalazłaby tam dogodnych warunków, aby się zro­dzić d wyżywić... Na Księżycu mogą być jacyś mieszkańcy, a ci co utrzymują, iż do tego itrzeha, aby istnieniom' tym właściwe były nasze potrzeby, nigdy nie zwrócili uwagi na różnorodność matury sprawiającą, że zwierzęta bar­dziej różnią się między sobą, niż substancje nieożywione”.

Jednak aby wygrać batalię o heliocentryzm, nie wy­starczyła sama teoria Kopernika. W pięćdziesiąt siedem lat po wydaniu De Revolutionibus Orbium Caelestium, do­kładnie w 1600 r. został w Rzymie spalony na stosie, jako heretyk, Giordano Bruno i to tylko za to, że wyciągnął z dzieła polskiego astronoma wnioski filozoficzne, które jako oczywiste z dzieła tego wypływały. W dziele Dell’ infinito universo e mondi (O nieskończoności Wszech­światów i Światów) Giordano Bruno odważył się napisać: „W słowach tylko można przeczyć przestrzeni bez koń­ca, i w słowach jedynie przeczą temu zbałamucone umysły twierdzące, że próżni nie da się pojąć... Skoro zaś istnieje ^ Świat, na którym się znajdujemy, Czyż cokolwiek prze­radza istnieniu innych Światów, ogromnej wielości

(II 1048—1089)

Światów. Świat nasz, wydający , się nam tak ogromnym, nie jest ani częścią, ani całością wobec nieskończoności i nie mógłby stać się przedmiotem aktu nieskończonego. Nieskończona praprzyczyna okazałaby się niedoskonałą, gdyby jej skutek nie był proporcjonalny do jej potęgi Wszechwiedza i wszech działa nie Boga kategorycznie do­magają się wiary w nieskończoność stwarzania...

...Nie ma rzeczy mniej godnej filozofa, niż układać sfer kształt szczególny, czy różne przyjmować stery niebios. Jedno jest tylko niebo przed nami, to znaczy; sklepienie, atmosfera, w której się one poruszają, inme Ziemie —

których jest nieźliczoność — posiadają każda swoje niebo; lecz te różne niebiosa tworzą razem jedno i to samo niebo: gwiezdny ocean. Ciała niebieskie rozciągają się nieskoń­czenie w ogromnej przestrzeni, która zawiera Światy wraz z wszelkiego rodzaju ich mieszkańcami...

¹

...Jakąż różnicę upieramy się znaleźć pomiędzy Ziemią a Wenus, pomiędzy Ziemią a Saturnem, Ziemią a Księ­życem? Czyż znaczenie wszystkich tych planet nie jest takie samo wobec potężnego panowania Słońca? Czyż nie są to Światy podobne, których przeznaczenie jest jedna­kowe? A w przestrzeni nieskończonej? Jakąż odrębność chcielibyśmy jeszcze zachować między Słońcem a gwia­zdami? Czyż sama Natura nie podjęła się objawić nam _k 10

wielości Słońc i Ziem w nieograniczonych obszarach roz­ciągłości? Cały Wszechświat jest tylko ogromnym zorga­nizowanym bytem; jego częściami składowymi są Światy; jego Życiem jest Bóg. Wszechświat nieskończony — po­stać nieskończona myśli nieskończonej. Ta prawda jawi się naszemu rozumowi w przyrodzonym świetle’*.

Droga została wytyczona. W niespełna wiek później pi­sarz francuski, Bernard le Bovier de Fontenelle, siostrze­niec Corneille’a, wydał swe słynne Entretiens sur la Plu­ralité des Mondes (Rozmowy o wielości światów), nie spotka wszy się już tym razem z zarzutem herezji. Fon­tenelle ograniczył się do przedstawienia teorii naukowych swej epoki w formie literackiej, dostępnej dla dam dworu. Bohaterką książki jest markiza. Fontenelle wyobraża so­bie, że spaceruje z nią po parku w piękny, gwieździsty wieczór, i że właśnie zaczęto mówić o gwiazdach. Tłu­maczy jej zatem, dlaczego Ziemia jest planetą (pierw­szego wieczoru), a potem dowodzi, że zarówno Księżyc, jak i pozostałe planety — to zamieszkałe ziemie (drugiego i trzeciego wieczoru). Następnie (czwartego wieczoru), po­daje szczegóły dotyczące Wenus, Merkurego, Jowisza, Sa­turna; i przechodząc do gwiazd stałych (piąty wieczór) — wyjaśnia, że są to także słońca, że każde z nich oświetla jakiś świat; wreszcie kończy wykładem ostatnich odkryć astronomicznych (szóstego wieczoru).

„Gdyby niebem było tylko to niebieskie sklepienie, do którego przygwożdżone są gwiazdy — pisze Fontenelle (piąty wieczór) — to Wszechświat wydałby mi się mały i ciasny, czułbym się nim przytłoczony. Teraz, skoro temu sklepieniu dano nieskończoną rozciągłość i głębię, dzieląc je na tysiące tysięcy mgławic, zdaje mi się, że oddycham swobodniej, że mam więcej powietrza, i że na pewno wspaniałość Wszechświata ukazuje nam się w nowym blasku".

Fontenelle doszedł w swych rozważaniach nie tylko do obecności istot myślących poza Ziemią, ale nawet obda­rzył je odrębnym charakterem w zależności od planety, z której się wywodziły. I tak mieszkańcy Merkurego by­liby „szaleni z nadmiaru sil żywotnych”, natomiast mie­szkańcy Saturna byliby to ludzie dość flegmatyczni, tacy.

oo to „cały dzień stracą, nim odpowiedzą na najprostsze pytanie”.

Można byłoby, mnożyć wdzięczne przykłady lirycznych poematów z okresu cesarstwa, w 'których aleksandryn 12

służył popularyzacji nauki. Ale już przy końcu stulecia ta forma wiersza stała się niemodna, a liryka, nawet w prozie, czerpała natchnienie już nie z wyobraźni, lecz z naukowych obserwacji. Wybitny popularyzator, Camille Flammarion, mógł napisać w Terres du Ciel (Ziemie Nieba):

„Oto jest życie powszechne i wieczne, które króluje ponad naszymi głowami. Tego to życia istotną część sta­nowimy. Oto pojmujemy już mowę nocy czując, jak wszędzie wokół nas przetaczają się światy ogromne, a ciężkie; zamieszkałe tak jak nasze. Zarówno planety, jak gwiazdy — to światy, grupy światów, układy, wszech­światy; i z głębi naszej przepaści domyślamy się tych odległych narodów, tych nieznanych miast, tych zaziem- skich ludów! ... Każdy z tych światów to jakaś inna ludz­kość, która jest siostrą naszej...

...Zamieszkałe nieba nie są już mitem. Oto teleskop połączył nas z nimi; oto spektroskop daje nam analizę powietrza, którym ich mieszkańcy oddychają; oto urano- lity przynoszą nam minerały z ich gór...

• ...Rozumiemy obecnie istnienie Wszechświata, słyszymy akordy potężnej harmonii i z niezachwianym przekona­niem opartym na pozytywnym doświadczeniu obwieszcza­my z głębi naszej świadomości tę od tej chwili nieznisz­czalną prawdę:

— Życie rozwija się bez końca w przestrzeni i w czasie; jest powszechne; wieczne; napełnia Nieskończoność swymi akordami i będzie panować poprzez wieki wieków, po­przez niekończącą się Wieczność”.

Nie jest ¡więc już dziś kwestią dla nas, czy idea wie­lości światów teoretycznie jest racjonalna, czy nie. Wobec tego pozostaje do zbadania, poza wszelkim czysto intelek­tualnym czy filozoficznym roztrząsaniem, czy życie na planetach Układu Słonecznego i w innych częściach Wszechświata jest materialnie możliwe. W języku nauko­wym przez życie we Wszechświecie rozumie się życie ana­logiczne do życia na Ziemi; i tylko tą postacią życia bę­dziemy się tu zajmować.

Można by oczywiście rozważać inne typy życia. Na przykład, można by wyobrażać sobie istnienia, w których

zamiast cząsteczek węgla w związkach organicznych wy­stępowałby krzem. Organizmy takie byłyby zdolne żyć w temperaturze topnienia ołowiu oraz wytrzymywałyby najostrzejsze chłody.

W kręgu takich idei powstała teoria Williama Preyera

o pirozoach. Według tego biologa życie jakoby trwało cały czas, nawet wówczas, gdy glob nasz stanowił roz­żarzoną masę. Pierwsze wulkaniczne formy życia — piro- zoa — miałyby się powoli zmieniać, a ich żywotność przy­brać ten aspekt, jaki aktualnie przedstawia. Dziś jednak istnieją spore wątpliwości, co do przejścia Ziemi przez okres rozżarzenia. Angażując się jeszcze dalej w stawia­niu hipotez można by tak samo rozważać formy eteryczne, których życie byłoby podtrzymywane wyłącznie energią świetlną, lub wręcz wyobrazić sobie istnienia ulotne, czyr ste duchy, żyjące zupełnie bez pobierania energii. Wkra­czając jednak na tak ryzykowną ścieżkę rychło wyrzekli­byśmy się obserwacji i doświadczenia, aby w końcu dać się ponieść fantazji, fikcji, a kto wie czy nie absurdowi. Należy jednak zaznaczyć, że hipoteza organizmów opartych na krzemie -nie jest tak zupełnie antymaukowa, ponieważ umiemy obecnie wytwarzać szereg silikonów czyli związ­ków organicznych, w iktórych 'krzem pełni rolę węgla.

Sprecyzowawszy tedy zakres naszego przedmiotu kilka słów poświęcimy metodzie, którą zamierzamy doń zasto­sować.

Nie potrafilibyśmy w rozsądny sposób poszukiwać we Wszechświecie możliwości istnienia życia (w postaci po­dobnej lub analogicznej do istniejącej na Ziemi) be* uprzedniego sprecyzowania, co przez życie rozumiemy. Przede wszystkim zajmiemy się zagadnieniem jego po­wstania, następnie zbadamy warunki, w jakich może się ono rozwijać. Ostatnie osiągnięcia biologii dostarczą nam cennych narzędzi, dzięki którym badanie nasze pójdzie we właściwym kierunku. Znając już określenie życia, zwrócimy się z kolei ku astrofizyce, która pomoże nam w naukowym rozważaniu pozostałego problemu: czy przy danych warunkach panujących na różnych planetach Układu Słonecznego, jak również na kometach i na sate­licie Ziemi — Księżycu — możliwe jest życie, czy też nie?

Ifcft

I

W końcu porzucimy nasz Układ Słoneczny, aby objąć naszym poszukiwaniem pozostałe części Wszechświata — zaWsze .jednak jako ludzie nauki, a nie pisarze powieści fantastycznych. Podamy mimochodem nieco szczegółów

o wyglądzie fizycznym Księżyca i planet. Warto bowiem ustalić scenerię, wśród której domyślamy się istnienia istdt aktualnie żywych lub ich narodzenia się pewnego dnia. Co więcej — lepsze poznanie tego pejzażu, wśród którego w bliższej czy dalszej przyszłości zacznie swój rozwój człowiek, co od pewnego czasu nie ulega wątpli­wości, jest też jak najbardziej godne zalecenia.

2

Pochodzenie życia

Kosmozoa. Najbardziej niewątpliwie pasjonującym problemem nauki jest problem powstania życia na naszym globie. Jak to się stało, że w określonym momencie ewo­lucji geologicznej pojawił się ten tajemniczy płomień na­zywany życiem, aby ożywić bezwładną materię organiczną

i przekształcić związki składające się w zasadzie z węgla, tlenu, wodoru i azotu w żywą komórkę, czy nawet w ziar­no protoplazmy, reagujące na bodźce i obdarzone zdol­nością ruchu? Oto podstawowe pytanie biologii ogólnej, przerażający wprost problem, który jak dotąd wydaje się stawiać czoła połączonym wysiłkom paleontologów, bio­logów, fizyków i chemików.

■ Kiedy Pasteur wykazał, iż samorództwo — przyjmowane bezkrytycznie przez wykształcone umysły średniowiecza i renesansu, a w XVIII i XIX stuleciu uznane przez bio­logów tej miary, co Needham w Anglii, Buffon i Lamarck we Francji, Wrisberg w Niemczech, potem bliżej naszych czasów przez Poucheta, dyrektora Muzeum Historii Na­turalnej w Rouen — nie zachodziło ani w obserwacjach, ani w doświadczeniach, w których spodziewano się jego wykrycia, wtedy niektórzy uczeni chcąc wytłumaczyć po­jawienie się życia na Ziemi postawili 'hipotezę, że glob nasz został obsiany zarodkami przybyłymi z jakiegoś in­nego świata. Tę doktrynę, znaną początkowo pod nazwą „teorii o kosmozoach”, a następnie pod mianem „teorii panspermii”, wysunął po raz pierwszy w 1865 r. dr Rich­ter, a w sześć lat później przejrzyście przedstawił Lord Kelvin.

„Przy zderzeniu się dwu ciał niebieskich — pisze ten znakomity fizyk angielski — niewątpliwie większa część obu tych ciał łączy się razem. Wydaje się jednak równie pewne, że w większości przypadków część odłamków roz­pryskuje się w przestrzeń we wszystkich kierunkach. Być może, że wiele z nich nie zostaje uszkodzonych bardziej niż skalne bloki spadające ze szczytu góry czy miotane gwałtownym wybuchem miny...

...Gdyby Ziemia, taka jafć jest teraz, wraz ze swą ro­ślinnością zderzyła się z ciałem niebieskim tego samego rzędu wielkości, wtedy wielka liczba dużych i małych odłamków niosących zarodki roślin lub zwierząt rozpro­szyłaby się w przestrzeni. Ponieważ od bezgranicznie dawna istniały z pewnością światy noszące żywe istoty, przeto z dużym prawdopodobieństwem możemy przyjąć, że jest nieskończenie wiele takich kamieni pochodzenia meteory czn eg o, obładowanych zarodkami, które błądzą

■iL.Li .V i ¥

w przestworzach. Otóż gdyby nie istniał na Ziemi żaden przejaw życia, to podobny meteoryt, spadając na jej po­wierzchnię, mógłby zapoczątkować rozwój życia”.

Stwierdzenia te wypowiadane przez tak wysoki auto­rytet naukowy wywarły ogromne wrażenie w epoce ich ogłoszenia. We Francji obrońcą doktryny stał się von Tie- ghem, wybitny uczony z Muzeum Historii Naturalnej. Camille Flammarion, dyrektor obserwatorium w Juvisy, przyjął tę doktrynę, opierając się na fakcie, że niektóre meteoryty zawierały węgiel mogący być pozostałością istot zorganizowanych. Ale dalsze badainia wykazały, że znaleziona substancja węglowa była utworzona z węglo­wodorów, podobnych do tych/łętóre często powstają przy topnieniu w wysokiej temperaturze; a tym samym, że materia ta była pochodzenia mineralnego.

Jednakże według ostatnich prac produkt węglowy pew­nych meteorytów byłby złożony z substancji analogicz­nych do materii próchnicowych, węgli brunatnych i ozo­kerytu (rodzaj wosku ziemnego, nazywanego często para­finą naturalną). Wreszcie profesor Nagy z nowojorskiego Uniwersytetu Fordhama wykazał, że pewne meteoryty,

w szczególności meteoryt z Orgueil (wieś w pobliżu Mou- tanban) spadły w 1864 r. — zawierały substancje orga­niczne o 19, 21 i 23 atomach węgla, a także twierdził, że zawierały one również skamieniałe mikroorganizmy.

Uznanie meteorytów jako nośników zarodków żyda na­stręcza jednak wiele wątpliwości. Przede wszystkim, o ile zderzenie się dwóch gwiazd jest matematycznie możliwe, to jednak przeciw takiemu zderzeniu przemawia prawie zerowe prawdopodobieństwo. Rzeczywiście, powtórzmy za Couderkiem, jak wielka jest pustka przestrzeni między - gwiazdowej: wyobraźmy sobie, że gwiazdy są rozmiesz­czone tak, jak małe bryłki ołowiu odległe od siebie

o 30 km, z których każda przebiega rocznie trasę zaled­wie .kilku metrów. Poza tym można zauważyć, że „kamie­nie, spadające z nieba” -nigdy nie zawierają skał osado­wych w rodzaju gliny czy wapnia, natomiast zawierają krzemiany analogiczne do perydotytów, reprezentujących magmowe skały zasadowe największych głębin skorupy ziemskiej. Prawdopodobnie więc meteoryty pochodzą bądź to „z gwiazdy rozerwanej wtedy, gdy była w stadium księżycowym, to jest nie posiadającej nigdy ani oceanów, ani terenów osadowych, i na której życie nie mogło istnieć w żadnym czasie” (Dauvillier), bądź też z roz­drobnionych jąder komet.

Wiemy wreszcie, że powierzchnie meteorytów dociera­jących do Ziemi rozżarzają się po drodze wskutek tarcia

o cząsteczki gazów atmosfery. Wydaje się zatem, że wszelki żywy zarodek przymocowany do powierzchni ta­kiego ciała zostałby nieodwołalnie zniszczony, zanim zdo­łałby przybyć na powierzchnię naszej planety.

„Teoria panspermii”. Ponieważ „zasianie” Ziemi przez meteoryty okazało się nie do utrzymania, przeto niektó­rzy uczeni — wśród nich na pierwszym miejscu należy wymienić jednego z największych fizyków Szwecji, Svante Arrheniusa — zaczęli szukać innych sposobów przenosze­nia się życia.

Według Arrheniusa, żywe zarodki są stale przenoszone w przestrzeni na skutek ciśnienia promieniowania, któ­rego koncepcja pochodzi od angielskiego fizyka J. Clerka Maxwella. Występowanie ciśnienia promieniowania zo­

stało ponad wszelką wątpliwość dowiedzione w znako­mitych i misternych doświadczeniach fizyka rosyjskiego, Lebiediewa. Zgodnie z koncepcją Maxwella wszelkiego rodzaju promieniowanie: cieplne, świetlne i inne, wy­wiera na spotykane ciała takie samo działanie, jak znane nam ciśnienie atmosferyczne. W istocie dowodzi się, że działanie mechaniczne fotonu mierzy się jego pędem, to jest ilorazem jego energii i prędkości światła. Można na wzór Lebiediewa stwierdzić doświadczalnie istnienie tego ciśnienia za pomocą leciutkich dźwigni z łopatkami, za­wieszonych w próżni na bardzo cienkiej, skręcającej się nitce. Z chwilą gdy promień świetlny trąca jedną z łopa­tek dźwigni, obróci się óna o pewien kąt. Kąt ten po­zwala zmierzyć wartość ciśnienia promieniowania. War­tość ta wynika również z odpowiednich obliczeń. Ciśnie­nie promieniowania można również stwierdzić w nastę­pującym doświadczeniu. W naczyniu o kształcie klepsy­dry, z którego wypompowano powietrze, przesypujemy proszek likopodium, który spadając utworzy pionową wiązkę. Przy spotkaniu z promieniem świetlnym wiązka ta odchyli się od pionu.

Pamiętając, że występowanie ciśnienia światła zostało potwierdzone doświadczalnie, rozważmy z kolei małą sferyczną, nieprzezroczystą cząstkę, znajdującą się w polu oddziaływania Słońca. Ze strony Słońca działają na czą­stkę dwie siły, to jest siła przyciągania, zmuszająca ją do spadania na Słońce, i ciśnienie światła, które stara się ją od Słońca odepchnąć. Otóż, jak wynika z obliczeń, jeśli średnica rozważanego ziarnka materii wyniesie tylko 1,5 mikrona (0,0015 mm) — obie siły zrównoważą się. Jeśli średnica cząstki będzie mniejsza, wtedy ciśnienie promieniowania zacznie tę cząstkę unosić, a Słońce będzie ją odpychać od siebie. Dla ziarenek o średnicy nie prze­kraczającej 0,00016 mm ciśnienie promieniowania jest dziesięciokrotnie większe niż siła przyciągania. Właśnie zarodniki bakterii są tego rzędu wielkości; wynika z tego, że zarodniki drobnoustrojów mogą z powodzeniem krążyć w przestrzeni, unoszone ciśnieniem promieniowania Słoń­ca, czy nawet ciśnieniem promieniowania gwiazd, jeśli chodzi o przestrzeń międzygwiazdową. Ziarenka te prze-

nikając do atmosfery spotykanych po drodze planet rychło przeniosłyby na ich powierzchnię życie. Obliczono, że zia­renko oderwane od Ziemi wstępującym prądem powie­trza, a następnie naelektryzowane w górnych warstwach atmosfery, mogłoby dotrzeć do poszczególnych planet w następującym czasie: do Marsa w ciągu 20 dni, do Jo­wisza — w 80 dni i do Neptuna po 15 miesiącach. Nato­miast, aby dotrzeć do najbliższej nas gwiazdy (Al'a Cen­taura), potrzeba by było 4000 lat.

„Jest zatem prawdopodobne — pisze Arrhenius — ie w ten właśnie sposób od bezmiernie dawnych czasów życie przenosiło się z jednych układów planetarnych na kunę, lub z jednej planety na drugą wewnątrz układu.

Wśród miliardów ziaren pyłku, które unosi wiatr z jed­nego drzewa — na przykład z sosny — być może jest tylko jedno, które stanie się zalążkiem nowego drzewa.

...To samo bez wątpienia dzieje się z błąkającymi się j

w przestrzeni ziarenkami. Jedno tylko spośród miliardów i trylionów ziaren wypchniętych ciśnieniem promienio­wania w nieskończoność, znajdzie planetę, na której do­tąd życie nie istniało, aby stać się początkiem wielorakich organizmów”.

Niestety, jeden zasadniczy zarzut podważa tę olśniewa­jącą teorię panspermii. O ile pustka i chłód przestrzeni międzyplanetarnej czy między gwiazdowej nie mają — jak to dalej zobaczymy w związku z nadzwyczajną odporno­ścią zarodników — wpływu na nie, o tyle jesit inna ni­szcząca je bez żadnego pardonu straszliwa potęga: pro­mieniowanie nadfioletowe emitowane przez Słońce i gwiazdy. Wiadomo, że działa ono silnde abiotycznie: sztuczne promieniowanie nadfioletowe zabija bakterie, zależnie od gatumku, w iciągu ikiliku godzin, lub nawet kil­ku minut. Życie nia naszej planecie mogło przetrwać tylko dzięki temu, że przeważającą część słonecznego promie­niowania nadfioletowego pochłania ozon znaj dujący się w atmosferze ziemskiej. Natomiast w próżni między- gwiazdowej promieniowanie nadfioletowe rozchodzi się zupełnie swobodnie. Jest zatem pewne, że wędrujące za­rodniki zostałyby przez nie uśmiercone tuż po wydosta­niu się z atmosfery planet. Co więcej, do promieniowania nadfioletowego dochodzą inne abiotyczne czynniki, jak: promienie X, a przede wszystkim pierwotne promienie kosmiczne, których energia zmierzona za pomocą sztucz­nych satelitów i rakiet planetarnych okazała się znacznie większa niż przypuszczano początkowo, do tego stopnia, że „..-pod działaniem tych wszystkich rodzajów promie­niowania nie tylko uległyby zniszczeniu i rozpadowi sub­stancje organiczne, ale nawet atomy ich cząsteczek także znikłyby po ¡krótszym lub dłuższym czasie wskutek emi­towania elektronów. W obliczu tak Możnych czynników zniszczenia, iptrzeniesienie życia z jednego świata na inny staje się niemożliwością” (Becquerel).

Zresztą koncepcje te, w rodzaju teorii o kosmozoach czy teorii panspermii, są hipotezami idącymi na łatwiznę. Zamiast rozwiązywać zagadnienie powstania żyda — przerzucają je tylko. Jeśli nawet przyjmiemy, że życie ^ ziemskie pochodzi z jakiejś innej planety, zostaje nadal

kwestią otwartą, skąd się wzięło życie na tej planecie, a w ostatecznym rachunku, skąd w ogóle pochodzi życie, które raz pojawiwszy się na planecie stało się punktem wyjścia dalszej jego wędrówki na inne planety. Prowa­dzi to z kolei do badania zagadnienia powstania życia z bardzo ogólnego punktu widzenia. Rozwiązanie proble­mu, którym zajmiemy się bardziej szczegółowo na naszej planecie Ziemi powinno zachować także swą wartość i dla innych planet Wszechświata.

Ale zanim zajmiemy się właściwym problemem, mu­simy dla poprawnego jego zrozumienia przypomnieć główne biologiczne i chemiczne cechy istot żywych, jak również zaznaczyć wybitną swoistość i odrębność życia.

Cechy istot żywych i swoistość życia

Naturalnie nie ma mowy, żebyśmy tu mogli dokonać wyczerpującego przeglądu zjawisk życiowych. Studium ta­kie byłoby zbyt obszerne i zbyt daleko by nas odwiodło od głównego tematu. Ograniczymy się przeto do przypomnie­nia «najważniejszych cech charakteryzujących istoty żywe, jak: asymilacja, reprodukcja, regulacja, złożoność budo­wy chemicznej, zdolność do przystosowania się i ewolucji.

Asymilacja I reprodukcja. Żywa istota od narodzenia aż do śmierci czerpie ze środowiska zewnętrznego sub­stancje odżywcze pochodzenia mineralnego, roślinnego i zwierzęcego i wytwarza z nich substancje identyczne z jej własną. Asymilować Gac. ad-similare), z bezwładnej materii czynić materię podobną do materii żywej, two­rzyć z niej czynną protoplazmę, oto jest właśnie chemiczne znamię żywotności w całym tego słowa znaczeniu. W za­mian śmierć — to powrót do fatalistycznego biegu rzeczy narzucanego naszemu Wszechświatu przez prawa fizyczne; to przekształcenie nadzwyczaj złożonych struktur podtrzy­mujących życie w struktury prostsze; to nieustanny ruch do ujednolicenia rzeczy.

Z drugiej zaś strony istota żywa zarówno potrafi w cza­sie swego istnienia utrzymać siebie, a nawet zwiększyć swą własną substancję, jak również reprodukować siebie. J

Obecnie, zgodnie ze słynnym aksjomatem Williama Har- veya: Omne vivum ex ovo, uznajemy, że życie wywodzi się z życia. Protoplazma każdej istoty żywej jest zawsze protoplazmą jej przodka. Protoplazma ta jest substancją atawistyczną, nie widzimy jej początku; widzimy wyłącz­nie jej kontynuację. Istoty rozmnażające się bezpłciowo, jeśli nawet nie mają tej idealnej wieczności, będącej udziałem mitycznych bogów, których nie dosięgało żadne zranienie, to obdarzone są nieśmiertelnością potencjalną. Istotnie, każdy osobnik rozmnaża się przez pączkowanie lub przez podział komórkowy na kilka części. Z kolei każda z tych części może się rozmnażać w ten sam spo­sób. Śmierć tych organizmów nie jest fatalistyczna, giną one od wypadków, nigdy jednak ze starości.

Jeśli chodzi o istoty rozmnażające się płciowo, to

wprawdzie one rzeczywiście umierają, niemniej konty­nuują swe istnienie w swych potomkach, pochodzących z nich samych, z zapłodnionego jaja, tak że ich rodowód sięga nieskończenie daleko w przeszłość.

Jednym z następstw reprodukcji jest nadzwyczajna moc ekspansji życia. We wszelkich okresach geologicznych, a zatem i w naszej epoce, gatunki tworzą potomstwo, roz­mnażają się tak gwałtownie, jakby każdy z nich dążył do zupełnego zawładnięcia środowiskiem, w którym żyje: iły globigerynowe złożone są z miriadów skorupek otwornic; pojedyncza chmura afrykańskiej szarańczy może zawie­rać 25 trylionów owadów i ważyć do 45 milionów ton; pojedyncza bakteria zdolna jest wytworzyć w ciągu czte­rech dni potomstwo w liczbie trylion trylionów osobników. Potomstwo wymoczka (jednokomórkowego organizmu, osiągającego długość 0,1 mm), dzielącego się w rytmie czterech do pięciu podziałów dziennie, przy końcu mie­siąca — gdyby całe to jego potomstwo miało zapewnione

niezbędne pożywienie i przestrzeń — zapełniłoby sobą objętość milion razy większą niż .... Słońce.

Regulacja. Zjawiska regulacji — tak jak poprzednie zjawiska — charakteryzują życie. Wprawdzie żywa istota potrafi dostosować się do różnych środowisk (o czym bę­dzie mowa dalej), niemniej jednak dąży do zachowania zarówno równowagi swych płynów ustrojowych, jak i swej postaci, na przekór zewnętrznym lub wewnętrznym wa­haniom o charakterze normalnym, przypadkowym, czy też patologicznym.

A więc żywa istota — na tyle dokładnie, na ile jest to możliwe, i dzięki uruchomieniu odpowiednich mechani­zmów — utrzymuje pH krwi, poziomy soli mineralnych, glikozy, cholesterolu dtd., zawartych w płynach ustrojo­wych; jednym słowem utrzymuje te same wartości roz­maitych właściwych jej stałych biologicznych czy komór­kowych. Otrzymując zastrzyk zupełnie noiwej trucizny, nieznanej nie tylko jej komórkom, lecz także i organiz­mom dziedziczonym po przodkach, natychmiast wytwarza reakcje obronne, swoiste na ogół, dobrze przystosowane i często skuteczne. W ¡przypadku zranienia, gdy uraz niszczy częściowo jej postać, wchodzą w grę funkcje konsolidujące, reperujące i regenerujące.

Zdolność regeneracji jest szczególnie wyraźna w okre­sie embriogenezy oraz u bezkręgowców. Tak zwane jaja z „regulacją”, na przykład jeżowców, po stracie mniejszej czy większej części swojej substancji mogą wykształcić normalny embrion. Rurkowata część stułbi szybko uzu­pełnia się do pełnego osobnika, wraz z podstawą, otwo­rem gębowym i czułkami. Ukwiały łatwo regenerują stra­cone czułki i organy wewnętrzne. Większość robaków z jednego segmentu ciała wytwarza pełnego osobnika. Skorupiaki, pareczniki, owady i pajęczaki potrafią rege­nerować anteny, kończyny, oczy itd. Rozgwiazdy odtwa­rzają amputowane ramiona, strzykwy zaś — istotne or­gany wewnętrzne pełniące rolę wątroby, śledziony, czy narządy płciowe. W podtypie kręgowców ryby potrafią odtworzyć niektóre okaleczone narządy jak płetwy, po­krywy skrzelowe, wyrostki kopulacyjne, żuchwę. Wśród płazów odmieńce i salamandry obdarzone są zdolnością 26

odtwarzania ogonów, nóg, a nawet oczu. Wreszcie dobrze wiadomo, że ogon jaszczurki odrzucony w wyniku auto- tomii czy też odcięty, łatwo odrasta.

Skład chemiczny. W zakresie własności fizyko-chemicz­nych istota żywa również objawia nader wyraźną swoi­stość. Wprawdzie podstawowa jej substancja złożona jest z dosyć niewielkiej liczby pierwiastków chemicznych, ale za to cząsteczki zbudowane z tych pierwiastków osiągają znaczne rozmiary i masę, nie występujące w prostych substancjach mineralnych. Porównajmy dla przykładu masy cząsteczkowe amoniaku NH3 oraz białek, będących organicznymi związkami azotu. I tak, masa cząsteczkowa amoniaku wynosi 17; — owalbuminy (albumina białka jaj) — 34 500; hemoglobiny (barwnik krwi kręgowców) — 68 000; albuminy surowicy — 103 000; barwnika glonów

zwanych brunatnlcami — 208 000 i i wreszcie hemocyja- iiiny (barwnik krwi mięczaków i skorupiaków) — 5 000 000. Te wielkie cząsteczki, czyli cząsteczki olbrzymy (makro- molekuly), układają się bądź to w liniowe szeregi, np. w klupeinie wydobywanej z mlecza śledzia, bądź mają postać sześciokątnych pierścieni, otwartych lub zamknię­tych, jak w keratynde, bądź są kształtu ośmiościanów, jak w insulinie, bądź też wreszcie mają kształt mniej lub bardziej kulisty, jak to ma miejsce w przypadku hemo­globiny, hemocyjanimy oraz albuminy surowicy.

Nie ńa t£m jednak kończy się złożoność substancji ży­wej. Wielkocząsteczkowe białko jest wśród setek innych zaledwie jednym z elementów protoplazmy. Towarzyszą mu inine elementy składowe jaik: lipidy, czyli ciała tłu- szczówe, fosfatydy — lipidy zawierające fosfor, z których najbardziej znana jest lecytyna żółtka jaj; dalej węglo­wodany, czyli cukry, oraz woda i różne składniki mine­ralne: chlorek sodu, potas, magnez, siarczany alkaliczne, fosforan wapnia, dwuwęglan sodu, węglan wapnia, jod, cynk, żelazo dtp.

Te spośród wymienionych, ciał, które mają pochodzenie biologiczne, zawierają w swej strukturze pewne elementy asymetrii i — rzecz znamienna — prawie wszystkie są lewoskrętne, przez co rozumie się, że skręcają w lewo płaszczyznę polaryzacji światła spolaryzowanego. I tak wszystkie kwasy nukleinowe są lewoskrętne.

Otóż kiedy chemik w laboratorium przeprowadza syn­tezę asymetrycznych cząsteczek, prawie zawsze otrzyma mieszaninę złożoną w połowie z cząsteczek prawoskręt- nych (skręcających płaszczyznę polaryzacji światła spo­laryzowanego w prawo), w połowie zaś cząsteczek lewo- skrętnych, tak, że całość w końcu nie skręca światła spo­laryzowanego. Trudno pojąć tę wybiórczość żyda w sto­sunku do jednej z kategorii strukturalnych dlatego, że rówinoczesna synteza obu rodzajów cząstek jest prostsza, niż wytwarzanie każdego z osobna.

Jakkolwiek by było, substancje wymienione, asyme­tryczne lub nie, łączą się wzajemnie w hierarchicznym porządku w jedną całość, a ich zespolenie stanowi żywą materię.

Żywa materia jest więc układem wysoko zorganizowa­nym, „w dużym stopniu uporządkowanym — jak wyraził to profesor Schrödinger — o architekturze ścisłej i złożo­nej, a mimo to odkształcalnej w wyniku asymilacji’’.

Każdy z elementów traktowany oddzielnie nie stanowi jeszcze życia, ale ich zespolenie jest już żywe. Z chwilą rozpadu tej więzi także ucieka życie.

Przystosswanie, ewolucja, psychika. Głębiej jeszcze charakteryzują życie z jednej strony jego ustawiczna dążenie do postępu organicznego i psychicznego, a z dru­

giej — zdolność przystosowania się do różnych środowisk, takich jak: wodne, lądowe i powietrzne.

Życie — w ciągu geologicznej ewolucji, która poczyna­jąc od cząsteczki chemicznej doprowadziła w końcu do powstania człowieka — w istocie przyczyniało się do two­rzenia niezliczonych organizmów o różnej budowie i róż­nym wyglądzie. Jak wynalazca, mnożyło ono próby, uroz­maicało wygląd, często powtarzając się, tworząc w naj­rozmaitszych grupach zwierząt takie same narządy pływa­nia, skoku, biegu i szereg innych przystosowań będących na ogół w zgodzie ze środowiskiem.

Istota żywa w wielu okolicznościach po to, aby prze­trwać, musiała modyfikować swoją strukturę i postać w celu przystosowania się; przystosowanie jest bowiem jedną z istotnych właściwości życia.

Prócz tego, łatwego do zaobserwowania, doskonalenia się organicznego postęp życiowy przejawia się także — a jest to z pewnością jego najwybitniejsza i najbardziej swoista cecha — najpierw w pewnej oczywistej samo- rzutności zwiastującej wybór postępowania, a następnie, u człowieka — w nabyciu świadomości czystej i informo­wanej, zdolnej do twórczej inicjatywy.

Życie więc w wyniku przyrodzonego ruchu dąży do uduchowienia, które realizuje się mimo dosyć znacznego nieprawdopodobieństwa.

Fakt ten, jak i pozostałe swoiste cechy istot żywych, prowadzi nas naturalnie do postawienia takich oto pytań: Co składa się na głębię natury życia? Czy można — jak to pojmują mechaniści — rozpatrywać życie, jako wypad­kową pewnych sił fizyko-chemicznych? Czy też jest to — jak twierdzą neowitaliści — „zasada”, mieszcząca się poza przestrzenną różnorodnością materialnego świata znanego obecnie? Jak to się dokładnie przedstawia — nie wiemy. Niemniej przeto — i to warto podkreślić — ani samorzut- ność, której dowodzi każda żyjąca istota, ani przystoso­wanie modelującego organizmu, ani przejawy psychiczne, nie mogą być interpretowane poprawnie w funkcji sa­mych tylko spraw fizyko-chemicznych. Wreszcie, podczas gdy we Wszechświecie materialnym nieustannie wzrasta entropia wskutek wyrównywania się energii, życie *— na 30

mocy szczególnego przywileju — zmierza do odwrócenia kierunku przemian fizycznych, ustalonego zasadą Carno- ta-Clausiusa; powoduje systematyczny wzrost asymetrii tak, że jego ewolucja zdaje się przeciwstawiać ewolucji świata fizycznego. A więc — prawdopodobnie — życia nie można w pełni zrównać ze światem fizycznym.

Wynika stąd, że szkoła mechanistyczna, przez swą zbyt wąską koncepcję życia, nie jest w stanie — mimo dużych osiągnięć doświadczalnych — wytłumaczyć w sposób za­dowalający kierunkowości faktów biologicznych; słowem, nie potrafi wytłumaczyć głębokiej odrębności życia.

Zagadnienie powstania życia

Ponieważ stoimy tu na pozycji ściśle naukowej, nie do nas należy rozstrzyganie powyższych kwestii i zastana­wianie się nad tym, czy życie jest wytworem sił fizyko­chemicznych, czy też jest czynnikiem szczególnym, wła­ściwym istotom żyjącym.

Chcemy przez to powiedzieć, że nie do nas należy szu­kanie „tajemniczej natury życia”, aby wniknąć w „głąb istoty rzeczy’*. Problem ten tkwi w ogólnym zagadnieniu pierwszej przyczyny wszystkiego co istnieje. Jest to za­gadnienie rzędu metafizycznego czy religijnego i jako ta­kie przekracza koncepcje naukowego punktu widzenia. Inaczej mówiąc, jakkolwiek istotnie nie trzeba postulo­wać nadprzyrodzonej interwencji w powstaniu i ewolucji życia, to jednak nie umniejsza to w niczym tego, że za­równo głęlpoka istota życia, jak i głęboka istota Wszech­świata jako całości, pozostają niewytłumaczalne. Nie zna­my przyczyny przyczyn i, mówiąc naukowo, jest wielce prawdopodobne, że nie poznamy jej nigdy.

Z tych samych powodów nie do nas należy dociekanie, czy w przekształceniu materii nieorganicznej w substancję żywą istnieje predeterminizm (ulubiony termin schola­styków), lub raczej czy istnieje ortogeneza analogiczna do tej, którą spotykamy, czy, jak nam się wydaje, obser­wujemy w ewolucji roślin i zwierząt.

Jednakże hipoteza ortogenezy, lub powiedzmy wprost

(co jest na ogół źle widziane w śrpdowiskach naukowych) pewnej celowości w przebiegu zjawisk fizyko-chemicz- nych, która doprowadziła do stworzenia cząsteczki albu­miny, a potem cząsteczki żywej protoplazmy — nie jest tak zupełnie irracjonalna. Rzeczywiście, jak wskazują obserwacje i obliczenia, które przeprowadzili C. E. Guye

i Lecomte de Noiiy — wytworzenie się pod działaniem ruchów cieplnych jednej tylko cząsteczki o tak wysokiej asymetrii, jaka występuje w cząstkach wchodzących w skład żywej materii — jest w rzeczy samej i trudne, '

i być może niemożliwe.

„Na to, żeby w tych warunkach doszło do wytworzenia cząsteczki białka — pisze Lecomte de Noiiy — trzeba by brać pod uwagę objętość substancji przekraczającą wszel­kie wyobrażenie: mianowicie objętość kuli o tak wielkim promieniu, że światło na jego przebycie potrzebowałoby 10⁸² lat; czyli objętość bez porównania większą niż całego Wszechświata wraz z najbardziej odległymi galaktykami (większą ponad sekstylion sekstylionów razy). Prawdopo­dobieństwo wytworzenia się pojedynczej cząsteczki biał­kowej wskutek ruchu “termicznego jest więc znikome

i praktycznie równe zeru”.

Rzecz niewątpliwa, że obliczenia C. E. Guye’a i Le­comte de Noiiya były ‘krytykowane. I tak P. Auger zau­waża, że w istotnych funkcjach życia, jak podwajanie się (podział na dwie części) czy autokataliza, bierze udział dosyć mała liczba atomów; zmniejsza to do kilku milio­nów lat ślepe próby przypadku nad zapoczątkowaniem elementarnych własności życia komórkowego.

„Następnie — pisze P. Auger — cząsteczka taka »taje się coraz bardziej złożona i kształtuje się jej struktura”. Można by ^ięc zapytać, w jakiej mierze zaistnienie okre­ślonego porządku wpływa na otaczający nieporządek. Nie może tu odgrywać roli czysty przypadek, toteż obliczenia autorów cytowanych uprzednio znów zyskują przewagę.

Zresztą, gdyby nawet jakiś nadzwyczajny zbieg oko­liczności zgromadził we właściwych proporcjach atomy tworzące cząsteczkę białka, to i tak nie pozostaje nam nic innego, jak w działaniu samego tylko przypadku dopatrywać się powstania złożonej materii żywej, która

oprócz różnych rodzajów białek (liczba ich w samym tylko organizmie człowieka przewyższa 100 000) zawiera kwasy nukleinowe, węglowodany, tłuszcze itp. i w któ­rej wszystkie te substancje są rozmieszczone w ścisłym porządku, nieodzownym przy wypełnianiu funkcji życio­wych i przy wyrażaniu psychiki. To jednak zakładałoby tak złożony zespół współzgodnych warunków fizyko-che- micznych, czyli mówiąc wyraźniej takie masowe powta­rzanie się „cudów przyrodzonych”, że rozum oburza się na samą myśl tego rodzaju.

Zresztą, jakkolwiek prawa przypadku mogą oddać duże przysługi statystyce, nie należy jednak zapominać, że zawsze zachowują one swój charakter losowy. W szcze­gólności nie są w stanie — jak to zaznacza Lecomte de Noiiy — wytłumaczyć całkowicie cech „przekazywanych, dziedziczonych i ciągłych”, które z dużym prawdopodo­bieństwem świadczą na rzecz realności antyprzypadku.

Gdybyśmy mieli sformułować hipotezę, powiedzieli­byśmy po prostu, że pierwiastki, z uwagi na ich struk­turę jądrową i elektronową, jak również dzięki znanym

i nieznanym własnościom zawartych w nich cząstek, mu­siały w sposób fatalistyczny połączyć się i utworzyć sub­stancję będącą w stanie wyrażać życie, tak jak w po­rządku czysto chemicznym struktura elektronowa chloru umożliwia jego łączenie się z sodem, a struktura wodoru umożliwia tworzenie połączeń z tlenem itd. ... i w ten sposób dawać związki o własnościach różnych od wła­sności składowych.

„Predeterminizm” mieściłby się więc zasadniczo w stru­kturze atomów i w ich własnościach.

Powtórzmy jednak jeszcze raz, że chociaż ze ściśle naukowego punktu widzenia, jaki tu obraliśmy, nie do nas należało zajęcie stanowiska wobec tych problemów, niemniej jednak musieliśmy je postawić właśnie tu, aby podkreślić wyłaniające się przy tym trudności. Do nas natomiast należy określenie możliwych procesów, które poczynając od tzw. bezwładnej (nieożywionej) materii, doprowadziły do realizacji właściwych struktur, pozwa­lających życiu na to, by mogło przejawiać się i rozwijać, by mogło stać się czynne.

Na taiką właściwą strukturę składają się: z jednej strony określony skład fizyko-chemiczny, skład proto- plazmy, z drugiej zaś, jeśli chodzi o morfologię — orga­nizacja komórkowa. Zauważmy zresztą, że warunki te nie są absolutnie niezbędne, dlatego, że wirusy (o których będziemy mówić nieco dalej), acz pozbawione tych struk­tur, są mimo to żywe. Ich własna aktywność życiowa jest jednak dosyć nikła.

Przekształcenie materii nieożywionej w substancję żywą powinno było przebiegać w czterech odrębnych etapach. Istota pierwszego polegała na przejściu od materii mine­ralnej do materii organicznej, drugiego — na uaktywnie­niu się materii organicznej, prowadzącym do cząsteczek olbrzymów, analogicznych do wirusów; trzeciego — na ukształtowaniu czynnej protoplazmy, i w końcu czwar­tego — na wytworzeniu organizacji komórkowej. Poczy­nając od tego stadium gra jest wygrana. Życie, właśnie takie, jakie znamy i określamy zazwyczaj, weszło w po­siadanie nieodzownej podstawy zarówno najwyższych swych przejawów, jak i dalszych rozwinięć, które wy-

różnią ją się w nadzwyczajnym rozkwicie form roślinnych

i zwierzęcych.

Te właśnie cztery etapy zamierzamy obecnie zbadać w sposób możliwie najprostszy i jak najbardziej schema­tyczny, stale odwołując się do natury i laboratorium.

Przejście od materii mineralnej do materii organicznej. Wyobraźmy sobie, że jesteśmy na Ziemi w zaraniu jej epok geologicznych, w chwili gdy powstaje życie i potem, gdy następuje jego gwałtowna ekspansja, niemalże na kształt eksplozji. Oczywiście, warunki panujące podów­czas na naszej planecie i wokół niej zasadniczo różniły się od tych, do których przyzwyczailiśmy się. W szcze­gólności atmosferę tworzyły wówczas głównie para wod­na* dwutlenek węgla, amoniak, nieco azotu, gazy szla­chetne, węglowodory, wodór i sdlnie trujące ciała, jak kwas cyjanowodorowy. Atmosfera była więc pozbawiona tlenu, a tym bardziej ozonu, który tworzy ochronną za­słonę przed promieniami nadfioletowymi. Jej przezro­czystość spektralna była tak duża, że promieniowanie nadfioletowe o bardzo małej długości fali mogło przedo­stawać się aż do powierzchni gleby. Wydaje się, że - jak to zaraz stwierdzimy — fakt ten odegrał pierwszo­planową rolę w syntezie materii organicznej, stanowią­cej niezbędne podłoże wyższych przejawów życia.

Pozostałe warunki — temperatura, stan Słońca, pro­mieniowanie kosmiczne i inne —. także różniły się od występujących obecnie. Z trudem wyobrażamy sobie, że mogły one ulec zmianie, obecnie bowiem wywierają na nas wrażenie stateczności, a zatem i braku wszelkiego ruchu.

Ale nawet i w naszych czasach, jak się zdaje, zachodzą pewne fluktuacje czynników kosmicznych. Jak wiadomo, wszystkie gatunki bambusa na świecie rozmnażają się za pomocą pędów i nie kwitną — rzec by można — nigdy.

A jednak w 1932 r. pewien gatunek bambusa zakwitł na całym świecie, niezależnie od warunków atmosferycznych

i meteorologicznych. Jego geny z nieznanego powodu za­częły działać.

Jakkolwiek by nie było, jedno jest pewne, że ponieważ ciała organiczne są substancjami endotermicznymi, do ich powstania musiała być dostarczona energia zewnętrzna.

Mogły jej niewątpliwie dostarczyć elektryczność ziem­ska, promieniotwórczość, ciepło, przede wszystkim jed­nak, jak się zdaje, dostarczyło jej nadfioletowe promie­niowanie Słońca.

Jeśli chodzi o elektryczność: wyładowania elektryczne

o wysokich i o niskich napięciach produkowały amoniak łącząc azot z wodorem atmosferycznym. W tych samych warunkach mógł powstać kwas cyjanowodorowy wskutek połączenia węgla, azotu i wodoru. Niewielka ilość tlenu, która wtedy znajdowała się w atmosferze, prawdopodob­nie częściowo połączyła się z azotem dając tlenowe związki azotu.

Promieniotwórczość ziemska, mało różniąca się od istniejącej obecnie, przypuszczalnie nie odegrała waż­niejszej roli w genezie materii organicznej i co najwyżej przyczyniła się do powstania śladów węglowodanów na bazie dwutlenku węgla i pary wodnej. W rzeczy samej można dokonać doświadczalnej syntezy cukrów poddając mieszaninę dwutlenku węgla i pary wodnej działaniu emanacji radu.

Ponadto pod działaniem wysokiej temperatury powinna była następować synteza acetylenu, tak jak w piecu elek­trycznym Berthelota. Stąd już z prostych związków mo­gły powstać tiofen, pirol, pirozol i inne związki tego sa­mego rodzaju

Wszystkie te substancje: amoniak, kwas cyjanowodo­rowy, acetylen itd. stanowiły surowiec, który mógł służyć do budowy bardziej złożonych cząsteczek organicznych.

Z pewnością jednak bardziej skutecznym czynnikiem niż poprzednie było promieniowanie nadfioletowe. Po to, aby powstał aldehyd mrówkowy powinien rozwinąć się cały łańcuch reakcji fotochemicznych, wywołanych promieniowaniem nadfioletowym o małej długości fali, grającym zarazem rolę źródła energii, jak i katalizatora. Potem polimeryzacja wielu cząsteczek aldehydu przy­wiodła do wytworzenia cukrów czyli węglowodanów. Re­akcje te można przeprowadzić w laboratorium. Przepusz­czając wiązkę światła przez wodny roztwór dwutlenku węgla, zawierający ślady jakiejś sola uranu katalizującej przebieg reakcji, otrzymuje się aldehyd mrówkowy. Na­stępnie z pomocą roztworu gaszonego wapna i kolejnych kondensacji aldolowych {inaczej mówiąc przez wzajemne spojenie cząstek aldehydu) otrzymuje się produkty cu­krowe, z których można wydobyć fruktozę występującą w owocach. Na bazie tych substancji Fischer otrzymał większość cukrów zawierających sześć atomów węgla (heksozy) odchylających płaszczyznę polaryzacji światła spolaryzowanego, a następnie drogą ich degradacji uzy­skał cukry o pięciu atomach węgla, czyli pentozy.

Jak wynika z klasycznej reakcji:

dwutlenek węgla + woda —> aldehyd mrówkowy + tlen

co₂ + h₂o -* ch₂o + o₂,

w syntezie aldehydu wydziela się tlen. W ten właśnie spo­sób mógł zjawić się tlen, gaz nieodzowny dla utrzymania życia. Współzależne z tym było przekształcenie częśd tlenu w ozon dzięki działaniu promieni nadfioletowych; stąd stopniowe osłabienie fotosyntez, wiążące się z prze­rwaniem aktywnych rodzajów promieniowania i powsta­niem zasłony zapewniającej ochronę formom żyjącym, które powinny były rodzić się w dalszym ciągu.

Tak więc promienie nadfioletowe odegrały pierwszo­rzędną i złożoną rolę. Przyczyniły się do powstania ży­cia i do pojawienia się w dużych ilościach tlenu, koniecz­nego do jego rozwoju. Ale w tymże samym czasie z tlenu

za pośrednictwem ozonu powstała wokół Ziemi ochronna bariera, dzięki której życie nie uległo definitywnemu wyjałowieniu... pod działaniem tychże samych promieni nadfioletowych! Rzeczywistość zmacanie prześciga tu fan­tazję...

Wróćmy jednak do tematu, to jest do związków trój­składnikowych, jakimi są węglowodany. Na ich podsta­wie można dojść do tłuszczów, które'również są związ­kami trójskładnikowymi, i do białek, związków czwór- składnikowych, powstających z azotu, wodoru, tlenu i wę­gla. Azot znajdował się w oceanach, zawierających pod­ówczas olbrzymie ilości rozpuszczonego amoniaku. Pierw­szym ogniwem wśród białek był prawdopodobnie amid kwasu mrówkowego, który chemicy bez trudu otrzymują przez połączenie aldehydu mrówkowego z amoniakiem.

Z kolei amid powinien był połączyć się z aldehydem da­jąc glikokol, czyli glicynę, aminokwas odgrywający po­ważną rolę w budowie żywej materii.

Aminokwas ten, jak zresztą większość związków tego rodzaju, w wodnym rozitworze ulega jonizacji, co oznacza, że na jednym końcu jego cząsteczki powstaje dodatni ładunek, a na drugim — ładunek ¡równy co do wielkości, ale o znaku przeciwnym. Można więc łatwo wyobrazić sobie ¡połączenie szeregu cząsteczek prowadzące w wyniku do powstania tworów o kształcie długi(5h łań­cuchów. Tak .właśnie mogły powstać substancje składa­jące się na cząsteczkę białek.

Trzeba zaznaczyć, że poglądy te. nie są po prostu sa­mymi tylko hipotezami, ponieważ Miller (chemik z Labo­ratorium TJreya w Stanach Zjednoczonych) otrzymał ami­nokwasy przeprowadziwszy wyładowania elektryczne w mieszaninie metanu, amoniaku w gazowej postaci

i dwutlenku węgla.

Powstanie aminokwasów można również tłumaczyć inaczej. Istotnie, trzej amerykańscy chemicy: T. Hassel- strom, M. C. Henry i B. Murr — bombardując octan amonu szybkimi elektronami otrzymali: glicynę, kwas aminobursztynowy i trzeci aminokwas — dotąd nauce nieznany.

Otóż octan amonu jako produkt pospolity z powodze­

niem mógł wytworzyć się w naturze. Skądinąd na pod­stawie prac prof. S. Blacketta wiemy, że ziemskie pole magnetyczne w przeszłości kilkakrotnie zmieniało kieru­nek na. przeciwny, i wtedy gdy było równe zeru, szybkie elektrony emitowane przez Słońce powinny były z całym rozmachem docierać do Ziemi i wywoływać tworzenie się aminokwasów z octanu amonu. Nadto — jak wia­domo — pierwotne promienie kosmiczne wyzwalają związki promieni delta, które są szybkimi elektronami; możliwe więc jest, że jakieś 3 miliardy lat temu, w epoce, gdy powstawały substancje białkowe, Układ Słoneczny znalazł się akurat w takim obszarze przestrzeni kosmicz­nej, w którym promieniowanie kosmiczne było szczegól­nie intensywne (wg Jacąuesa Bergiera).

Połączenie się łańcuchów aminokwasów prowadzące do powstania białek mogło nastąpić z kolei pod działaniem katalizatorów prawdopodobnie metalicznych; wykazano bowiem, iż liczne metale, jak miedź, kobalt i mangan, w niezwykle małej dawce jednej milionowej części grama na litr silnie oddziałują na przebieg zjawisk życiowych.

Hipoteza zrastania się cząstek aminokwasów wskutek katalizy staje się zupełnie prawdopodobna; potwierdził to rosyjski uczony Bressler wykonując pod ciśnieniem taką syntezę; ponadto reakcje chemiczne, zachodzące pod dzia­łaniem ciśnienia można na ogół realizować także przy udziale katalizy.

Siarka, fosfor, magnez, żelazo i dosyć duża ilość oligo- elementów, pierwiastków śladowych, także wchodzących w skład budowy żywej materii, prawdopodobnie były czerpane ze środowiska morskiego, tak samo jak azot,

i stopniowo wbudowywane w coraz to bardziej złożoną cząsteczkę białkową. W następnym stadium czynnikiem syntezy (chlorofil) staje się magnez, natomiast mangan (lakkaza roślin) i żelazo (hemoglobina zwierząt) stały się z czasem czynnikami działania utleniającego.

Nadal jednak bardzo wiele trudności nastręcza problem koncentracji tych wszystkich substancji. Istotnie, po­winna ona być tak duża, aby.reakcje, a w szczególności kondensacja cząstek w łańcuchy, mogły rzeczywiście na­stąpić. Są to takie koncentracje, jakie realizują się w ży-

wej komórce, to jest co najmniej 100 000 razy większe niż obecnie występujące w oceanach. Nawet jeśli przy­jąć, że objętość pierwotnych oceanów była znacznie mniejsza niż objętość aktualnych, zdaniem niektórych autorów stukrotnie, to i tak rozbieżność jest tu ogromna.

Trzeba więc było obmyślić procesy, które wychodząc z dużych rozcieńczeń, mogłyby wytworzyć i, co więcej, J utrzymać duże stężenia.

Dwa spośród proponowanych procesów wydają się do pewnego stopnia wiarogodne; pierwszy obmyślił Bernal, drugi — Turing.

Bernal zakłada, że wiele substancji mineralnych, jak kwarc i materiały ilaste, powstałych w zasadzie z krze­mianu glinu, istniało w pierwotnych oceanach jako czą­stki koloidalne. A jak wiadomo, zawiesiny takie zdolne są adsorbować pewne substancje organiczne. Galareto­wata krzemionka energicznie blokuje karmin i zabarwia się na czerwono. Dzięki tej własności koloidalne cząstki materiałów ilastych, spełniające rolę aktywnych ośrod­ków, miałyby powodować odpowiednie stężenia. Niestety, ta dość sama w sobie obiecująca hipoteza nie znalazła potwierdzenia w biochemii, jako że glin nie wchodzi do budowy organizmów.

Koncepcja Turińga, jakkolwiek czysto teoretyczna — nie zostały bowiem jeszcze zrealizowane doświadczenia sprawdzające — wydaje się bardziej prawdopodobna. Otóż ten wybitny biochemik angielski wykazał na pod­stawie obliczeń, że pewne rodzaje układów dynamicznych, początkowo jednorodnych, ulegają stopniowym zmianom; z czego wynika pojawianie się stacjonarnych fal stężenia. Oznaczałoby to, że lokalny wzrost stężenia mógł powstać bez udziału zjawisk adsorbcyjnych na uprzednio istnie­jących cząsteczkach.

Przejście materii organicznej w stan czynny. W następ­stwie dopiero co omówionych procesów, w gorących

i jeszcze bogatych w rozpuszczony amoniak oceanach pojawiły się ogromne masy galaretowatych i bezposta­ciowych substancji organicznych. Tworzyły one prawdo­podobnie rodzaj gigantycznego pierścienia opasującego

Ziemię w strefie równikowej.

Ta materia organiczna nie była jeszcze protoplazmą. .Nie mogła, tak jak obecnie występująca protoplazma, ani fermentować z braku zorganizowanych ziaren, ani też gruntownie utleniać się, znajdowała się bowiem w wo­dzie, a tlen wciąż jeszcze występował rzadko. A jednak zawierała ona już ogromną energię potencjalną i dążyła do łączenia się z wolnym tlenem. Douviller i Desguin podali mechanistyczne i ewolucjonistyczne, w wielu punktach widzenia zadowalające wytłumaczenie powsta­nia życia. Według ich teorii, z chwilą utworzenia materii organicznej życie stało się nieuniknioną koniecznością. Organiczne cząsteczki olbrzymy — jak twierdzą — po­siadają nowe własności zasadniczo różniące je od cząste­czek mineralnych. Nie iposiadają stabilności tych ostat­nich d im bardziej są złożone, tym łatwiej ulegają dalszym przekształceniom. Wtedy to, na podstawie pewnych czą­steczek olbrzymów, które stawały się coraz bardziej zło­żone i reprodukowały się przez podział, mogło w orga­nicznym pasie równikowym utworzyć się coś w rodzaju „prawdrusów” (ale nie prawdziwych wirusów, wirusów, które obowiązkowo są pasożytami i stanowią ogniwo ca­łego łańcucha ewolucyjnego), które z uwagi na ich wła­sności musimy zakwalifikować do „żywych”, mimo że nie były to jeszcze żywe „osobniki”.

Dokładniej prawirusy są to organella, stanowiące ogni­wa pośrednie pomiędzy materią martwą a żywą. Podob­nie »jak materia martwa mogą one krystalizować i nie oddychają, ale mają już nową właściwość, nie spotykaną u mniejszych cząsteczek organicznych. Mamy tu na myśli zdolność rozmnażania się przez podział zachodzący pod warunkiem, że znajdą się one w sprzyjającym ku temu środowisku.

Największe z tych cząstek osiągają kilkaset milimikro- nów; mniejsze zaś nie przekraczają dziesięciu miliono­wych mikrona. Między tymi krańcami mieszczą się liczne pośrednie. Większe wirusy, rzędu kilkuset milimikronów (np. wirus tyfusu plamistego o wymiarze 500 milimikro­nów) — nie różnią się wcale rozmiarami od bakterii (np. Micrococcus tetragenes — 600 milimikronów). Natomiast wirusy mniejsze są pod względem wielkości zbliżone do

wielkich cząsteczek białkowych. Z pewnością zatem nie stanowią elementów zorganizowanych, lecz są pojedyn­czymi cząsteczkami.

W skład chemiczny wyższych (większych) wirusów wchodzą białka i nukleoproteidy, którym towarzyszą drobne ilości węglowodanów i tłuszczów. Jednakże — rzecz kapitalna — u wirusów tych brak jest enzymów, które pozwalałyby im dokonywać rozkładu materii orga- 42

I nicznej i prowadzić, podobnie jak bakterie, bardziej sa- I modzielną egzystencję. Można było co najwyżej stwier- I dzić występowanie fosfatazy, tj. enzymu powodującego I wyzwalanie kwasu fosforowego z estrów fosforowych I i działającego katalitycznie na wodę utlenioną.

Wirusy mniejsze utworzone są z jednej cząstki nukleo- I proteidu, to jSst cząstki składającej się w połowie z kwasu I nukleinowego, a w połowie z białka powstającego z połączenia aminokwasów. Kwasem nukleinowym jest kwas dezoksyrybonukleinowy, w skrócie DNA. Jak­kolwiek istnieje wiele jego odmian, w zasadzie jego pojedyncza cząstka utworzona jest z łańcuchów, na które składa się ciąg występujących na przemian cząste­czek kwasu fosforowego i cząsteczek cukru prostego, zwa- | nego dezoksyrybozą. Do tej głównej osi dołączone są za pośrednictwem cząsteczek cukru zasadowe grupy boczne: adenina, gwanina, tymina i cytozyna. Adenina i cytozyna mają prawie identyczną budowę i należą do grupy pu- ryn. Tymina i cytozyna będące pirymidynami również wykazują tylko drobne różnice składu.

Jak wymika z analizy przeprowadzonej za pomocą pro­mieni X, cząsteczka DNA utworzona jest z dwóch łańcu­chów zwiniętych wokół siebie śrubowo i połączonych bocznymi grupami zasadowymi w taki sposób, że ade­nina wiąże się stale z tyminą, a gwamina z cytozyną. Ten rodzaj wiązania sprawia, że każdy z łańcuchów jest do­pełnieniem drugiego, i to przy dowolnym porządku czte­rech grup bocznych.

Wykrycie DNA — to już przekroczenie tajemnic życia; substancja ta bowiem połączona z różnymi białkami po­siada cudowną zdolność reprodukowania się, tudzież prze­kazywania cech dziedzicznych. Kwas ten istotnie stanowi właściwą materię chromosomów i genów, zawierających zwielokrotnione przeznaczenie każdego istnienia.

Jest prawdopodobne, że podwajanie się DNA, stano­wiące pewną analogię do zjawisk katalitycznych, zaczy­na się od rozwinięcia struktury śrubowej i dalej konty­nuowane jest rozdzielaniem się obu łańcuchów bocz­nych — tak jak przy rozpinaniu zamka błyskawicznego — z pozostawieniem przypadających im w udziale grup za-

sadowych (adenina, cytozyna, gwanina, tymina); kończy się zaś rekonstruowaniem struktury podwójnej, przy czym każda z grup zasadowych czerpie z otaczającego środo­wiska swą grupę dopełniającą — adenina przyciąga ty- minę, cytozyna blokuje gwaninę itd. Przy tego rodzaju powielaniu się w pewnej mierze zrozumiałe się staje, w jaki sposób dziedziczne cechy mogą być zachowane u poszczególnego osobnika oraz przekazane jego potom­stwu.

Równie ważny jak DNA jest inny kwas nukleinowy, zwany kwasem rybonukleinowym lub w skrócie RNA, który z wyjątkiem chromosomów tworzy większość czą­stek zawierających kwasy nukleinowe, np. jąderka i mi- krosomy. Jest rzeczą prawdopodobną, że RNA, którego własności wydają się stać na pograniczu własności DNA i własności białek, posiada też i pośrednią między oby­dwoma rodzajami substancji strukturę. Według niektó­rych biologów, kwas ten w historii życia przedstawiał i wcześniejszy sposób podwajania się niż DNA, który sta­nowiłby bardziej udoskonaloną substancję nukleinową, r Niezależnie od łatwości mnożenia się, kwasy te odgry- fwają pierwszorzędną rolę w syntezie białek. Jeśli jakiejś | bakterii, np. gronkowcawi (Staphylococcus), zabierze się L85% DNA i RNA, jak zrobił to F. Gale (z Uniwersytetu few Cambridge), to przestanie ona produkować białka, po- Kdejmuje jednak ich syntezę znowu po przyłączeniu RNA. /Gdy redukcja przekroczy 90%, trzeba wówczas dodać RNA i DNA, aby synteza białkowa ruszyła od nowa. HPo poznaniu składu cząsteczkowego RNA i DNA nie lada pokusą było znalezienie sposobu ich syntezy, to jest ■trzymanie takich ciał chemicznych, które wykazywałyby kały ewolucyjny potencjał zaczynającego się życia, in- Bymi słowy — możliwość wyrażania w wyniku dalszego Komplikowania się struktury, pierwotnych cech życia.

K Wysiłki czynione w tym kierunku nie zostały, jak do- Itąd, uwieńczone sukcesem. Niemniej jednak dwoje bio­fizyków — Amerykanin pochodzenia hiszpańskiego [S. Ochoa, laureat nagrody Nobla w zakresie medycyny w r. 1959 i jego współpracowniczka, Francuzka M. Grun- perg-Manago w r. 1956 wytworzyło syntetycznie sub-

runy- ■ — ■

stancję analogiczną do DNA, która jednak nie przeja­wiała żadnego działania biologicznego, co niewątpliwie wynikało stąd, że porządek związków zasadowych w tej substancji ustalił się przypadkowo. Otrzymano rodzaj sztucznej cząsteczki — dziwoląg, który prawdopodobnie nigdy nie był syntezowany w żadnej komórce żywej, ale którego własności fizyczne i chemiczne wskazują nie­wątpliwie, że jest to rzeczywiście cząsteczka kwasu ry­bonukleinowego.

W rok później analogiczne doświadczenie udało się A.. Kornbergowi (Amerykaninowi, który także otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w r. 1959). Umie­ścił on enzym pobrany z bakterii w obecności różnych 46

cząsteczek DNA; jedne z nich pochodziły z grzybów, inne z bakteriofagów, inne wreszcie z tarczycy cielęcia; za­obserwował wówczas zadziwiającą rzecz: w każdym przy­padku enzym reprodukował dokładnie taki sam DNA, jaki mu dostarczono — zupełnie tak samo, jak rozmnaża się protoplazma komórki, która cały czas zachowuje swą tożsamość. Tak więc Kornberg zrealizował w laborato­rium to, co życie spełnia w sposób naturalny: swoistą ciągłość istnienia.

W końcu, niemalże w tym samym czasie, dwaj iimni amerykańscy biolodzy: Fraenkel-Conrad i R. C. Wil­liams — przeprowadzili rozkład wirusa mozaiki tytonio­wej ¡na dwa (nieaktywne składniki: kwas dezoksyrybonu­kleinowy (DNA) oraz dość pospolite białko. Następnie zaś, biorąc obie te substancje za punkt wyjścia, odtworzyli czynnego wirusa. W tym celu dokonali w wirusie prostej modyfikacji pH, i kwas nukleinowy oddzielił się od swej białkowej otoczki. Nastąpiła depolimeryzacja obu ele­

mentów podstawowych tak, że stały się one niewidoczne, co też normalnie zachodzi podczas rozmnażania się wi­rusa. Wystarczyło następnie przywrócić wyjściowe pH, | aby wirus został zrekonstruowany i odzyskał swą pier­wotną jadowitość.

Mą się rozumieć, że dalecy jesteśmy od syntezy w peł­nym tego słowa znaczeniu, jako że doświadczenie obu amerykańskich biologów opiera się na wykorzystaniu związków naturalnych o wysokim stopniu złożoności, niemniej jednak doświadczenie to daje poważną ko­rzyść ... Pobudza niewątpliwie do myślenia, że w bliż­szej czy dalszej przyszłości można będzie w warunkach laboratoryjnych i ze wszystkich składników niezbędnych wytwarzać cząsteczki chemiczne, wyposażone w tę istotną własność życia — samoreprodukcję.

Opinię tę zresztą podziela pewna liczba biologów, w szczególności prof. Gaston Viaud, który pisze: „Skoro warunki naturalne dały przypadkowo w jakimś jednym momencie historii Ziemi, czy też może kilkakrotnie, po­czątek istotom żyjącym, nie ma powodu aby ludzie pra­cujący w laboratoriach uzbrojonych w najdoskonalsze narzędzia, i opierający się na najbardziej rozległej wie­dzy, nie mieli a priori doprowadzić do stworzenia istnień żyjących. Ludzie ci, jak mi się wydaje, zwiększaliby je­dynie szanse reprodukcji takowych istnień. To, co po­wstało w sposób naturalny, może także powstać sztucznie, jako igraszka tychże samych praw natury”.

Ukształtowanie się aktywnej protoplazmy. Następne stadium organizacji cząsteczek olbrzymów odpowiada ukształtowaniu błon plazmowych, które tak wyczerpu­jąco zbadał H. Deveux poczynając od 1923 r. Cząsteczki aminokwasów — jak to wyżej mówiliśmy — mogą usta­wiać się w szereg dzięki jonizacji. Ponieważ jeden z ich krańców jest alkaliczny (rodnik — N'H₂), drugi zaś kwa­śny (rodnik — COOH), zatem łączą się one, wydzielając na dwie cząsteczki aminokwasów jedną cząsteczkę wody. w ten sposób układają się w łańcuchy liniowe o nieokre­ślonej długości. Mogą również tworzyć siatkę; obie jej strony mają wtedy różne własności: „Błony te — pisze prof. Dauvillier — zbudowane z cząsteczek naładowa­

nych przeciwnie stanowią powierzchnie katalityczne, zwilżalne jednostronnie. Po zwinięciu na kształt zamknię­tych naczyń będą tworzyły dwa różne pola, działające na ośrodek otaczający; jedno skierowane do wewnątrz, drugie — na zewnątrz. Kierunkowość jest tu analogiczna do ścinania się albuminy w zetknięciu z wodą. Takie zamknięte naczynia, z wymiarami rzędu mikrona i utwo­rzone z błony obdarzonej po obu stronach własnościami katalitycznymi, będą miały tę właściwość, że na ich we­wnętrznej stronie będą się wydzielać takie substancje, jak tłuszcze, skrobia, glikogen, zaś po zewnętrznej stronie — rozpuszczalne enzymy, czyli fermenty, takie jak oksy­dazy. Będą one sprzyjały zjawieniu się bakterii, sino- zielonych glonów, tzw. sinic, i mitochondriów”.

W tym też prawdopodobnie stadium należy umieścić pojawienie się barwników chlorofilowych, z uwagi na łatwość syntezy, jaką przedstawiała obecność w morskim środowisku pewnych heterocyklicznych związków azoto­wych. Z tą chwilą świat żyjący, korzystający dotychczas wyłącznie z energii nadfioletowych promieni słonecznych, mógł eksploatować o wiele ważniejszą energię świetlną promieni widzialnych. Być może, że pierwsze formy foto­syntezy, zanim stały się powszechnie obowiązujące, miały najpierw znaczenie pomocnicze i jakby zastępcze. Rzecz to spotykana jeszcze i teraz w przyrodzie u bakterii siar­kowych, czyli tiobakterii, które są zdolne dokonywać syntezy bądź sposobem chemicznym, bądź też przy udziale energii świetlnej, fotosyntezy, w zależności od tego, czy znajdują się w ciemności, czy też są oświetlone. Zresztą musiała to być bardzo elementarna fotosynteza; prawdo­podobnie w grę wchodził tylko pojedynczy kwant świa­tła, tak jak u tiobakterii, o których dopiero co mówi­liśmy; istotnie, mogą one przekształcić od razu tylko jedną cząsteczkę dwutlenku węgla. W miarę jak barw­nik staje się bardziej złożony, zaczynają występować fotosyntezy dwu- i trzykwantowe, aż wreszcie, skoro barwnik chlorofilowy osiągnął swój ostateczny skład, na stałe przyjmuje się fotosynteza korzystająca z czterech kwantów światła; i ten właśnie rodzaj fotosyntezy do­minuje w świecie obecnym. Wolny tlen był wytwarzany

wówczas w ogromnej ilości do tego stopnia, że w wyniku towarzyszącego temu powstawania ozonu zostały zatrzy­mane czysto fizyko-chemiczne rodzaje syntez, czerpiące dotąd energię promieni nadfioletowych. Stopniowo for­mowała się atmosfera analogiczna do naszej; była więc ona w istocie rzeczy skutkiem asymilacji chlorofilowej. \ Innymi słowy, właśnie zielona roślinność przyczyniła się w części do powstania obecnej atmosfery.

Organizacja komórkowa. Organizacja komórkowa, cha- 5 rakteryzująca się obecnością jądra na bazie kwasu nu­kleinowego i występowaniem organelli, takich jak ją- derka (nukleole), i włókien chromatynowych, stanowiła czwarte stadium ewolucji . życia. Jego zadaniem było umożliwienie w dalszym ciągu rozbudowy organizmów wielokomórkowych.

Według prof. Dauvilliera, jądro zostało ukształtowane przez skupienie się pakietu bakterii chromatynowych; sądzimy jednak, że aby wyjaśnić pojawienie się jądra, nie ma potrzeby uciekania się do tej śmiałej hipotezy.

W istocie istnieje wiele układów fizycznych, które sa­morzutnie ewoluują do formy komórkowej. Kilka pro­stych, wykonanych przez nas doświadczeń pozwala fakt ten sprawdzić:

Między dwiema płytkami ściskamy dwa roztwory: krze­mianu potasu, zawierającego ślady fluorku potasu o gę­stości 1,1 oraz rozpór chlorku wapnia o gęstości 1,3. Umieszczamy całość pod kloszem, wewnątrz którego utrzymywana jest wilgotna atmosfera za pomocą na­siąkniętego wodą tamponu z waty lub szmatki. Po 24 go­dzinach myjemy i zabarwiamy błękitem Kuhna *. Na­stępnie obserwujemy pod mikroskopem.

Stwierdzamy, że na miejscu obu roztworów nastąpiło wytrącenie osadów, ukształtowanych przy tym periodycz­nie i odtwarzających w wyraźny sposób żywe komórki wraz z wszelkimi charakterystycznymi dla nich elemen­tami, jak błona komórkowa, gąbczasta cytoplazma, jądro

wraz z błoną jądrową, jąderka i włókienka chromatyczne. Co więcej, można łatwo zauważyć, że komórki te mają tendencje do dzielenia się: bądź to bezpośrednio, bądź też pośrednio; szczególnie łatwo rozpoznać zwykłe figury mi- totyczne wraz z wrzeoionem i nitkami achromatycznymi.

Prócz tego te sztuczne komórki posiadają powinowac­twa wybiórcze względem zwykłych zabarwień komórko­wych, łatwość adsorpcji, wykazują nawet pewną analogię ze szczątkową asymilacją (adsorpcja ałunu, żelaza, amo­

niaku Itp.), właściwości katalityczne (np. rozkład wody utlenionej).

Inne doświadczenia tego rodzaju także świadczą, że aktywność wewnętrzna materii może przyczyniać się do powstawania formacji odtwarzających w zaskakujący sposób żywe komórki.

Działając siarczanem glinu na roztwór krzemianu po­tasu otrzymujemy ukształtowanie osadów przypominają­cych komórki tkanki nabłonkowej. Zastąpmy siarczan glinu kwasem octowym; otrzymane figury będą podobne do nabłonka zewnętrznego oskórka. Jeśli zamiast kwasu octowego weźmiemy kwas mrówkowy, komórki osadu będą przypominać tkankę tłuszczową. Natomiast eter daje formy analogiczne do komórek nerwowych, a siarczan miedzi produkuje komórki z nibynóżkami. Na bazie for­maldehydu, cyjanosiarczanu potasu i chemicznie czystej gliceryny można tworzyć coś w rodzaju plemników.

Jakkolwiek ukształtowania te stanowią tylko facsimile, niemniej jednak wynika z tego, że w surowej materii istnieją pola sił mogące w pewnych warunkach wy­kształcić w niej obrazy komórkowe. Jest przeto bardzo możliwe, że jądro pojawiło się w materii żywej samo­rzutnie, z chwilą gdy znalazły się w niej substancje nie­odzowne do wytwarzania struktury jądrowej. Tak więc wydaje się, że hipoteza o egzogenicznym powstaniu jądra (to jest z zewnątrz) jest bezpodstawna.

Powstanie roślin i zwierząt. Pierwsze organizmy jedno­komórkowe, prapierwotniaki, czyli Protista, musiały przy­pominać obecne wiciowce; typowymi ich przedstawicie­lami są eugleny. Zbadajmy np. pod mikroskopem euglenę zieloną (Euglena viridis). Jest to jednokomórkowy drob­noustrój o podłużnym kształcie, stosunkowo duży, ponie­waż osiąga ok. ^l/i* mm długości. Euglena posiada wić, rodzaj wibrującej rzęsy, która pozwala jej się poruszać.

Na przednim końcu ciała znajduje się maleńka tarczka zabarwiona na pomarańczowo karotyną. Wydaje się, że ten malutki narząd, nazywany punktem oczkokształtnym albo przetchlinką, odgrywa rolę narządu czucia. Pozwala on prawdopodobnie komórce poruszać się w kierunku promieni świetlnych.

Protoplazma eugleny zawiera materiały zapasowe (pa- ramylon) oraz plastydy przesycone barwnikiem chloro­filowym (chloroplasty). Dzięki tym chloroplastom euglena asymiluje dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie i do­konuje syntezy paramylonu, substancji bardzo zbliżonej

do skrobi. Jej pożywieniem jest mineralny pokarm azo­towy, azotan lub sól amonowa. Euglena jest więc rośliną jednokomórkową czyli protophytą (z greckiego prołos — pierwszy i phuton — roślina).

Hodując euglenę w środowisku organicznym i w ciem­ności stwierdza się, że pośród osobników zielonych po­jawia się kilka euglen pozbawionych pigmentu. Te eugle- ny-albinosy rozmnażają się w dalszym ciągu, dając osobniki bezbarwne; tworzy się mutacja.

Rozumie się, że eugleny pozbawione chlorofilu nie są zdolne w normalnych warunkach przyswajać dwutlenku węgla i azotowych pokarmów mineralnych; są to teraz raczej drobnoustroje zwierzęce niż roślinne. Tak więc euglena przeszła ze stanu roślinnego w stan zwierzęcy. Niemniej jednak wypada zaznaczyć, że euglena pozba- I

B

wioną zielonego barwnika nadal jest zdolna — o ile odży­wiać ją w stosowny sposób — do syntezy paramylonu wewnątrz bezbarwnych plastydów (tzw. leukoplastów). Mamy tedy euglenę bez pigmentu chlorofilowego, ale jeszcze będącą w stanie — w pewnych okolicznościach — wytwarzać skrobię, jak rośliny.

W przyrodzie spotyka się organizmy, które stanowią niejako stadium pośrednie pomiędzy roślinami a zwie­rzętami; ich plastyd jest bezbarwny i pozbawiony chlo­rofilu. Są to np.: Astasia i Capromonas. Nazywa się je leukophytami (z greckiego: lewłcos — biały i phutcra — roślina), inaczej — rośliny albinotyczne.

Niekiedy się zdarza, że przemiana jest bardziej grun­towna. Rozpatrzmy wiciowca z jednym tylko chloropla­stem. Zazwyczaj, zanim się on rozmnoży przez podział, plastyd podzieli się na dwa plastydy i każdy z osobników potomnych, pochodzących z podziału komórki, otrzyma połowę plastydu rodzica. Ale niekiedy się zdarza, ie po­dział plastydu opóźnia się w stosunku do podziału ko-

mórki. Kiedy komórka przepołowi się, jedna część otrzy­ma cały plastyd, druga zaś będzie pozbawiona go w ogóle. Pierwszy organizm stanie się rośliną, drugi — zwierzę­ciem.

Zjawisko to zachodzące w zasadzie w przyrodzie daje się także realizować w waruinikach laboratoryjnych w inny nieco sposób. Mianowicie przy hodowli eugleny w ciemnościach i w odpowiednio przystosowanym środo­wisku organicznym można doprowadzić do zaniku chlo­roplastów. Otrzymamy w ten sposób eugleny zupełnie pozbawione cech roślinnych, o czym będzie świadczyć typowy dla zwierząt sposób odżywiania się. Ewolucja taka jest nieodwracalna, a euglena, która przeszła ze stanu roślinnego w stan zwierzęcy, nie może powrócić do stanu wyjściowego.

Reasumując widzimy, że wychodząc od eugleny, typo­wego przedstawiciela licznych organizmów tego samego rodzaju, można bez trudu przechodzić z jednego króle­stwa istnień do drugiego.

Łatwo więc pojąć, że z pierwotnych wiciowców mogło powstać zarówno królestwo roślin, jak i królestwo zwie­rząt.

Ale tak pierwsze, jak i drugie- mogło rozwinąć się w pełni dopiero w określonym środowisku, stanowiącym pewną sumę warunków, które zamierzamy obecnie omó­wić.

5

Warunki życia

Przejawy życia nie są efektem samej tylko czysto wewnętrznej aktywności. Wynikają one z wzajemnego oddziaływania dwóch nieodzownych czynników: istoty żywej i środowiska.

Życie tylko wówczas może powstać, utrwalić się i roz­winąć na jakiejś planecie, jeśli oba te elementy wystę­pują równocześnie.

Jeśli chodzi o żywą materię, zwróćmy uwagę, że mimo nadzwyczajnej swej złożoności, o której dopiero co mó­wiliśmy, tworzy ją stosunkowo niewielka liczba pier­wiastków: wodór, tlen, fosfor itd.

Przede wszystkim należy rozpatrzyć, czy pierwiastki te występują na innych planetach i w całym Wszechświe- cie, jako że życie w tej formie, jaką tu przyjmujemy, nie mogłoby powstać, ani też rozwinąć się tam, gdzie pier­wiastków tych byłoby brak.

Wiemy o tym, że na Ziemi budowa wszystkich form materii zarówno martwej, jak i żywej — a więc zarówno skał, cieczy, gazów, jak roślin i zwierząt — opiera się na 92 pierwiastkach. Najlżejszym z nich jest wodór, naj­cięższym uran.

Otóż — fakt to znamienny i o ogromnej doniosłości filozoficznej —- że te same pierwiastki (lub tylko niektóre z nich) odnajdujemy w całym Wszechświecie; a więc za­równo na Słońcu, jak i na gwiazdach oraz na najbardziej odległych mgławicach. Linie widmowe wszystkich gwiazd 56

należą do znanych, dających się utożsamiać czy to z li­niami pierwiastków występujących na Ziemi, czy też z liniami ich związków. Jeden z pierwiastków, miano­wicie hel był nawet najpierw wykryty na Słońcu, a po­tem dopiero na Ziemi.

Nie ulega wątpliwości, że rozpoznanie linii widmowych pierwiastka nie zawsze jest łatwe. W zależności od stanu, w jakim się pierwiastek znajduje — emituje on różne rodzaje promieniowania. W niezbyt wysokiej tempera­turze pierwiastek jest elektrycznie obojętny i daje tzw. Unie płomienia (albo łuku). W wysokiej temperaturze ato­my pierwiastka tracą jeden lub kilka zewnętrznych elekr

J7

U

tronów; tak zniekształcony, czyli zjonizowany, atom wy­syła liinde wyższego rzędu, nazwane liniami emisyjnymi.

Równie ważnym czynnikiem jak temperatura, jest ci­śnienie: im bardziej gaz jest rozrzedzony, tym większa jest proporcja atomów zjonizowanych. (Prawa jonizacji wielu pierwiastków przy danej temperaturze i przy da­nym ciśnieniu sprecyzował fizyk hinduski Megh Nad Saha). Przypomnijmy wreszcie, że pola elektromagne­tyczne o odpowiednim natężeniu mogą spowodować, że pojedyncza początkowo linia rozszczepia się na podwójną lub potrójną (zjawisko Zeemana).

Z przytoczonych faktów wynika, że niektóre linie wid­mowe mogą być nierozpoznawalne, bądź też mogą na­suwać wątpliwości. Tak było przez długi czas z pewnymi liniami, które pojawiły się w widmie dalekich mgławic, a które wiązano z istnieniem nieznanego na Ziemi gazu: nebulium. W końcu okazało się, że rzekomy gaz nebulium to nić innego, jak niezmiernie rozrzedzony tlen, którego atomy wysyłają wtedy promieniowanie nie występujące w* ogóle w warunkach normalnych.

Zatem Kosmos, we wszystkich swych częściach zbudo­wany jest z jednych i tych samych substancji wyjścio­wych. Ponadto, skoro prawa chemiczne rządzące powsta­waniem związków są uwarunkowane budową atomów i stosunkami ich energii, wolno domniemywać, że w ca­łym Wszechświecie występują te same związki chemiczne co na Ziemi, w szczególności żywa materia.

Warunki środowiska. Badanie zewnętrznych, czyli fi­zyko-chemicznych warunków, nieodzownych dla życia wykazało, że nie są one zróżnicowane w sposób nieogra-j niczony, ale że, przeciwnie, w tym, co jest dla nicłU istotne, wykazują bardzo dużą jednolitość. Są one przyj tym takie same dla roślin, jak i dla zwierząt. Poza pew^ nym składem chemicznym ośrodka stanowiącego pokarm (czym nie będziemy się tu zajmować, jako że nie ma możliwości jego badania w stosunku do innych planet) niezbędnymi warunkami życia są woda, tlen i odpowied­nia temperatura.

Woda. Woda jest nieodzownym warunkiem życia. Or­ganizmy zawierają ją w niezmiennej dla danej tkanki

proporcji, zależnej od rodzaju tkanki. Proporcje te wa­hają się od 60 do 90%>. Właśnie dzięki pochłanianiu wody zawierającej substancje odżywcze komórki mogą życ i rozmnażać się.

Dzieląc zwierzęta na żyjące w powietrzu, na lądzie i w wodzie, dajemy się zwieść pozorom. W rzeczywistości wszystkie żyjące komórki nurzają się w bogatych w wodę sokach, stanowiących ich rzeczywiste środowisko. Dla­tego też Claude Bernard chętnie mawiał: „Wszystkie żyjące istnienia są istotami wodnymi”; natomiast inny fizjolog powiadał: „Istoty powietrzne są to w rzeczywi­stości wędrowne akwaria”.

Nie należy jednak sądzić, że woda w organizmach to tylko prosty pośrednik i wyłącznie substancja wypełnia­jąca. Dzięki bowiem swej dość złożonej strukturze woda aktywnie uczestniczy w przebiegu procesów życiowych.

W rzeczywistości cząsteczka wody jest asymetryczna. Z jednej strony wiązania wodoru i tlenu są ustawione wzajemnie pod kątem blisko 105° (dokładnie 104°31'),

. • ii r-

śśmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmrn z drugiej zaś strony, elektrony wiążące znajdują się bli­żej atomu tlenu niż atomów wodoru, tak że źle zabez­pieczony proton tych atomów wywiera lekkie przycią­ganie elektrostatyczne, co pozwala na wiązanie się z róż­nymi składnikami.

Taki „most wodny" umożliwia łączenie się dużych cząsteczek, które inaczej nie mogłyby się zespolić. Jest

to jednak równowaga niestateczna, która może być z ła­twością zburzona.

W każdym przypadku, gdy koncentracja soków natu- i ralnych zwiększa się w wyniku utraty wody, życie albo i ustaje, albo niekiedy ulega zawieszeniu, czyli ustaje po­zornie.

Druga z tych możliwości występuje u niektórych zwie- . I rząt niższych, jak wrotki, nicienie i niesporczaki. Są to maleńkie organizmy, zaledwie widoczne gołym okiem, j a nawet pod mikroskopem, żyjące w mchach i porostach. Nicienie spotyka się także w płodach rolnych, jak: psze- I nica, owies, cebula, gryka, ziemniaki, buraki oraz w roz- czynie mąki i w occie.

Życie wrotek, nicieni i niesporczaków przebiega nor- malnie, jeśli mech, roślina służąca im jako schronienie, jest wilgotny, ale z chwilą jego wyschnięcia, zwierzęta zasklepiają się, przechodząc w stan anabiozy, zw. esty- wacją; następnie z powrotem stają się aktywne, gdy mech ponownie nasiąknie wodą.

W licznych doświadczeniach nad tymi dziwacznymi stworami można się było upewnić, że mogą one — pod warunkiem, że zostały wysuszone w sposób powolny i możliwie pełny — pozostawać całe lata w tym stanie, a nawet bez szkody znosić bardzo duże wahania tempe­ratury. Niesporczaki zredukowane poprzez wysuszenie do kształtu malutkich i cienkich blaszek, bez żadnych cech zwierzęcych, mogą w tym stanie pozostawać przez ponad sześć lat, nic nie tracąc ze swoistej łatwości wracania do życia. Aby je wskrzesić wystarczy umieścić je w stycz­ności z kropelką wody. Ich ciała i nóżki natychmiast pęcznieją, a po kilku minutach ich cały organizm ożywa i zaczyna się poruszać.

W królestwie roślin niektóre wysuszone ziarna, tak jak i bardzo odwodnione zarodniki bakterii i grzybów, po­zostając w stanie anabiozy cały czas zachowują zdolność kiełkowania. Również i całe rośliny mogą przetrzymywać odwodnienie. Dotyczy to wielu mchów, które na gorą­cych i bezdeszczowych obszarach narażone są na wysy­chanie. Ich odwodnieniu towarzyszy stopniowe osłabia­nie się wymiany gazowej, która w końcu staje się nie­dostrzegalna. Po nawodnieniu z powrotem odzyskują swą normalną aktywność fizjologiczną, co jak i w innych przypadkach anabiozy świadczy o. tym, że jeśli nawet pewne uprzywilejowane organizmy są w stanie znosić bez szkody daleko posunięte odwodnienie, to i tak woda jest nieodzowna przy normalnych przejawach życia.

Tlen. Wolny tlen, tak samo jak woda, jest niezbędny dla olbrzymiej większości istot. Łączenie się tlenu z wę­glem i ubocznie z kilkoma innymi pierwiastkami wy­zwala pewną ilość energii koniecznej w aktywności ży­ciowej. Można by powiedzieć, że „życie to spalanie’*.

W rzeczywistości jednak stwierdzenie to nazbyt upra­szcza sprawę. Z jednej strony bowiem procesy energe­tyczne zachodzące wewnątrz protoplazmy są niezmierni* skomplikowane, ponieważ przenoszenie energii odbywa się za pośrednictwem dwóch substancji wyspecjalizowa­nych: dwu- i trójfosforanu adenozyny. Z drugiej strony, wprawdzie życie nie jest, na ogół biorąc, możliwe bez wolnego tlenu, są jednak istoty, które mogą się bez niego

01

— ■■Mni jt I [

obejść. Są to beztlenowce — anaeroby. I tak, drożdże piwowarskie, które są tlenowcami (aerobami) wtedy gdy dysponują wolnym tlenem, w razie zupełnego braku tego gazu znajdują energię potrzebną do wypełniania funkcji życiowych w fermentacji alkoholowej, którą wywołują dzięki działaniu katalitycznemu około dziesięciu enzymów oraz ośmiu koenzymów, aktywujących enzymy.

W chemii zjawiska tego typu noszą nazwę redukcji; część cząsteczki zostaje utleniona na dwutlenek węgla kosztem reszty, która redukuje się do alkoholu. Równo­cześnie wyzwala się energia:

glikoza alkohol + dwutlenek węgla + energia C₆H₁₂O_e 2C₂H₅OH+ 200-2 + kalorie.

W rzeczywistości jednak fermentacja alkoholowa jest

o wiele bardziej skomplikowana, niż wskazuje to równa­nie. Oprócz alkoholu etylowego i dwutlenku węgla po­

wstają: gliceryna, kwas bursztynowy, aldehyd octowy, rozmaite alkohole o wysokich ciężarach cząsteczkowych oraz inne substancje.

W każdym bądź razie — nie wchodząc w ścisły me­chanizm i w złożoność fermentacji alkoholowej — stwier­dzamy, że drożdże piwowarskie mogą, zależnie od wa­runków środowiska^ żyć bądź jako tlenowce, bądź też jako beztlenowce.

Dwoistość ta nie występuje w przypadku prawdziwych beztlenowców, które nie tylko, że nie są zdolne do użyt­kowania wolnego tlenu, ale na które nawet pierwiastek ten działa toksycznie.

Tak jest nip. w przypadku pewnych drobnoustrojów,, ta­kich jak Bacillus amylabacter, wywołujących fermenta­cję masłową, i Bacterium coli, będącej czynnikiem fer­mentacji gnilnej.

U organizmów wyższych znany jest zaledwie jeden przykład anaerobiozy: przypadek pasożytniczych robaków jelit, w szczególności zaś glist. Przetwarzają one glikozę na kwas walerianowy, dwutlenek węgla i wodór.

glikoza -> kwas walerianowy+dwutlenek węgla + wodór 4C₆H₁₂O_e-> 3C₅H₁₀O₂ + 9CO* +18H.

Następnie wyzwolony wodór jest wykorzystywany w procesach redukcji.

O ile u zwierząt jest to chyba jedyny przypadek, o tyle niektóre komórki roślinne i zwierzęce, należące do orga­nizmów wyższych, często wykazują, obok reakcji oddy­chania tlenowego, także zjawiska anaerobiozy. Omawia­jąc planetę Marsa zobaczymy, że glony i mchy mogą żyć w atmosferze z dwutlenku węgla.

Jeśli chodzi o królestwo zwierząt, wiadomo od dawna, że ślimaki zanurzone w atmosferze wodorowej wydzie­lają dwutlenek węgla. Pies wydycha w określonym cza­sie więcej tlenu w postaci dwutlenku węgla, niż pochła­nia w wyniku oddychania płucnego. Analogiczne przy­kłady można by mnożyć.

Widzimy więc, że wprawdzie komórka aerobowa nie może w zwykłych warunkach obejść się bez wolnego tlenu, równie dobrze wiemy, źe może ona być podłożem

egzotermicznych redukcji tlenowych typu anaerobowego.

Jednak ten rodzaj reakcji nie jest zbyt skutecznym środkiem wytwarzania energii. Nie można go w żadnym przypadku porównywać z procesem bezpośredniego utle­niania. I tak np. drożdże piwowarskie działające jako beztlenowce, musiałyby dla zaspokojenia swych potrzeb energetycznych przetworzyć znacznie większą ilość gli- kozy, niż wtedy, gdy dysponują wolnym tlenem.

Trzeba zresztą zaznaczyć, że tlen jest niezbędny nawet w przypadku anaerobiozy. Substancje występujące w fer­mentacjach, takie jak glikoza, zawierają tlen związany i są wytworem działalności roślin zielonych, które nor­malnie czerpią wolny tlen z powietrza.

Egzystencja glist tak samo zależy od ich gospodarza, który nie może obyć się bez tlenu w stanie gazowym.

Ostatecznie więc — jak z- tego widzimy — tlen jest na ogół nieodzownym czynnikiem dla życia.

Wpływ temperatury. Dla przejawów życia konieczna jest pewna określona temperatura. Jest ona różna dla różnych gatunków i dla każdego z nich istnieje maksy­malna i minimalna temperatura, określająca możliwość życia. Między tymi krańcami mieści się temperatura optymalna, wybitnie sprzyjająca aktywności gatunku. Na przykład, optymalna temperatura kiełkowania zboża wy­nosi 28°C.

Reguła optimum dotyczy również i Innych fizyko-che­micznych -czynników otoczenia, jak ciśnienie atmosfe­ryczne, czy stężenie ośrodka. Każde zjawisko biologlczn« zaczyna się tworzyć przy pewnej określonej wartości zmiennej (minimum), nasila się coraz bardziej wraz ze wzrostem wartości zmiennej, potem znika z chwilą doj­ścia do granicy (maksimum). Prawo to można by nazwać „prawem złotego środka”.

Otóż, jak wiemy, z chwilą, gdy temperatura staje się zbyt wysoka, protoplazma ulega zniszczeniu. Wystarczy temperaturę kultury drobnoustrojów podnieść do około 100°C na przeciąg kilku minut, aby zabić zawarte w niej drobnoustroje. Żadna więc planeta, której temperatura osiąga, a tym bardziej przekracza tę wartość, nie może być siedliskiem tycia.

M

Z tej to racji życie nie może istnieć na dużych głębo­kościach naszego globu, oraz nie ma go zapewne ani na Słońcu, ani na gwiazdach. Temperatura gwiazd jest zre­sztą tak wysoka, że nie mogą tam powstać nawet niezbyt skomplikowane związki chemiczne. I tak na przykład, na Słońcu, którego temperatura powierzchni wynosi około 6000°C, można było wykryć zaledwie kilka bardzo pro­stych i nie tak łatwo dysocjujących związków, jak np. fluorokrzemian oraz cyjan. W sąsiedztwie plam, gdzie temperatura wynosi od 4000 do 4500°C, do poprzednich związków dochodzi kilka innych, jak: tlenek tytanu, tle­nek boru oraz wodorotlenki magnezu i wapnia. Na tak zwanych gwiazdach „węglowych”, których temperatura jest niezbyt wysoka, wykryto węgiel w cząsteczkach Co, ugrupowanie CN cyjanu oraz węglowodory charaktery­zujące się rodnikiem CH.

Niskie temperatury — w przeciwieństwie do wyso­kich — nie zawsze wyłączają istnienie życia. W niskich temperaturach bowiem życie, jeśli nie ulegnie zniszcze­niu, może być osłabione i zwolnione w swych przeja­wach.

Wrotki, nicienie i niesporczaki, o których już była mo­wa, znoszą bez szkody nawet bardzo niską temperaturę. Po uprzednim wysuszeniu zostały one umieszczone na dwadzieścia cztery godziny w ciekłym powietrzu przy —190°C, potem na dwadzieścia sześć godzin w ciekłym wodorze przy —254°C, wreszcie na trzy godziny w cie­kłym helu przy —272°C; po stopniowym rozmrożeniu, a potem po zwilżeniu zwierzątka z powrotem odzyskały dawną aktywność. Przy tak niskich temperaturach obja­wy życia zupełnie ustają: protoplazma komórek staje się twarda jak staL

Tak samo wiele rodzajów bakterii, zarodników drobno­ustrojów, zarodników grzybów, niektórych nasion, glonów mchów i porostów można bez większych ujemnych skut­ków po starannym odwodnieniu, poddać działaniu tem­peratur bliskich absolutnego zera (—273°C).

U organizmów wyższych ryby, żaby i gady, jako zwie­rzęta zmiennocieplne, o wiele łatwiej znoszą działanie zimna, niż zwierzęta stałocieplne — ptaki i ssaki. Dla­

tego też można przechowywać żywe ryby w blokach lodu, gdzie stają się one twarde i kruche. Po powolnym odmrożeniu ryby takie odzyskują dawną witalność, pod warunkiem wszakże, że zamrożenie nie naruszyło głęb­szych organów. Tak samo można postępować z ropu­chami, żabami i niektórymi gadami.

Wprawdzie doświadczenia takie nad zwierzętami „o go­rącej krwi” są znacznie trudniejsze, jednakże udało się je • przeprowadzić. Profesor Andjus z Uniwersytetu w Belgradzie oraz biolodzy angielscy, Parkes i Smith, zamrażali szczury i chomiki aż do 6—7° poniżej zera. Zesztywniałe z zimna, bezwładne, martwe na pozór zwierzęta wracały do życia dzięki umiejętnemu rozgrza- ^r niu ich organizmu. Zaznaczmy mimochodem, że przy okazji światowego sympozjum, poświęconego badaniu problemów fizjologicznych wysuniętych w związku ze zdobywaniem międzyplanetarnej i międzygwiezdnej prze­strzeni, a które odbyło się w Londynie, obaj cytowani fizjolodzy angielscy zupełnie serio proponowali wysyła­nie do odległych gwiazd kosmonautów w stanie zamro­żonym. Bowiem do gwiazd tych można będzie dotrzeć jedynie podejmując podróże trwające kilkadziesiąt czy kilkaset lat.

Wreszcie z kolei, prof. Louis Rey (z École Normale Su­périeure), utrzymywał w temperaturze —196°C serca ku­rzych embrionów i doszedł do tego, że był w stanie je „wskrzesić”.

Na podstawie tych faktów można przyjąć, że w zasa­dzie może istnieć życie na planetach przy bardzo niskich temperaturach. Ale jakież byłoby to życie? Byłoby to życie zwolnione, w zawieszeniu, inaczej mówiąc bez obja­wów zewnętrznych, niezdolne do rozmnażania. Jakim więc sposobem życie takie mogłoby się ulokować na tych ciałach niebieskich? Fakt pojawienia się i trwania żyda zakłada, że została dostarczona energia z zewnątrz. Na Ziemi energia wyższych organizmów zależy w końcowym efekcie od roślin zielonych, które same z kolei czerpią własną energię z promieni świetlnych, tudzież przeja­wiają działalność tylko wtedy, gdy zaistnieją określone warunki temperatury. Tak samo i na. innych planetach

Układu Słonecznego funkcje życiowe mogą zależeć jedy­nie od Słońca. Jeśli planeta nie otrzymuje dostatecznej ilości ciepła i światła, życie nie może ani na niej powstać, ani tym bardziej rozwinąć się.

A więc życie w takiej formie, jak na naszym globie, jest nadzwyczaj nieprawdopodobne na planetach o zbyt niskiej temperaturze. Ponadto nie występuje ono na pew­no na gwiazdach, gdzie temperatura jest zbyt wysoka.

Skoro zostały określone warunki, w których życie może istnieć, z tą chwilą możemy rozpatrywać możliwości ist­nienia życia na różnych „ziemiach” Układu Słonecznego, wraz z Księżycem, planetami i kometami. Aby upewnić się, że mówimy o tym samym, przypomnijmy, że głów­nymi planetami Układu Słonecznego są: Merkury, We­nus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Plu­ton. Planety zawarte między Słońcem a Ziemią nazywane są „dolnymi”, a planety znajdujące się dalej, poza orbitą naszego globu uważa się za „górne”.

0 życiu na Księżycu

1 planetach dolnych

Księżyc

Księżyc to najbliższe nas ciało niebieskie. Średnia odległość od Ziemi wynosi zaledwie 384 380 km i jest tylko ok. 60 razy większa niż promień kuli ziemskiej. Duża ekscentryczność orbity sprawia, że rzeczywista od­ległość znacznie różni się od tej średniej i podczas peri- geum i apogeum, waha się w granicach między 55 a 66 promieni Ziemi.

Wiadomo, że Księżyc jest zwrócony ku Ziemi stale tą samą stroną. Wiąże się to z tym, że czas syderycznego obiegu Księżyca wokół Ziemi, wynoszący 27 dni 7 godzin 43 min. 11,47 sek. jest taki sam, jak okres jego obrotu dookoła własnej osi. Z uwagi jednak na zjawisko libracji (tj. rodzaj wychyleń Księżyca w obie strony od położenia średniego), pozwalające to na jednym brzegu jego tarczy, to na drugim, dostrzec cienki skrawek półkuli przeciw­ległej, można było poznać 59°/o powierzchni naszego sate­lity. Część niewidzialną, o której przypuszczano, że mało różni się od części widzialnej, sfotografował 7 paździer­nika 1959 r. radziecki statek kosmiczny Łunnik III.

Topografia Księżyca. Stosunkowo niewielka odległość i duża poświata powierzchni pozwalają obserwować Księ­życ nawet za pomocą niezbyt silnych instrumentów. Już zwykła lornetka daje dosyć dokładne wyobrażenie jego topografii ogólnej. Ale naturalnie, im silniejszy jest in­strument, tym więcej wykrywa się szczegółów. Za pomo­cą wielkiego teleskopu o średnicy 2,50 m na Mount Wilson

można odróżnić dwa punkty na powierzchni Księżyca odległe od siehie o 100 m, a za pomocą potężnego tele­skopu na Mount Palomar, którego obiektyw ma średnicę 5 m, można w zasadzie odróżnić dwa punkty odległe od siebie o 40 m. Tylko w zasadzie — ponieważ w rzeczy­wistości zarówno na skutek czynników atmosferycznych, jak i z racji rozproszenia fotograficznego, gdy płytka

'U k « ^ ** *'* «'^; - * i* ' * | * « *śi • * '** '’ k*\ * _M V‘;_#

fotograficzna zastępuje oko, dalecy jesteśmy od osiągnię­cia tej granicy, tak że tylko w wyjątkowych warunkach meteorologicznych można rozróżnić za pomocą bardzo silnych instrumentów dwa punkty, oddalone od siebie

o 200 m. Właśnie po to, aby uniknąć tych szkodliwych wpływów atmosferycznych, niektórzy astronomowie, prze­de wszystkim Francuz Audoin Dollfus, próbują obser­wować gwiazdy z pokładu balonów, mogących wznosić się na bardzo duże wysokości.

Dodajmy, że najlepsze warunki obserwacji Księżyca są podczas pierwszej i ostatniej kwadry, ponieważ do­skonale wtedy 'Widoczne cienie podkreślają różne ukształ­towania terenu, którymi w zasadzie są: obszerne szare równiny, masywy. górskie, bardziej lub mniej uwydat­nione, i kratery.

Równin jest ze dwanaście. Ze względu na ich ciemną barwę dawniej astronomowie nazwali je „morzami” i na­zwa ta utrzymała się, mimo że w tych „morzach” nie ma wody. Są to depresje, o nierównym terenie, otoczone na ogół górskimi masywami. Najobszerniejszymi, przy śred­nicy kilkuset kilometrów, są: Morze Deszczów, Morze Ja­sności, Morze Spokoju, Morze Żyzności i Ocean Burz.

Długie łańcuchy górskie otaczające morza to Apeniny, Alpy, Kaukaz, -Karpaty itd.; są one bardziej strome niż na Ziemi oraz pozbawione dolin, prawdopodobnie z tej racji, że nie występują tam zjawiska erozji, które na naszym globie złagodziły nieco spadzistości terenu i wy­żłobiły wgłębienia. Te łańcuchy górskie są też proporcjo­nalnie wyższe od ziemskich; sporo z nich sięga 6000 m, a góra Leibniza ma 8200 m. Szczyty gór księżycowych są niesymetryczne i nieregularne w kształcie. Dostrzega się również, przede wszystkim na „morzach’*, pofałdowanie terenu, spowodowane z pewnością kurczeniem się jądra wewnętrznego. Spotyka się także gwałtowne uskoki po­ziomu.

Powierzchnia Księżyca usiana jest wgłębieniami, na- dającymi naszemu satelicie tak charakterystyczny wy­gląd wulkaniczny, że pierwsi selenolodzy (astronomo­wie — specjaliści od badania Księżyca) natychmiast określili je mianem „kraterów”, chociaż brak nam jeszcze A

1

dowodów na to, aby ich wulkaniczny charakter uważać za ustalony. Wyglądają one jak okrągłe areny, otoczone murem lub masywem. Głębokość ich może sięgać do 3000, a nawet 6000 m. Dno jest na ogół poniżej poziomu pobliskiej równiny. Spadek terenu wewnątrz jest sto­sunkowo duży, na zewnątrz zaś prawie żaden. Kratery najpóźniejsze utworzyły się na dawnych, w ich wnętrzu, a nawet na ich ścianach. Niekiedy w środku wgłębienia wznosi się skalisty wzgórek centralny, niższy niż obrzeże.

Niektóre wgłębienia dochodzą do 230 km średnicy; inne są małe i mieszczą się na granicy widzialności. Dzięki coraz silniejszym instrumentom odkrywa się wciąż nowe kratery. Aktualnie skatalogowano ponad 72

30 000 kraterów. Z reguły są one liczniejsze na brzegach równin, niż w samym ich środku.

Niektórym kraterom towarzyszą aureole lub smugi, a nawet obie formacje. Wyglądają jakby były utworzone z drobniutkiego pyłku. Z najbardziej znamiennych przy-

toczymy: aureole krateru Kopernika i Keplera, ogromne białe smugi rozchodzące się od Tycho, pokrywające ol­brzymi obszar terenu Księżyca i wykrywalne nawet go­łym okiem.

Zdaniem H. P. Wilkinsa, przewodniczącego British Astronomical Association Lunar Section, aureole i smugi są utworzone z okruchów szkła o pochodzeniu wulka­nicznym.

Na temat powstania kraterów Księżyca wysuwano wiele hipotez; żadna z nich jednak nie zadowala całko­wicie.

I Najprostsza polega na porównaniu kraterów księżyco­wych z kraterami wulkanów ziemskich, podobnie bowiem jak ziemskie, są one rozmieszczone na brzegach „mórz", a więc w pobliżu pęknięć. Przemawia za tym i to, że powierzchnia Księżyca — jak się wydaje — pokryta jest popiołami.

Ale przeciw tej koncepcji przemawiają również bar­dzo mocne argumenty: wulkany ziemskie nie mają ani I tak regularnej postaci, ani tak dużych średnic (maksy­malnie 2 do 3 km), nie są też tak liczne, a ich obrzeża I powstałe z produktów wyrzuconych z wnętrza Ziemi mają I większą objętość niż' ich wgłębienia. Dla kraterów Księ- I życa rzecz ma się akurat odwrotnie. Brzegi kraterów ziemskich są prócz tego postrzępione i prawie nigdy nie są Okrągłe, natomiast kratery księżycowe w każdym I przypadku są okrągłe.

Niemniej jednak niektóre kratery Księżyca z pewno- | ścią są ośrodkami działalności wulkanicznej. Istotnie. 28 kwietnia 1900 r. astronom M. Millochau zaobserwował za pomocą wielkiej lunety z Obserwatorium Meudon ogromny słup dymu unoszący się nad małym kraterem położonym na południe od krateru Posidonius, a 2 listo­pada 1958 r. radziecki astronom Nikołaj Kozyriew zrobił fotografie i spektrogramy interesującego, wulkanicznego wybuchu w małym kraterze o nazwie Alphonsus. Wizu­alnie zjawisko było widoczne wyraźnie na zdjęciach w po­staci długiego pęknięcia, z którego tryska potężny stru­mień gazu, a na spektrogramach widać było charaktery­styczne linie dwutlenku węgla.

Profesor Puisieux sądził, że powstanie kraterów księ­życowych należy przypisać zapadnięciu się nabrzmieli czy pęcherzy wypełńlonjlch gazem, a powstałych wtedy, gdy Księżyc był jeszcze ciastowa tą masą. Zjawisko to byłoby podobne do zjawiska występującego przy wyrobie ciasta: w masie tworzą się pęcherzyki pary, podnoszą warstwę zewnętrzną w farmie nabrzmieć, które pękając zapadają się; na ich miejscu pozostają małe wgłębienia

«

mające na ogól środkowe wzniesienie. Jednak mecKanizm ten wymaga, aby ciastowata masa była jednorodna. To jednak, w przypadku ciał niebieskich jest mało prawdo­podobne.

G. Delmotte, światły astronom-amator przyjmował, że kratery Księżyca powstały w wyniku pękriięć kołowych lub wielokątnych, wzdłuż których nastąpił wylew magmy. Hipoteza ta, zadowalająca z wielu punktów widzenia, nie tłumaczy jednak tak licznego występowania małych kra­terów.

Aktualnie cieszy się względami hipoteza meteorytowa, wg której kratery powstały na skutek spadania meteory­tów. Przy zderzeniu się z powierzchnią Księżyca meteo­ryty pod działaniem powstałej bardzo wysokiej tempe­ratury ulegałyby — według tej hipotezy — wyparowa­niu. Wybuch miotałby na bok materiały znajdujące się na powierzchni, rozsiewając je wokół. Rozumie się, że w tych warunkach objętość nasypu ograniczającego kra­ter byłaby w przybliżeniu równa objętości wnętrza. Jeśli chodzi o smugi pyłu i wzgórze centralne, to ich powsta­nie wiązałoby się z opadaniem materiałów.

Ale ta balistyczna koncepcja a priori napotyka na kilka trudności:

1. Kratery księżycowe mogą mieć średnicę większą niż 100 km. Czy wobec tego na Księżyc spadałyby meteoryty

o tak sporych wymiarach?

2. Kratery są zawsze okrągłe. Otóż skośne zderzenia, które na Księżycu powinny występować częściej niż zde­rzenia prostopadłe (siłę przyciągania można tu pominąć), wytwarzałyby też wyrwy mniej lub bardziej skośne.

3. Kratery meteorytowe powinny by także występować na Ziemi.

Dwa pierwsze zarzuty zostały usunięte w oparciu o do­świadczenia nowoczesnych wojen. Wyrwy spowodowane pociskami mogą sięgać od 30 do 50 m średnicy, tj. do 100 średnic pocisku. Z drugiej strony pocisk, nawet przy skośnym zderzeniu, drąży okrągły lej; powstaje on nie ze zderzenia, ale na skutek eksplozji pocisku, rozchodzącej się we wszystkich kierunkach.

Analogiczne zjawiska towarzyszą uderzeniu meteorytu.

Pod wpływem gwałtownego i niemal błyskawicznego uderzenia temperatura meteorytu silnie wzrasta, co powo­duje jego wybuch. Wybuch ten daje się słyszeć bardzo daleko. Tak było np. w przypadku ogromnego aerolitu (meteorytu kamiennego), który 30 czerwca 1908 r. o siód­mej rano zdewastował na Syberii obszar Krasnojarska. „Huk piorunów” słyszany był o 1000 km a nawet dalej; łoskot zatrzymał pociągi w promieniu 600 km od punktu zderzenia.

Wreszcie to, że Ziemia nie jest pokryta kraterami tłu­maczy się tym, że wskutek obecności atmosfery więk­szość aerolitów eksploduje, zanim dosięgnie powierzchni Ziemi. Ponadto erozja i tworzenie się warstw osadowych, efekty nie występujące w ogóle na Księżycu, zatarły z biegiem czasu ślady takich formacji.

Mimo wszystko kratery tego pochodzenia bywają na naszym globie. Na przykład, Krater Meteoru w Arizonie (Stany Zjednoczone) wyżłobiony ok. 5000 lat temu przez meteoryt, ma wszelkie cechy małego krateru księżyco-

w ego: średnicę 1200 m, obrzeże przewyższające o 40 m otaczającą równinę, schodkowy spadek od 130 do 200 m.

Hipoteza meteorytowa doskonale wyjaśnia indywidu­alne tworzenie się kraterów księżycowych, ale nie potrafi wytłumaczyć istnienia ciągów takich kraterów. Jest więc ona, podobnie jak i inne teorie, niewystarczająca.

Krótko mówiąc każda z hipotez powstania kraterów księżycowych może zawierać cząstkę prawdy. Wszelako, jak się wydaje, utworzenie dużych kraterów najlepiej wyjaśnia teoria balistyczna.

Aby zakończyć przegląd topografii Księżyca dodajmy, że niekiedy w poprzek „mórz” ciągną się gigantyczne szczeliny i rysy, prostoliniowe i zygzakowate, o szeroko­ści od 1 do 12 km, długości do 200 km i o nieznanej głę­bokości. Jary te, nie zmieniając kierunku, przerzynają zarówno góry jak i obszary depresyjne. Z najbardziej znanych wymienić można: rów Hyginus, którego stępione brzegi mają spadek łagodny, wielkie szczeliny w Morzu Wilgoci, przybierające kształt prawie współśrodkowych

I tuków, niemal całkowicie wypełnione materiałami syp- I kimi, co zwłaszcza dotyczy tych środkowych. Wreszcie I dolina Alp, długa na 70 km i szeroka od 10 do 12 km, I łatwo widoczna nawet za pomocą przyrządu o małej I mocy.

I Jeśli chodzi o zewnętrzną powierzchnię Księżyca, to I wydaje się, ze powinny ją pokrywać pyły analogiczne do I ziemskich pyłów wulkanicznych, które mogą zalegać I w bardzo cienkich warstwach. Światło odbite od Księ­życa jest częściowo spolaryzowane. Otóż B. Lyot porów­nując tę polaryzację z polaryzacją wywoływaną przez sporą liczbę substancji ziemskich, jak pył szkła i soli I metalicznych, śnieg, różne minerały, kredę, iły, piaski, granity, bazalty, piaskowce, lawy i popioły wulkaniczne — doszedł do wniosku, że jest ona podobna do polaryzacji wywołanej przez ziemskie popioły wulkaniczne.

Z drugiej strony, cytowany już Kozyriew oraz Link

i J. Dubois z obserwatorium Bordeaux, prowadzą aktual­nie badania dotyczące fluorescencji pewnych formacji księżycowych. Badania te są w toku, pozwolą one praw­dopodobnie sprecyzować w bliższej czy dalszej przyszło­ści naturę niektórych skał księżycowych.

Jak wiadomo, zjawisko fluorescencji, wykorzystywane szeroko od kilku lat przy ¡produkcji reklam świetlnych, polega na tym, że substancja chemiczna (siarczan chininy, eozyna, antracen, itd.) pochłania (absorbuje) niektóre pro­mienie widma ciągłego, mianowicie promienie o stosun­kowo małej długości fali (niebiesko-fioletowe i nadfiole­towe) a następnie oddaje — często z doskonałym skut­kiem — pochłoniętą energię świetlną w postaci promie­niowania emitowanego w innym zakresie widma, na ogół

o większej długości fali (przede wszystkim promieniowa­nie czerwone i żółto-zielone) niż długość fali światła wzbudzającego. Odpowiednia mieszanina proszków fluo­ryzujących pozwala otrzymać dosyć szeroką gamę barw emitowanych.

Fluorescencja — zjawisko pozornie natychmiastowe — zjawia się z chwilą, gdy promieniowanie dociera do sub­stancji luminescencyjnej i znika w momencie jego zga­śnięcia.

Ponieważ widma światła absorbowanego i odtwarza­nego stanowią cechy charakterystyczne substancji fluo­ryzujących, wobec tego, gdyby substancje takie istniały i na Księżycu, można by na tej podstawie oznaczyć ich naturę przez porównanie widma fluorescencji tych sub­stancji z widmami minerałów ziemskich.

Otóż zaobserwowano fluorescencję czerwoną i żółtą w głębi krateru Regiomontanus, fluorescencję żółtą i zie­loną w Morzu Kryzysów, fluorescencję czerwoną w Ocea­nie Burz, fluorescencję czerwoną, żółtą i niebieską w Mo- rzu Spokoju 1 w Morzu Jasności itd.

Niektórzy autorzy sądzą, że do substancji chemicznych powodujących te właśnie efekty fluorescencyjne można zaliczyć wilemit (krzemian cynku), występujący w ogrom­nych złożach w New Jersey, trudno jednak w chwili obecnej wypowiedzieć się definitywnie na ten temat.

Niewidoczna strona Księżyca. Zdjęcie niewidocznej strony Księżyca wykonane z radzieckiego pojazdu ko­smicznego Łunnika III przejdzie z pewnością do historii nauki i ludzkości, jako jedno z największych wydarzeń naukowych naszych czasów. Zdjęcie to bowiem nie tylko umożliwiło poznanie tego, czego dotąd nikt nie oglądał, ale dowiodło zdumionemu światu, że odtąd człowiek może kierować z Ziemi pojazdami kosmicznymi na znaczne od­ległości oraz kazać im wykonywać skomplikowane za­dania.

Ten nadzwyczajny wyczyn był zresztą poprzedzony in­nym, nie mniej znamiennym osiągnięciem: wysłaniem 12 września 1959 r. o godz. 10 rakiety radzieckiej Łun­nika II, która nazajutrz 13 września o godz. 22 min. 2 sek. 24 trafiła w ziemskiego satelitę. Lądowanie na Księ­życu miało miejsce przy długości 0° i szerokości północ­nej 30°, w kierunku południowo-wschodnim od Morza Jasności (które zabawnym zbiegiem okoliczności obra­mowane jest łańcuchem górskim zwanym Kaukaz) i w po­bliżu kraterów Arystoteles, Archimedes i Autolycus. Po raz pierwszy aparat stworzony ręką ludzką dotarł do ciała niebieskiego. Pojazd oczywiście przy zderzeniu z po­wierzchnią Księżyca rozpadł się w proch, lub wyparował (wskutek przemiany energii kinetycznej na ciepło), jako 80

te prędkość przy upadku wynosiła ok. 12 000 km/godz.; pozostawił tam jednak proporce ozdobione godłem Związ­ku Radzieckiego (same proporce także mogły wyparować,

o ile nie były dostatecznie zabezpieczone) i jeszcze przed zniszczeniem dostarczył cennych informacji.

Właśnie dzięki Łunnikowi II uczeni dowiedzieli się, że Księżyc nie ma pola magnetycznego i że nie jest — w prze­ciwieństwie do Ziemi — otoczony pasami wzmożonej ra­diacji. Co najwyżej istnieje w odległości ok. JO 000 km od powierzchni Księżyca coś w rodzaju atmosfery, o czą­steczkach z energią zaledwie kilkudziesięciu woltów.

W dwadzieścia cztery dni po starcie Lunnika II, 4 paź­dziernika 1959 r., została wystrzelona inna rakieta ra­dziecka Łunnik III, z której pokładu 7 października

o godz. 4“ wykonane zostały zdjęcia niewidocznej strony

- m - * „^r V.-

Księżyca. Rakieta znajdowała się wtedy w odległości ok. 62 000 km od powierzchni Księżyca i w odległości 470 000 km od Ziemi. Wszystkie operacje sterowania przy­rządami pokładowymi przekazywano z Ziemi. Układ kie­runkowy, napędzany silnikami umieszczonymi na dolnej stronie ostatniego stopnia rakiety — oznaczanej przez Ro­sjan inicjałami MAS (Mirowaja Awtomaticzeskaja Stan­cja) — na rozkaz nadany przez naziemną stację radziecką obrócił rakietę tak, aby jej obiektywy mogły sfotografo­wać Księżyc. Cała operacja trwała ok. 40 min. Rozwi­nięcie i wywołanie klisz odbyło się automatycznie na po­kładzie statku, a ich przekazanie w postaci sygnałów elektrycznych zabezpieczał sipecjalny system teletransmi-

•tketoand

^sJi, znacznie różniący się od zwykłego nadajnika telewi­zyjnego. W zasadzie aparatura była zasilana w energię

² baterii elektrycznych. Ale jednocześnie na wypadek

83

wyczerpania baterii elektrycznych były zainstalowane uzupełniające baterie świetlne, pobierające energię pro­mieni słonecznych.

Jak się wydaje, niewidoczna strona Księżyca jest znacz­nie mniej urozmaicona niż strona widzialna. Głównymi elementami, o nazwach nadanych przez radzieckich astro­nomów są: Morze Moskiewskie, Zatoka Astronautów, znajdująca się na południowym krańcu Morza Moskiew­skiego, Morze Humboldta (na cześć uczonego niemiec­kiego) dostrzegalne też na widocznej stronie; łańcuch Gór Radzieckich, krater Ciołkowskiego, krater Łomono­sowa, krater Fryderyka Joliot-Curie, Morze Marzenia, znajdujące się na brzegu części niewidocznej. Radziecki Ośrodek Badań Kosmicznych określił także z pewnym przybliżeniem dalsze szczegóły topografii odwrotnej stro­ny Księżyca, co dało dosyć pełną mapę naszego satelity.

Po tej wędrówce na Księżyc Łunnik III zbliżył się do Ziemi na odległość 47 500 km i, zanim dotarł przy końcu marca lub na początku kwietnia 1960 r. do górnych warstw atmosfery, w których uległ zniszczeniu, przy­puszczalnie obiegł 11 razy swą orbitę; jednak od pierwszych dni listopada 1962 r. wszelka łączność radiowa między stacją międzyplanetarną a Ziemią ustała. Być może, że było to spowodowane uszkodzeniem urządzeń nadawczych; w tym przypadku Łunnik III nadal kon­tynuowałby trasę w milczeniu. Ale mogło się też zdarzyć, że pojazd został zniszczony na skutek gwałtownego zde­rzenia z meteorem.

Atmosfera Księżyca. Księżyc nie ma atmosfery, wobec tego nie ma i wody. Przemawiają za tym następujące fakty:

1. Brzegi tarczy Księżyca, widziane przez lunetę są absolutnie czyste, bez zniekształceń i łagodnych przejść; nie byłoby tak, gdyby Księżyc otaczała nawet rzadka atmosfera.

2. Clenie gór księżycowych są wyraziste, ostro zaryso­wane, absolutnie czarne, bez półcieni, czego nie ma na Ziemi, gdzie światło jest rozpraszane przez atmosferę.

3. Podczas zakryć gwiazd, to jest wtedy, gdy Księżyc przechodzi przed gwiazdą, gwiazda znika 1 pokazuje się

84 —

nagle. Nie ma śladów absorpcji, która wywoływałaby zmianę blasku i barwy. Zjawiska te na pewno wystąpi­łyby, gdyby Księżyc miał powłokę gazową. Bo obserwa­tor pozaziemski, np. obserwator z Księżyca, widziałby, że świecenie gwiazdy zakrywanej przez Ziemię słabnie

o ok. 8 wielkości, nim całkowicie zniknie.

4. Wreszcie widmo Księżyca nie wykazuje ani śladów absorpcji selektywnej, ani też wzmocnienia linii telluru; takie wzmocnienie powoduje atmosfera ziemska. Widmo Księżyca jest identyczne z widmem Słońca. Kuiper na próżno poszukiwał w nim linii bezwodnika kwasu siar­kowego.

Możemy więc w konkluzji przyjąć, że wokół naszego satelity ani powietrze ani też para wodna nie występują.

Zresztą to, aby Księżyc miał powłokę gazową, jest teo­retycznie niemożliwe. Jak bowiem uczy mechanika, cia­ło — czy to będzie pocisk czy cząsteczka gazu — rzucone poziomo | prędkością większą od „prędkości ucieczki", właściwej dla każdej planety i zależnej w zasadzie od jej masy, oddala się od planety nieskończenie daleko. Po­nieważ prędkość ucieczki na Księżycu wynosi 2,4 km/sek., a prędkość cząsteczek gazu zależna od jego rodzaju i tem­peratury jest bliska tej wartości, wobec tego, gdyby na powierzchni Księżyca istniał pierwotnie jakiś gaz, to od dawna i tak byłby się stamtąd ulotnił.

Zanotujmy atoli, że w wyniku pomiarów polaryme­trycznych Lipiskiego i Fiesienkowa stwierdzono, że ist­nieje atmosfera księżycowa o gęstości 1/10 000 gęstości atmosfery ziemskiej; Jednakże badania Lyota i Dollfusa obaliły ten wniosek.

Można więc co najwyżej założyć, że na powierzchni Księżyca występuje lekka warstwa argonu, nieustannie odnawiana, pochodząca z potasu skał, jak również z mir riadów meteorytów spadających niepowstrzymanie na to ciało niebieskie. Jak wiadomo bowiem zwykły potas składa się z trzech odmian, z których jedna jest promie­niotwórcza i w wyniku rozpadu daje promieniowanie beta oraz argon. Duża gęstość tego „rzadkiego” gazu przeszkadza w jego zupełnym ulotnieniu się z Księżyca.

Gaz ten, zupełnie nieczynny z punktu widzenia chemii, nie będzie stanowił żadnego niebezpieczeństwa dla przy­szłych astronautów, którzy przybędą z wizytą na Księżyc.

Temperatura Księżyca. Temperaturę Księżyca wyzna­cza się na podstawie jego obrazu w ognisku potężnego instrumentu i pomiaru otrzymywanej energii za pomocą termoelementu.

Stwierdzono zatem, że obszary oświetlone przez Słońce mają temperaturę około +100°C, gdy tymczasem partie znajdujące się w cieniu osiągały zaledwie —50°C.

Ponieważ obrót Księżyca wokół własnej osi trwa ok. 27 dni 1 8 godz., toteż podczas 13 bez mała dni ziemskich Słońce nieprzerwanie oświetla glebę księżycową, która się mocno nagrzewa. Natomiast podczas nocy księżyco­wej, która także trwa bez mała 13 dni ziemskich, ochło­dzenie jest gwałtowne i natychmiastowe ze względu na 86

I brak atmosfery; temperatura przypuszczalnie spada wte- I dy aż do — 150°C.

f Badanie temperatury Księżyca podczas zaćmień pozwo- I liło uzyskać cenne informacje co do składu zewnętrznej I powłoki Księżyca. W momencie zasłonięcia punktu Księ- I życa przez cień Ziemi temperatura takiego punktu gwał- I townie spada od +100°C do 0°C w pierwszej fazie, a póż- I niej — nieco wolniej — aż do —117°C przy końcu całko- K witego zaćmienia. Z chwilą gdy punkt ponownie zostanie I oświetlony, jego temperatura rośnie bardzo szybko, aż do I. osiągnięcia wartości początkowej. Te gwałtowne wahania I skłaniają do przypuszczenia, że powierzchnia Księżyca I bardzo słabo przewodzi ciepło i że, zgodnie zresztą z po- I miarami polarymetrycznymi, utworzona jest z popiołów I analogicznych do popiołów wulkanicznych.

Interpretację tę potwierdzają także pomiary zmienności ^! temperatury, zachodzące we wnętrzu samej gleby księ­życowej, wykonywane za pośrednictwem radioteleskopów

i przy długości fali rzędu centymetra.

2ycle na Księżycu. Wielu selenologów zaobserwowało na powierzchni Księżyca pewne zmiany o różnym zna­czeniu, takie jak: różnice barw lub przyciemnienia pew­nych plam, modyfikacje płaskorzeźby, czasowe zasłony, itd. I tak toaterek D, znajdujący się w kraterze Posido­nius, który długo badaliśmy za pomocą lunety o średnicy 110 mm, dającej powiększenie 350-krotne, wykazywał zmiany ogólnego wyglądu, i to z dnia na dzień, albo nie­kiedy w czasie jednej odmiany Księżyca. Widoczny był albo dość wyraźnie, albo też był zasłonięty, jakby powle­czony szarawym błotem. Sąsiednie natomiast kraterkl ob­serwowane jednocześnie, nie wykazywały takich wahań widoczności.

Również dwa kraterki Messier i Pickering, leżące na równinie zwanej Morzem Obfitości wydają się jakby stale zmieniały kształt: pewnego dnia jeden okazuje się większy od drugiego, to znów któryś przybiera kształt owalny, a po pewnym czasie — trójkątny, gdy w tym samym czasie wygląd małych kraterów w sąsiedztwie w ogóle nie zmienia się.

Sławny amerykański astronom W. H. Pickering (jego

to właśnie nazwisko nosi jeden z wzmiankowanych kra­terów) obserwował, jak co nocy na pochyłościach kra­teru Eratostenes i sąsiedniej okolicy rozciągały się spore, ciemne plamy oraz niewielkie obszary zupełnie ciemne. Najbardziej zadziwiającą cechą tych plam i obszarów było to, że nigdy nie przesuwały się one w tym samym kierunku i że nie można było z góry przewidzieć kie­runku ich przemieszczenia się. Pickering doszedł na tej podstawie do wniosku, że rzecz tu prawdopodobnie do­tyczy stref roślinności, a nawet być może — rojów owa­dów.

Prawdę mówiąc interpretacji tej nie podzielają inni astronomowie, ale niemal wszyscy zgadzają się co do tego, że plamy te i obszary można było obserwować na­wet za pomocą instrumentu średniej mocy.

Przy obserwacjach Księżyca trzeba jednak wystrzegać się złudzeń optycznych, zarówno zmiany kształtu jak

l barwy mogą w istocie wynikać ze zmian oświetlenia,

widać wyraźnie wraz z nasypami oraz licznymi charak- , terystycznymi szczegółami. W pobliżu pełni Księżyca ma on jednak wygląd mozaiki, w której mieszają się ciemne

i świecące plamy.

Zresztą oświetlenie każdego szczegółu księżycowej po- I wierzchni zależy nie tylko od fazy. Kozmaite przesunię- cia orbity Księżyca oraz to, że miesiąc nie jest całkowitą wielokrotnością dnia, stoją na przeszkodzie widzeniu Księżyca oświetlonego dokładnie w ten sam sposób przy . następujących po sobie obserwacjach.

Zresztą, gdyby nawet pewne zmiany topograficzne, I prawdopodobnie powodowane skrajnie niskimi i skraj- I nie wysokimi temperaturami rzeczywiście mogły się na i Księżycu zdarzyć, to i tak, zarówno brak atmosfery oraz I pary wodnej, jak i ogromne wahania temperatury, któ- I re zachodzą na glebie Księżyca, skłaniają do wniosku, że I życie organiczne na naszym satelicie nie istnieje.

Można więc powiedzieć z prawdopodobieństwem bli­skim pewności, że Księżyc jest ciałem niebieskim „mar­twym”.

Stanie się on „żyjącym” dopiero wtedy, gdy pojawi się na nim człowiek.

Człowiek zresztą nie zamierza bynajmniej odwlekać tej chwili. „Na początku XXI wieku — pisze prof. Jurij Klebsiewicz, radziecki specjalista w zakresie astronau­tyki — Księżyc stanie się siódmym kontynentem Ziemi

i na porządku dziennym stanie problem eksploatacji jego bogactw”.

Uczony radzleoki przypuszcza, że zdobycie Księżyca będzie przebiegało w dwóch etapach: pierwszym będzie lądowanie pojazdu gąsienicowego, sterowanego zdalnie, następnym — zbudowanie stałej stacji.

Ale zanim nastąpi drugi etap „stopa ludzka dotknie Marsa 1 Wenus” — dodaje prof. Klebsiewicz.

Istotnie, ulokowanie się człowieka na Księżycu nasuwa znaczne trudności, które wynikają głównie z olbrzymiej rozpiętości temperatur oraz braku atmosfery. Druga oko­liczność wymaga nie tylko konieczności ciągłego zaopa­trywania się w tlen, ale i stosowania szczególnych ska­fandrów chroniących przed okruchami kosmicznymi.

które, docierając do powierzchni Księżyca z prędkością kilkakrotnie większą od prędkości kuli karabinowej, jak straszliwe pociski zagrażają przyszłym astronautom. Do­stając się do atmosfery ziemskiej cząstki te spalają się, a tym samym ulegają zniszczeniu, natomiast na Księżycu sprawa wygląda inaczej.

Taką samą osłonę przed meteorytami będą musiały zapewnić domy księżycowe, które zbudują astronauci. W tym celu trzeba będzie zaopatrzyć je w dachy mogące równocześnie pełnić rolę prawdziwego puklerza. Nadto, otwory oszklone i kopuły obserwacyjne muszą zatrzy­mywać promienie nadfioletowe, szczególnie intensywne na Księżycu, ponieważ na swej drodze nie spotykają żad­nego gazu w rodzaju ozonu, który mógłby je pochłaniać.

Merkury

Merkury jest najmniejszą z głównych planet Układu Słonecznego. Okres jego obiegu wokół Słońca wynosi 88 dni. Tyleż samo trwa jego obrót wokół własnej osi. Oś ta jest prawie prostopadła do płaszczyzny orbity. Za­tem Merkury jest zawsze zwrócony do Słońca tą samą półkulą, druga półkula jest stale pogrążona w nocy.

Na nasłonecznionej części planety panuje temperatura bardzo wysoka; gdy Słońce jest w zenicie wynosi ona 4-400°C (dla porównania, w temperaturze takiej topi się cyna i ołów). Natomiast część ciemna ma prawdopodob­nie temperaturę rzędu —250°C. A więc znośną tempera­turę można by znaleźć jedynie w pobliżu kręgu ograni­czającego obszar oświetlony; jednak położenie tego kręgu zmienia się na skutek znacznej libracji planety, a obszary uprzywilejowane są w rezultacie na przemian bądź to całkiem wypalone, bądź też zamrożone.

Aczkolwiek na planecie nie występują pory roku ana­logiczne do ziemskich, co wyńika ze stałego zwrócenia tej samej półkuli planety ku Słońcu, niemniej jednak występują tam spore wahania w nasłonecznieniu, uwa­runkowane zmianami średnicy kątowej Słońca. Kiedy Merkury znajduje się w perihelium orbity — tarcza sło­neczna widoczna jest pod kątem 1°44\ Gwiazda naszego Układu przelewa wtedy na planetę jedenaście razy wię­cej ciepła i światła, niż w analogicznych warunkach na Ziemi. Natomiast gdy Merkury znajduje się w aphelium, średnica kątowa Słońca wynosi zaledwie 1°08', a otrzy­mywane promieniowanie — choć i tak jeszcze bardzo duże — wynosi niespełna 4,5 raza tego, oo otrzymuje Ziemia.

Powierzchnia Merkurego. Na powierzchni Merkurego widać pewną liczbę plam jasnych i ciemnych; jak dotąd obserwatorzy nie uchwycili, co te plamy oznaczają. W każ­dym bądź razie plamy te na pewno istnieją, ponieważ udało się je sfotografować. Najlepsze zdjęcia ukazujące bardzo subtelne szczegóły wykonano w 1953 r. w Obser­watorium Pic du Midi przy lunecie o średnicy 60 cm. Do tej daty niemalże w ogóle nie było zdjęć Merkurego z plamami, oprócz sławnej fotografii, którą zrobił

11 kwietnia 1941 r. F. Quenisset w Obserwatorium Flam- m ariona w Juvisy.

Zewnętrzne warstwy Merkurego i Księżyca są prawdo* podobnie analogiczne. W istocie, zarówno krzywa foto- metryczna Merkurego, to jest zapis zmian odblasku pla­nety przy różnych fazach, jak też krzywa polaryzacji,

która także wykazuje w funkcji zmian fazy — modyfi­kacje ilościowe w odbijającym się od planety świetle spolaryzowanym — są w każdym punkcie podobne do odpowiednich krzywych otrzymanych dla Księżyca.

Atmosfera Merkurego. Problem życia. Ta interesująca zgodność wyników wskazuje na to, że przypuszczalnie Merkury pokryty jest bardzo drobnym, ziarnistym py­łem, mocno pochłaniającym, oraz że prawdopodobnie na jego powierzchni rozsiane są kratery i wgłębienia.

Analiza spektralna Merkurego nie wykazuje żadnych śladów atmosfery. Kiedy planeta przesuwa się przed tar­czą słoneczną, nie widać dyfuzyjnego pierścienia atmo­sferycznego. Obserwacje te zgadzają się z teorią kine­tyczną gazów; sygnalizowaliśmy to już w związku z Księ­życem: ciało niebieskie o małej masie nie może zatrzy­mać wokół siebie cząsteczek gazowych.

Jednak według E. Antoniadiego na Merkurym powinna istnieć atmosfera szczątkowa. Ten wybitny astronom z Obserwatorium Meudon często obserwował na brzegach planety białawe plamy, jak również czasowy zanik sza­rawych części planety. Efekty te, jego zdaniem, mają związek z unoszeniem się chmur w rozrzedzonej atmosferze.

Także A. Dollfus w wyniku licznych pomiarów światła spolaryzowanego pochodzących od różnych obszarów

i plam planety przypuszcza, że Merkury powinien posia­dać atmosferę bardzo cienką, nie przekraczającą trzech tysięcznych atmosfery Ziemi. Tworzyłby ją w zasadzie argon pochodzący z rozpadu promieniotwórczego potasu skał, tak jak to prawdopodobnie ma miejsce na Księżycu.

Z tych różnorakich obserwacji wynika, że Merkury — to świat po jednej stronie wypalony, a po drugiej za­marznięty i bez zasługującej na uwagę atmosfery. Są to, oczywiście, warunki niemożliwe do powstania, rozwinię­cia się i przetrwania życia. Można zatem powiedzieć, że na Merkurym nie Istnieją złożone formy życia. Można co najwyżej przyjąć ■*— nie mając jednak na to żadnego pozytywnego dowodu — możliwość występowania niż­szych drobnoustrojów, wegetujących z trudem w wa­runkach pośrednich.

•Venus

Planeta ta, skrząca się tak intensywnym blaskiem, ze można ją dostrzec w biały dzień przy sprzyjające] przej­rzystości atmosfery, była z pewnością pierwszą planetą

95

zauważoną przez starożytnych, zarówno z uwagi na żywy blask, jak i na pozornie dużą prędkość przesuwania się. Była więc w całym znaczeniu słowa: „Gwiazdą Betle­jemską”, „Gwiazdą Wieczorną” i „Jutrznią” i jeszcze

o kilku imionach, którymi ją przyozdabiano, stosownie do żywego -wrażenia, jakie wywierała. Homer nazywał ją „Kallistos”, co znaczy „piękna”. Cyceron mienił był ją „Vesper” — „gwiazda wieczorna”, jak i „Lucyfer” — „przynoszący światło”. Później poświęcono ją bogini mi­łości, Wenus; imię to przetrwało do dziś.

Jak można stwierdzić na podstawie tablicy na s. 163 wymiary, masa i gęstość tej planety porównywalne są z ziemskimi.

Na obieg orbity Wenus zużywa 225 dni ziemskich, ale nie wiemy jeszcze, czy obraca się ona wokół własnej osi.

Większość astronomów wszakże uważa, że Wenus zwró­cona jest ku Słońcu stale tą samą półkulą. Inni, w szcze­gólności zaś E. Antoniadi, uważają, że okres jej obrotu własnego wynosi od kilku tygodni do kilku miesięcy. Według Kuipera i Richardsona, którzy na poparcie swych stwierdzeń odwołują się do obserwacji spektroskopowych, okres ten powinien wynosić od 10 do 30 dni. Zjawisko przypływów i odpływów działa hamująco na obrót, nie na tyle jednak, aby planeta pozostała zwrócona do Słońca wciąż tą samą stroną.

Ta niepewność wywodzi się z faktu, że szczegóły pla­nety zasłonięte są przez bardzo grubą — jak to za chwilę zobaczymy — atmosferę.

Tak czy owak temperatura .tej półkuli, która bądź przez czas dłuższy, bądź też stale wystawiana jest na działanie Słońca, powinna być stosunkowo wysoka.

Ale i tu także jocena różni się w poważnym stopniu w zależności od obserwatora.

Astronomowie z Obserwatorium Lowella uważają, że temperatura dla strefy odpowiadającej warstwie chmur kształtuje się od +55° do +66°C, natomiast ci z Mount Wilson przypisują jej temperaturę niższą, +32°C; udo­wodniono jednakże, że pomiary astronomów z Mount Wilson były fałszywe, z pewnością na skutek wadliwości któregoś z filtrów służących do izolowania promienio­

wania planety. Wildt sugeruje +100° do 120°C. W końcu amerykański statek kosmiczny Mariner II, który 14 grud­nia 1962 r. „musnął” Wenus z odległości 34 560 km, zano­tował temperaturę +426°C.

Tak więc, jeśli chodzi o temperaturę nasłonecznionej strony Wenus, na jej temat panuje wstydliwa powścią­gliwość; tym bardziej że na planecie występuje trudny do ujęcia w liczby efekt cieplarniany. Istotnie — jak to za chwilę zobaczymy — planetę otacza atmosfera bogata w dwutlenek węgla, który — podobnie jak okno inspek­towe — przepuszcza promienie świetlne, ale opiera się przechodzeniu niewidzialnego promieniowania cieplnego, emitowanego przez wenusjańską glebę.

Temperatura odwrotnej strony, która przez czas dłuż­szy lub stale znajduje się w ciemności, będzie — rozumie się — dużo niższa, około —20°C.

Powierzchnia Wenus. O ile wiemy już z grubsza coś niecoś o wyglądzie powierzchni głównych planet naszego Układu — o tyle Wenus, mimo źe najbliższa sąsiadka Ziemi, okazała się niezwykle niesforna wobec wszelkich najbardziej poprawnych badań.

* Ani na tarczy, ani też na oślepiającym sierpie planety astronom zwykle niczego nie obserwuje. Jeśli się nawet zdarzy, że spostrzeże jakiś szczegół, musi przyznać, że szczegół jest zwiewny, wątpliwy i krótkotrwały.

Niemniej jednak, w wyniku bardzo wielu obserwacji,

można było — sumując razem wszelkie szczegóły zano* towane na rysunkach podczas obserwacji — odtworzyć dosyć pełny obraz planisfery wenusjaóskdej, na której zaznaczają się piamy stacjonarne, rzeczywiście istniejące na glebie planety.

Istotnie, na pierwszy rzut oka wydawało się, że na­rysowane obrazy Wenus nie dają się porównać, jednak po uważnym ich zbadaniu okazało się, że pewne szare obszary (po uwzględnieniu zmian perspektywy wywoła­nych fazą) zawsze, gdy są widoczne, zajmują te same punkty terenu. Jeśli nawet trudno je rozpoznać, to i tak da się znaleźć przynajmniej niektóre z ich konturów; albo też, gdy stają się niewidoczne, stwierdza się, że na ich miejscu występują białawe, mniej lub bardziej roz- różnialne obszary.

Kilka, niestety, bardzo rzadkich zdjęć tych zamglonych szarzyzn, wykazuje pewne podobieństwo do rysunków zbiorczych.

Czyżby miały one przedstawiać rozmieszczenie konty­nentów i oceanów Wenus, tak jak na Ziemi?

Czy też są to konfiguracje, analogiczne do konfigura­cji Księżyca, widzianych poprzez grubą i mglistą warstwę atmosfery? Trudno w chwili obecnej wypowiedzieć się na ten itemat.

W każdym razie na terenie Wenus powinny być jakieś znaczniejsze wzniesienia, jeśli sądzić o tym na podstawie pewnych widzialnych osobliwości, takich jak wielkie, bar­dzo białe obszary, położone w okolicy bieguna południo­wego.

Atmosfera Wenus. Problem życia. Wenus ma grubą warstwę atmosfery. Przekonują o tym następujące fakty:

Gdy planeta przesuwa się przed tarczą słoneczną, ob­serwuje się na brzegu planety powstawanie świecącego pierścienia dyfuzji światła. Bezsprzecznie zjawisko to wy­wołane jest refrakcją promieni słonecznych wewnątrz stosunkowo gęstej atmosfery. Niestety, przejścia takie zdarzają się nader rzadko — raz na 117 lub 120 lat,

i wtedy mogą się zdarzyć dwukrotnie — w odstępie 8 lat. Ostatnie miały miejsce w grudniu 1874 i 1882 r. Następne przewidziano na lipiec 2004 i 2012 r.

Ponadto w czasie faz Wenus, w szczególności zaś pod­czas dolnego złączenia (koniunkcji) planety, widać jak rogi sierpa Wenus przedłużają się do pierścienia okrą­żającego niewidoczną tarczę. Zjawisko to przypisuje się ' istnieniu szerokiej mrocznej strefy, otaczającej półkulę oświetloną. Przypuszczalnie atmosfera Wenus zawiera do­chodzącą do znacznych wysokości zawiesinę białego, roz­proszonego pyłu, która przy silnym naświetleniu muska­jących ją promieni świetlnych staje się przenikalna, na­tomiast w tym samym czasie powierzchnia planety nie otrzymuje żadnego bezpośredniego oświetlenia.

Zwróćmy uwagę, że na zdjęciach zrobionych przez E: S. Sliphera i Edsona widoczne są lokalne intensyfi­kację tego mrocznego pierścienia, co prawdopodobnie odpowiada chmurom rozmieszczonym na różnych pozio­mach.

Chmury te zresztą sfotografowali w świetle nadfioleto­wym Wright i Ross. Badając kolejne ujęcia widzimy, źe

chmury te szybko deformują się. Wygląd ich zmienia! się z dnia na dzień.

Wreszcie albedo planety; A. Danjon oszacował je na 0,73, jest więc o wiele większe niż w przypadku Ziemi, posiadającej wszak gęstą i dosyć zachmurzoną atmosferę.

Badania spektroskopowe atmosfery wenusjańskiej do­wodzą, że zawiera ona w dosyć dużych proporcjach dwu­tlenek węgla; ok. 160 razy więcej niż atmosfera ziemska.

Ciekawe i trudne do wytłumaczenia są wykryte przez Kuipera w 1950 r. duże i szybko przebiegające zmiany ilości dwutlenku węgla, niekiedy w związku ze zmianą fazy. Być może wywołują je ogromne przemieszczenia całej atmosfery?

W atmosferze Wenus nie wykryto ani tlenu, ani pary wodnej; ale mogło się i tak zdarzyć, że — mimo iż sub­stancje te istnieją — nie są jednak wykrywalne za po­mocą spektroskopu. Wydaje się to niemal pewne, jeśli chodzi o występowanie pary wodnej.

Istotnie, jednorodnie biały wygląd tarczy Wenus koja­rzy się z morzem chmur, które często obserwujemy w gó­rach lub z samolotu. Nasuwa to myśl, że taka warstwa chmur mogłaby zakrywać prawie całą powierzchnię pla­nety. Warstwę tę według Lyota, tworzyłyby bądź to kro­pelki wody o średnicy ok. 2 mikronów, bądź też cząstki lodu o bardzo niskiej temperaturze. Krzywa polaryzacji Wenus przypomina krzywą wyznaczoną w warunkach la­boratoryjnych z pomiaru polaryzacji światła rozproszo-. nego przez mgłę, utworzoną z nadzwyczaj drobnych kro­pelek wody lub z małych kryształów lodu. Ponadto — jak się zdaje — na ustalenie obecności pary wodnej wokół Wenus pozwalają obserwacje teleskopowe z pokładu ba­lonu na wysokości 26 750 m, które przeprowadził w listo­padzie 1959 r. Amerykanin, Charles B. Moore.

Nowsze pomiary wykazały, że rozkład polaryzacji świa­tła na powierzchni tarczy planety nie jest jednorodny i że w tym względzie zachodzą interesujące wahania. Między brzegiem plamety ' a linią rozdzielającą część oświetloną

i ciemną (tzw. terminatorem) oraz między rogami sierpa a środkiem tarczy pojawiają się i nikmą plamy o polary­zacji odbiegającej od normy; zjawisko to powtarza się.

Zarówno zdjęcia chmur w świetle nadfioletowym, jak

1 fluktuacje zawartości dwutlenku węgla wykryte za po­mocą spektroskopu skłaniają do przyjęcia, ze atmosfera Wenus znajduje się w nieustannym ruchu. Gwałtowne huragany powinny ciągle dewastować powierzchnię pla­nety.

W atmosferze Wenus nie wykryto ani argonu, ani helu ani też wodoru, prawdopodobnie jednak pierwiastki te występują tam w małych ilościach.

Jakież wnioski stąd wynikają, jeśli chodzi o zagadnie­nie życia na Wenus?

Gdyby rzeczywiście temperatura panująca na Wenus była tak wysoka, jak to wynika z pomiarów Marinera III, istnienie tam życia byłoby niemożliwością. Trudno jed­nak ten pomiar pojazdu NASA (Agencja Badań Kosmicz­nych Stanów Zjednoczonych) uważać za ostateczny.

Z drugiej strony, jeśli brać pod uwagę zakresy tempe­ratur ustalone przedtem przez astronomów oraz obecność atmosfery zawierającej dwutlenek węgla — warunki te powinny sprzyjać istnieniu niższych form życia roślin­nego, reprezentowanych przez bakterie, pleśnie, grzyby, glony, porosty .i mchy. Rośliny te mogą bowiem żyć w atmosferze pozbawionej wolnego tlenu. Fakt ten pod­kreśliliśmy już w rozdziale poprzednim; wrócimy do tej sprawy przy omawianiu następnej planety.

Obecność na Wenus zwierząt wydaje się bardziej pro­blematyczna. Jeśli atmosfera planety rzeczywiście nie zawiera tlenu, życie zwierzęce nie mogło się dotąd poja­wić. Można jednak przypuszczać, że w dalekiej przyszło­ści — może za kilka tysięcy wieków — rośliny Wenus wytworzą wystarczającą ilość tlenu, pozwalającą na po­wstanie, utrwalenie się i rozwój życia zwierząt; natural­nie, jeśli temperatura planety nie jest zbyt wysoka.

5

O życiu na Marsie

Czapki polarne i ciemne obwódki. Mars oglądany przez teleskop wygląda jak okrągła tarcza, nieco spłasz­czona w okolicy biegunów. Już za pomocą instrumentów

0 średniej mocy (np, lunety o średnicy 110, a nawet 95 mm) łatwo odróżnia się dwie czapki polarne, północną

1 południową, które swą białością kontrastują z cegla- stoczerwoną barwą reszty planety. Nie zawsze wszakże obie są widoczne równocześnie, z powodu pozornego wa­hania osi planety pochylającego je kolejno ku Ziemi

Najłatwiej daje się obserwować czapkę bieguna po­łudniowego, jest więc ona najlepiej poznana. Podczas opozycji w peryhelium Mars znajduje się najbliżej Ziemi w odległości od 55 do 60 min km, wówczas to południowa półkula planety wychyla się ku Ziemi. Natomiast dobre warunki obserwacji bieguna północnego występują przy prawie dwukrotnie większej odległości planety od Ziemi, w momencie opozycji w aphelium.

Obie czapki polarne zachowują się prawie tak samo, jak czapki lodów polarnych Ziemi. Obserwując półkule Marsa przy końcu marsjańskiej zimy widzi się, jak czapka polarna, początkowo bardzo rozległa (pokrywa ona wtedy 10 min km*), zaczyna się zmniejszać na wiosnę i latem najpierw powoli, a później coraz szybciej; wreszcie roz­pada się na części, a w końcu znika prawie zupełnie,

i kryje się oała — przede wszystkim pod koniec lata — pod białymi zasłonami, przypominającymi nasze cirrusy.

Następnie jesienlą i zimą czapka tworzy się z powrotem, a cały cykl zaczyna się od nowa. Zjawisko to jest już poznane na tyle, że można ułożyć kalendarz kolejnych jego objawów, występujących regularnie podczas roku marsjańskiego liczącego 670 dni tamtejszych, co równa się 687 naszym dobom.

Przebieg taki o rytmie narzucanym cyklicznością pór roku od razu nasunął pierwszym obserwatorom Marsa myśl szukania podobieństwa czapek polarnych planety z czapkami lodowymi otaczającymi bieguny ziemskie; trzeba jednak zaznaczyć, że analogia obu tych formacji nie jest zupełna.

Rzeczywiście, każdego lata na Ziemi zachodzi przesu­nięcie konturów ławic lodowych, ale zasięg polarnych obszarów lodowych jak lądolody Grenlandii, nie bardzo się przy tym zmniejsza.

W przypadku Marsa jest zupełnie inaczej. Tu cofnięcie się białych obszarów wokółbiegunowych jest znacznie większe, do tego stopnia, że czasami — jak już mówi­liśmy — to co z nich pozostaje przy końcu marsjańskiego lata, ma tak małe rozmiary, że jest nieuchwytne dla ziemskiego obserwatora.

Inną znamienną cechą polarnych czapek Marsa jest ciemna obwódka okalająca ich brzegi i cofająca się wraz z nimi.

Rozbieżności w interpretowaniu tego szczegółu utrzy­mywały się dość długo: niektórzy astronomowie uważali obwódkę za efekt kontrastu z jasną powierzchnią czapki; inni natomiast twierdzili, że jest to realne zjawisko wy­stępujące na powierzchni planety. Z prac Kuipera, Four- niera, G. de Vaucoleursa i Dollfusa wynika, że jeśli na­wet rzeczywiście niekiedy ciemna obwódka daje wraże­nie kontrastu, to jej realność fizyczna nie jest przez to wcale mniej pewna. Rzeczywiście, obwódka wykazuje często niejednakową intensywność wobec obszarów świa­tła jednorodnego: jest ona na ogół ciemniejsza na brzegu słabiej świecących obszarów czapki i wreszcie przemiesz­czanie się obwódki nie ustaje na tle barwnym, w szcze­gólności na połaciach zabarwionych na czerwono, nawet kiedy niektóre partie podbiegunowej białości znikają.

m

Nieco dalej zobaczymy, w jaki sposób można to wytłu­maczyć. Z czego jednak składają się czapki polarne? Na temat ten wypowiadano najrozmaitsze opinie. Jedni auto­rzy utrzymują, że składają się one z zestalonego * dwu­tlenku węgla, ale tej hipotezie przeczy obserwacja. Tem­peratura czapki południowej wynosi —70°C zimą i od —15°C do 0°C latem, jak to wynika z obserwacji Co- blenza, Lamplanda i Menzela, ale przy tej temperaturze 1 przy niskim ciśnieniu (ok. 0,26 mm Hg) dwutlenek wę­gla obecny w atmosferze marsjańskiej nie może wystę­pować ani w stanie płynnym, a tym bardziej w stanie stałym; może on występować tylko w stanie gazowym.

Na podstawie obserwacji fotometrycznych, spektrogra- ficznych i polarymetrycznych przypuszczać można, że czapki polarne najprawdopodobniej składają się z war­stwy szronu lub śniegu, zalegającego na cienkiej war­stwie lodu. Grubość tej warstwy wody w stanie stałym, jak się przypuszcza, nie przekracza kilku centymetrów i maleje od środka czapki ku jej brzegom. Za tym, że grubość ta jest mała, przemawiają także — jak się wy­daje — okoliczności towarzyszące topnieniu czapek; ma­my tu bowiem do czynienia nie tylko z cofaniem się brze­gów, ale również z szybkim znikaniem wielkich białych połaci, co zdaje się odpowiadać zjawisku sublimacji cien­kich warstw zestalonej wody.

Obszary jasne i ciemne. Poza czapkami polarnymi ob­serwuje się na planecie dwa główne typy plam: obszary jasne, czyli „lądowe”, i obszary ciemne, czyli „morskie”.

Pierwsze zajmują w przybliżeniu 3/5 powierzchni Marsa. Są to różowe, pomarańczowe i czerwonawe płaty, w szcze­gółach wykazujące — według Antoniadiego, „specjalisty” od Marsa — znaczną rozmaitość odcieni. Rzeźba ich jest słabo urozmaicona, ponieważ zniekształcenia obserwo­wane (przy terminatorze), nigdy nie wykazały istnienia znaczniejszych gór, w żadnym razie wzniesienia nie po­winny przekraczać 2000—3000 m.

i,

Obszary lądowe — są to najprawdopodobniej potężne strefy pustynne, pokryte piaskiem ochrowym z krze­mionki lub z krzemianów zabarwionych tlenkami żelaza. Istotnie, albedo tych obszarów równe około 0,15 jest cał­kowicie porównywalne z albedem piaskowców pustyń ziemskich; zaś krzywa polaryzacji — jak wykazuje Lyot — podobna jest do odpowiedniej krzywej dla po­piołów wulkanicznych; wreszcie, według obserwacji ra­diometrycznych Coblentza, także widmo emisji w pod­czerwieni jest takie samo jak dla krzemianów. Jednakże, Kuiper przypuszcza, że pustynie marsjańskie powstały ze skał wulkanicznych, nieżelazistych, podobnych do ziemskich dwukrzemianów glinu i magnezu, nazywanych petrosileksami. Ale przecież spostrzeżenie to nie koniecz­nie musi przeczyć hipotezie piasków żelazistych, ponie­waż może być i tak, że pustynie marsjańskie jednocześnie zawierają zarówno piaski ochrowe, jak i petrosileksowe, albo też że pewne obszary są nader bogate bądź to w jedne, bądź też w drugie z tych skał. „Lądy” Marsa — to obszary jasne; „morza” zaś — to ciemne równiny o za­barwieniu szarym, przeważ/nie zielonkawym lub nie­bieskawym. „Morza” pokrywają ok. 3/8 powierzchni pla­nety, przede wszystkim na półkuli południowej oraz w strefie równikowej, gdzie często kończą się bardzo ostro.

Początkowo uważano je za wielkie zbiorniki wody, stąd też ich nazwa, później jednak stwierdzono, że pola­ryzacja tych obszarów nie odpowiada polaryzacji wody; nie są więc one utworzone z tej'cieczy.

„Morza” wykazują zmiany przypadkowe i sezonowe. Do pierwszych można zaliczyć: zmiany obserwowane w okolicy Lacus Solis, Mare Cimmerium i Nilosyrtis, takie jak pojawienie się w 1941 r. wielkiego, rozległego jeziora w Amazonis; potem w 1956 r. głębokie i inte­resujące zmiany okolicy Thaumasia, Pandorae Fretum i ciemnego pasma Hellespontica itd. Przyczyna tych przeobrażeń nie jest jeszcze poznana.

Dużo ważniejsze zmiany sezonowe — to przede wszyst­kim zmiany rozmiarów i zabarwienia. Modyfikacje roz­miarów polegają głównie na rozszerzeniu się, a później cofaniu pewnych plam ciemnych (Syrtis Major, Pandorae, Argyre I itd.). Zmiany barw polegają na przechodzeniu barw szaroniebieskich i szarozielonych w tonacje ciem­niejsze o zabarwieniu: brązowym, kasztanowym, fioleto­wym, a nawet karminowym.

Hellad

Noactiii

Charakterystyczną cechą tych modyfikacji jest to, że są one podporządkowane cyklowi sezonowemu czapek po­larnych. Najpierw z poc2gtkiem wiosny pociemnienia po­jawiają się w okolicach bieguna, stopniowo rozchodzą się we wszystkich kierunkach, tak że w końcu na wiosnę i latem efekty ich dostrzegalne są na całej planecie.

Z końcem zimy na półkuli południowej pojawia się więc najpierw pociemnienie wokół południowego kręgu polarnego, do —60° szerokości, i przemieszcza się w kie­runku równika; osiąga tę linię, przekracza ją i dochodzi przed końcem wiosny do szerokości 40°. Prędkość roz­chodzenia się tej ciemnej „fali” wynosi ok. 45 km na dobę (czyli 0,5 m/sek.).

Co więcej — prócz tego pociemnienia ogólnego, po­wstaje inne, bardziej zlokalizowane. Zaczyna się. ono z kolei od czapki polarnej niemalże równoznacznie z falą sezonową, przesuwa się jednak wolniej — z prędkością ok. 20 km ria dobę, czyli 0,2 m/sek. Na przykład, w oko- • licy Hellespontus pociemnienie takie było obserwowane wyraźnie przy każdej opozycji planety. Gdy zima ma się ku końcowi, widać tu najpierw jak na skraju południo­wej czapki polarnej tworzy się bardzo ciemna plama, potem plama ta rozlewa się ku równikowi w postaci sto­pniowo przejaśniającej się, długiej smugi. Z chwilą osiąg­nięcia strefy tropikalnej, w połowie wiosny, smuga za­trzymuje się, ale się zaczyna zwężać i rozciąga się wów­czas wzdłuż zachodniego brzegu dużej, jasnej „wyspy” Hellas.

Większość pierwszych obserwatorów Marsa, aby wy­tłumaczyć te sezonowe zmiany rozmiarów i zabarwienia, od razu przyjęła, że ciemne obszary planety — to strefy wegetacji; ale koncepcja ta wnet natknęła się na ogromne trudności. Okazało się, że obserwowane zmiany barw nie odpowiadają temu, co się dzieje podczas rytmu pór roku na Ziemi. Na naszym globie roślinność stroi się na wio­snę w zieleń, jesienią zaś — w czerwień lub brąz, a na Marsie zachodzi niemal coś przeciwnego. Prócz tego wę­drówka domniemanej roślinności marsjańskiej nie po­dobna jest do tego, co można zaobserwować na Ziemi. Na naszym globie rozwój sezonowy roślinności postę­

puje od równika ku biegunowi, na Marsie zaś obserwo­wane zmiany mają przebieg odwrotny. Wreszcie, jak wia­domo, wysoka zdolność odbijania światła przez nasze pełne zieleni krajobrazy wywołuje w bliskiej podczer­wieni charakterystyczny efekt śniegu (efekt Wooda); otóż na Marsie niczego podobnego nie obserwuje się; przeciw­nie — ciemne plamy Marsa są na fotografiach w pod­czerwieni jeszcze ciemniejsze.

Wobec tych sprzeczności niektórzy teoretycy próbują wyjaśnić obserwowane zmiany jako powodowane czyn­nikami fizyko-chemicznymi lub meteorologicznymi.

Nie tak dawno Arrhenius powiązał je ze zmianami stanu fizycznego składników mineralnych, to jest ze zmianami wywołanymi przez ciepło, wilgoć i usiarcze- nie. „Wilgoć — powiada Arrhenius — pochodząca ze stopienia śniegów polarnych rozlewa się po wszystkich depresjach i po liniach uskoków skorupy planety, powo­dując zmianę zabarwienia i widoczności określonych stref. Z nadejściem suszy w lecie strefy te pokrywa czerwony pył naniesiony przez wiatr z płaskowzgórzy; znaczna część szczegółów staje się niewidoczna. Wszystko to z każdym rokiem zaczyna się od nowa”.

Ze swej strony francuski fizyk Dauvillier, w stosun­kowo niedąwnej pracy interpretował zmiany marsjań- skie w analogiczny sposób. Przypuszcza on, „że morza wysychając w zimie, pokrywają się wykwitami solnymi tak, że prawdopodobnie w jamach, którymi są morza, od­kładają się halogenki zasadowe. Te, z natury przejrzyste wykwity, barwią się niebieskozielonkawo pod wpływem słonecznego napromienienia nadfioletowego, a latem od­barwiają się w wyniku naturalnej dla nich higroskopij- ności pochłaniając parę wodną pochodzącą z pobliskiej czapki polarnej, dzięki czemu zaczyna przeświecać przez nie ciemniejsze, brązowawe zabarwienie podłoża”.

Jako dowód tej interpretacji, prof. Dauviller podkreśla fakt następujący:

„Od dawna dobrze znane są zabarwienia, jakie przyj­mują halogenki zasadowe pod działaniem promieni kato­dowych, promieni X i promieni nadfioletowych. Badało je wielu autorów. Przez atmosferę rozrzedzonego azotu

mogą przenikać promienie nadfioletowe Słońca, nawet

o długości fali do 1450 A. To tzw. promieniowanie Shu- manna jest niezwykle aktywne. Omawianą hipotezę zdają się potwierdzać doświadczenia G. Dejardina, w których sól morską zawartą w rurze próżniowej poddawano dzia­łaniu promieni wyładowania elektrycznego, zachodzącego w rozrzedzonym azocie. Przy ciśnieniu 1 mm Hg, rura wykazywała widmo czynnego azotu, a po 50 godz. sól stawała się ciemnoniebieska, w wyniku uwalniania się sodu atomowego”.

Wreszcie, dr Mc Laughlin (w amerykańskim czasopi­śmie astronomicznym „Sky and Telescope”, tom XIII, nr 11) wyraża pogląd, że ciemne plamy na Marsie mogą być wywołane nagromadzonymi popiołami wulkaniczny­mi, pochodzącymi z czynnych wulkanów, położonych na szczycie plam. Potężne wichry planety mogłyby nanosić te popioły na różne obszary, które pod ich war­stwą ciemniałyby. Zielona barwa mogłaby powstać wsku­tek reakcji kwasu węglowego oraz minerałów żelazo- magnezowych, w której wytwarzają się chloryty i epidot, zabarwione zielono.

W rzeczywistości jednak, jak to wykazało wielu obser­watorów, hipotezy odwołujące się do zmian stanu higro- skopijnych soli mineralnych — i które, trzeba to otwar­cie stwierdzić, zostały raczej wysunięte przez fizyków, a nie przez astronomów — nie dają się utrzymać: nie zgadzają się bowiem ze szczegółami obserwacji. To samo dotyczy hipotezy wulkanicznej i towarzyszącego jej praw­dopodobnego działania chemicznego dwutlenku węgla. Może nawet i są wulkany na Marsie, ale słaba strona tej hipotezy polega na tym, że każe przyjąć, iż pocho­dzące z tych wulkanów popioły i pyły odkładają się pod działaniem wiatrów stale w tym samym miejscu.

Nie trzeba zresztą uciekać się do tych hipotez, ponie­waż główne obiekcje przeciw marsjańskiemu życiu ro­ślinnemu, które wysunęliśmy, dadzą się obalić.

Najpierw tedy, przyjmując istnienie roślinności na Mar­sie, znajdziemy następujące podane przez Vaucouleursa wyjaśnienie dziwnego jej zachowania się i wędrówki: roślinność ta przesuwa lię w ślad za dyfuzją w atmo­

sferze pary wodnej, powstającej z topnienia śniegów i przemieszczającej się od biegunów w stronę równika, natomiast niektóre ze zjawisk zachodzących w strefach podbiegunowych i umiarkowanych mogą być związane z przemieszczaniem się życia po glebie. Zresztą przyjmu­jąc hipotezę roślinności marsjańskiej można też obserwo­wane efekty zinterpretować jako skutek heterogeniczności jej gatunków.

Ponadto brak efektu Wooda łatwo wytłumaczyć dzięki poniższym stwierdzeniom. Jak wykazali Jean Lecomte, oraz rosyjski astrobotanik Tichow, większość roślin od­bija podczerwień bardzo słabo, albo nawet wcale. Tak jest właśnie w przypadku glonów, mchów, porostów i grzybów. Przypuszczalnie więc to nie chlorofil, jako taki, odbija promieniowanie podczerwone, lecz luki w tkance chlorofilowej, wypełnione powietrzem. Zielone liście w próżni i w dostatecznie rozrzedzonej atmosferze istotnie w bardzo słabym stopniu odbijają rzeczone pro­mieniowanie: wtedy to luki pozbawione są gazu. Jeśli teraz weźmiemy pod uwagę, że ciśnienie atmosferyczne na Marsie jest bardzo niskie, o czym przekonamy się nieco dalej, to stanie się zrozumiałe, dlaczego hipoteza istnienia wegetacji roślinnej na Marsie nie kłóci się z tym, że rośliny te nie odbijają promieni podczerwonych.

Prócz tego Tichow wraz z uczniami ustalił, że własności spektralne światła odbijanego przez rośliny zależą dla danego gatunku z jednej strony od temperatury, a tym samym od pory roku, z drugiej zaś — od warunków kli­matycznych, w których roślina wyrasta. Niebieska jodła kanadyjska, np. w normalnych warunkach pochłania pro­mieniowania odpowiadające liniom chlorofilu. Ale jeśli zasieje się ją w bardzo surowym klimacie, zaczyna po­chłaniać jednocześnie promienie czerwone, żółte i zie­lone. W ten sam sposób reaguje na suszę. Zatem przy założeniu istnienia roślinności marsjańskiej zarówno brak linii chlorofilu w liniach spektralnych Marsa, jak 1 nie­bieskawy odcień obszarów ciemnych wywodziłyby się z surowości klimatu tudzież z przystosowania się roślin do trudnych warunków.

Jak wskazuje badanie polaryzacji i widma ciemnych

plam Marsa, roślinności tej nie mogą tworzyć ani rośliny skrytopłciowe (paprocie, skrzypy i widłaki), ani jawno- płciowe (rośliny kwitnące), ale prawdopodobnie stanowią ją mchy, glony, grzyby i porosty.

Niezależnie od tego w 1958 r. amerykański astronom Sinton, posługując się olbrzymim teleskopem obserwa­torium Mount Palomar, dzięki któremu mógł on otrzy­mać 32 spektrogramy ciemnych obszarów Marsa, wyka­zał, że roślinność ta składa się z substancji organicznych, bardzo zbliżonych do naszych, oraz że prawdopodobnie zawiera substancje cukrowe.

Atmosfera Marsa. Z tego co przed chwilą powiedzie­liśmy wynika, że planeta Mars przejawia pewne analogie do Ziemi. Ale czy obejmują one także atmosferę i klimat?

Atmosfera marsjańska przejawia się bardzo słabo, do tego stopnia, że powątpiewano nawet w jej realność. I dzisiaj hipoteza ta powraca — na tyle więc poważne były jej przesłanki. Albedo planety jest umiarkowane, a gdyby na Marsie istniały chmury, albedo byłoby wyż­sze. Skądinąd, przy zakryciu gwiazdy tarczą Marsa, gwiazda znika raptownie, co nie występuje w przypadku planet o znaczniejszej atmosferze; wreszcie, według teorii kinetycznej gazów, niewielka masa planety nie sprzyja również istnieniu znaczniejszej warstwy atmosfery.

A jednak istnienie atmosfery marsjańskiej nie ulega wątpliwości, dlatego że bardzo często gęste chmury prze­słaniają leżące pod nimi szczegóły planety. Co więcej, gdy Mars uwypukla się, to jest wtedy, gdy przez zajęcie po­zycji na wprost Słońca i na wprost Księżyca traci wy­gląd pełnej tarczy, widać jak chmury te odrywają się na linii rozdziału jasności i ciemności. Nieco dalej powie­my, jaki jest dokładnie ich wygląd oraz prawdopodobna natura.

Skład chemiczny atmosfery Marsa można badać za po­mocą metod pośrednich, bardziej teoretycznych niż do- ~ świadczalnych, oraz za pomocą spektrografii.

Z kinetycznej teorii gazów wynika przede wszystkim, że w atmosferze marsjańskiej nie powinny znajdować się gazy lekkie, takie jak wodór czy hel. Średnia bowiem prędkość ich ruchu cząsteczkowego pozwala im wymknąć

się z pola działania stosunkowo słabego przyciągania planety. Ale z tego punktu widzenia atmosfera Marsa z powodzeniem może zawierać dwutlenek węgla, argon, azot, a nawet parę wodną.

Z drugiej strony należy wyłączyć gazy szczególnie czyn­ne chemicznie. Gdyby nawet w pewnym okresie rozwoju planety mogły one istnieć w stanie wolnym, musiałyby połączyć się z materiałami powierzchni. Tak właśnie jest w przypadku chlorowców (fluor, chlor, torom), niektórych bezwodników gazowych (bezwodniki azotowe i azotawe, bezwodnik siarkowy itd.), a być może także ozonu.

Analiza widmowa — najbardziej bezpośrednie narzę­dzie badań tego typu — początkowo, zdaniem astrono­mów, (prowadziła do bardzo różnych wyników, niekiedy wręcz sprzecznych. Rzecz w tym, że z uwagi na nikłą grubość badanej atmosfery, wyniki obliczeń teoretycz­nych maja ten sam rząd wielkości, co błędy doświad­czalne. Na przykład, widmo Marsa wyraźnie wykazuje linie tlenu, a to dlatego, że światło jego dochodzi do nas przez naszą atmosferę; powstaje jednak pytanie, czy linie te pozostałyby także, ma się rozumieć jako znacznie słabsze, gdyby nie było atmosfery ziemskiej, albo inaczej, czy linie atmosfery ziemskiej wzmacniane są działaniem atmosfery marsjańskiej?

Najprostsza metoda rozstrzygnięcia problemu — to po­równanie widm Marsa i jakiegoś innego ciała niebie­skiego, o którym wiemy, że tlenu tam na pewno nie ma. Oba ciała musiałyby przy tym mieć to samo wzniesienie nad linią horyzontu, aby grubość warstwy powietrza, przez którą dochodzi światło, była w obu przypadkach jednakowa. Najbardziej do porównania nadaje się tu Księżyc. Gdyby atmosfera Marsa zawierała tlen, linie tlenu musiałyby być w widmie Marsa znacznie wyraź­niejsze. Można zastosować też inne postępowanie, oparte na zjawisku Dopplera. Chodzi tu o składową radialną prędkości, wynikającą z ruchu względnego Marsa i Ziemi, która nie wpływając na telluryczne linie widma, przesuwa jednak nieco linie powstałe w atmosferze Marsa i od­chyla (bardzo słabo zresztą) z normalnego położenia linie powstałe przez nałożenie się obu rodzajów pochłaniania.

Obie metody stosowane łącznie przywiodły do nastę­pujących wyników:

Kuiper wykrył w atmosferze marsjańskiej dwutlenek węgla za pomocą spektrometru fotoelektrycznego, wypo­sażonego w bardzo czułą fotokomórkę z siarczku ołowiu. Bardzo wyraźne pasmo absorpcji podczerwieni świadczy i o tym, że koncentracja gazu jest mniejsza niż na Wenus, i że jest go dwukrotnie więcej niż na Ziemi. Ponieważ znacznie słabsze pasmo, pozwalające .lepiej sprecyzować proporcję dwutlenku węgla, daje cząsteczka przy długości fali 7820 A, przeto liczne widma z tego właśnie pasma częstości pobrano w 1950 r. podczas opozycji Marsa. W widmach tych jednak szukanego pasma nie znaleziono.

Jeśli chodzi o tlen, to pomimo potężnych instrumentów, którymi posługiwali się Adams i Duham w obserwato­rium Mount Wilson, a które w 1956 r. stosowane były w licznych obserwatoriach astronomicznych, nie dało się wykryć żadnych charakterystycznych śladów tego gazu. Wniosek obserwatorów formalnie brzmi: „W atmosferze Marsa nie ma ani setnej, ani nawet tysiącznej części tej ilości tlenu, która występuje w atmosferze ziemskiej”.

Podsunięto zatem myśl, że tlen marsjański może być związany z glebą, prawdopodobnie w wyniku stopnio­wego przekształcania się na ozon pod działaniem promieni nadfioletowych. Koncepcja taka dobrze zgadzałaby się z hipotezą pustyń ochrowych, bogatych w tlenki żelaza.

Bardzo też trudno dowieść obecności pary wodnej. Jak wykazali bowiem Adams i Duham „linie widma Marsa nie powinny osiągać 5°/o natężenia linii ziemskich”. Ze swej strony dr Kiess i dr Corliss nie potrafili wykryć pary wodnej w atmosferze Marsa na podstawie obserwa­cji przeprowadzonych w 1956 r. na Hawajach za pomocą dużego spektroskopu na wysokości 3450 m, w celu zmniej­szenia pochłaniania przez składniki atmosfery ziemskiej. „A przecież — jak podkreślają — gdyby nawet zawartość pary wodnej w atmosferze Marsa (zakładając, że spo­czywa ona na glebie jako warstwa cieczy) przekraczała tylko 0,08 mm grubości — już w widmach pokazałyby się dające się wykryć pasma”. Natomiast w innym eks­perymencie, przeprowadzonym w 1963 r. za pomocą ba-

■■■■■i

łonu wyniesionego na wysokość 25 km dr Weaver stwier­dził, iż zawartość wody w atmosferze Marsa wynosi prawdopodobnie 1%.

Szukano, ale rówindeż bez skutku, i innych gazów, jak ozonu, dwutlenku siarki, podtlenku azotu, amoniaku, me­tanu, etylenu i etanu. Jeśli więc gazy te istnieją nawet w atmosferze Marsa, to procentowy ich udział jest zni­komy.

Ostatecznie więc atmosfera Marsa powinna zasadniczo zawierać gazy niewykrywalne za pomocą spektroskopu, gazy niezbyt aktywne z chemicznego punktu widzenia oraz gazy o dość wysokim ciężarze cząsteczkowym. Jest ona zatem prawdopodobnie utworzona z azotu z dodat­kiem niektórych gazów rzadkich (argon, krypton i in.) oraz z niewielkiej ilości dwutlenku węgla. Tlen, o ile występuje, to tylko w stanie śladów. Również para wodna może się tam znajdować jedynie w mizernej proporcji.

Biorąc rzecz ilościowo, to zarówno na podstawie kine­tycznej teorii gazów, jak z rozważań chemicznych i z ana­lizy spektralnej wynika, że skład chemiczny atmosfery przedstawiałby się w przybliżeniu następująco: 98% azo­tu, 1,5% dwutlenku węgla i 0,5% argonu oraz innych ga­zów rzadkich.

Budowa atmosféry Marsa, któąą się teraz zajmiemy, jest — jak się wydaje — poznana lepiej, niż jej skład. Badanie za pomocą barwnych filtrów, wykazało oprócz białych chmur w okolicach biegunów, także istnienie trzech głównych kategorii tych utworów. Są to poczy­nając od powierzchni planety w miarę zwiększania się wysokości: chmury żółte, warstwa „fioletowa” oraz chmu­ry niebieskie. Być może, że przez analogię do tego, co wiemy o atmosferze ziemskiej, istnieje także jonosfera. Zauważmy, że zdaniem niektórych astronomów warstwa fioletowa wędruje za chmurami niebieskimi, w istocie jednak obie można interpretować jako warstwy różnych wysokości.

Chmury żółte,^-które nawet bez filtrów mają tę barwę, widoczne są także przez filtry czerwone, znikają jednak przy świetle fioletowym. Wędrują na wysokości ok. 5 km.

Są to prawdopodobnie ławice pyłów podnoszone z pu- É

n

styń przez wiatr i poruszające się początkowo z ogromną prędkością — rzędu 100 km/godz., która* potem zmniejsza się do prędkości umiarkowanej i spada do 10 km/go iz. Niekiedy występują całymi tygodniami i mogą pokryć prawie całą planetę. Tak właśnie było od 20 sierpnia aż 116

do października 1956 r. W tym okresie wszyscy obser­watorzy Marsa zauważyli ogólną bladość konfiguracji glebowych oraz znikniecie pewnych formacji, jak Mare Sirenum.

Warstwa „fioletowa”, dlatego tak nazwana, że ukazuje się na płytkach fotograficznych w świetle fioletowym lub nadfioletowym, znajduje się na wysokości od 10 do 20 km. Skład jej jest — jak dotąd — niejasny. Wydaje się jakby była utworzona z cząstek, którymi według Hessa są czą­stki zestalonego dwutlenku węgla. Zdolność absorpcyjna tej warstwy jest wyższa dla fal małej długości.

Chmury niebieskie, o barwie dostrzegalnej wzrokowo, wyraźnie dają się odróżnić w świetle fioletowym i zni­kają w świetle czerwonym. Rozpościerają się na dużej . wysokości, blisko 30 km. Są one prawdopodobnie utwo­rzone z mikroskopijnych kryształków bądź to lodu, bądź, jak mniema Hess, zestalonego dwutlenku węgla.

Wreszcie na granicy atmosfery marsjańskiej, to jest na wysokości 70 do 100 km, z powodzeniem może istnieć io­nosfera, powstała z dysocjacji fotochemicznej azotu i dwu­tlenku węgla.

Kilku astronomów próbowało oszacować ciśnienie atmo­sfery Marsa. W tym celu stosowali różne metody, które tylko wyliczymy, ponieważ omawianie ich szczegółowe wykracza poza ramy przedmiotu. Są to: metoda śred­niego albeda, metoda polarymetryczna, metoda chmur konwekcyjnych, zjawiska refrakcji obserwowane przy za­kryciu przez planetę gwiazd, łuk mroczny. Rozmaitość stosowanych metod była prawdopodobnie przyczyną tego, źe otrzymane liczby różnią się dosyć znacznie. Ciśnienie tuż przy powierzchni wynosiło, w centymetrach słupa rtęci: według Menzela — mniej niż 5 cm; zdaniem Lyo- ta — mniej niż 1,8; według Barabaszewa i Siemieźkina —

3,7 cm; 9 cm zdaniem Szaronowa oraz ok. 7 cm według Vaucouleursa. Biorąc więc średnią tych wyników można rzec, źe ciśnienie atmosferyczne przy powierzchni Marsa powinno mieć ok. 5 cm słupa rtęci, lub inaczej wynosić 1/15 atm, co odpowiadałoby 1—3 wartości ciśnienia panu­jącego na szczycie Himalajów. Wartość ta stanowiłaby górną granicę dla całej planety, choć, być może, granica

n

ta byłaby znacznie wyższa dla ciemnych i niżej położo­nych obszarów.

Klimat Marsa. Zajmijmy się teraz klimatem Marsa. Parę lat temu większość astronomów zgadzała się z po­glądem Arrheniusa, że temperatura Marsa powinna być skrajnie niska, i to niezależnie od obszaru. Praca Pettita i Nichelsona z Mount Wilson oraz Coblentza, Lamplanda i Menzela z Obserwatorium Lowella wyraźnie zmieniły tę opinię.

Astronomowie ci, dołączywszy do potężnych telesko­pów miniaturowe termoelementy, reagujące na milionową część stopnia, stwierdzili, że średnia temperatura Marsa wynosi w przybliżeniu od —20°C do —30°C (dla Ziemi od +10°C do +15°C). Jednakże latem w strefie tropikal­nej temperatura w południe wzrasta i wynosi: dla obsza­rów jasnych od +10°C do +20°C, a dla obszarów ciem­nych od +20°C do +30°C. Aie w nocy, ze względu na panującą suszę i rozrzedzenie atmosfery temperatura wszystkich obszarów w każdej porze roku spada przy­puszczalnie do —60°C. Zimą prawdopodobnie wynosi tyle Jsamo, jak to zresztą już zaznaczaliśmy, jest więc rzędu temperatur podbiegunowych.

Z danych tych wynika, że warunki klimatyczne na Marsie są znacznie surowsze niż na Ziemi. Zmiany do­bowe i sezonowe są tam o wiele wyraźniejsze.

Kanały Marsa. Byłoby zupełnie zrozumiałe, gdybyśmy mając te dane fizyczne i klimatologiczne zajęli się od razu problemem życia na Marsie. Przedtem jednak roz­patrzmy tę tak gorąco niegdyś dyskutowaną sprawę „ka­nałów” Marsa.

W roku 1877 włoski astronom Schiaparelli, sławny już z wybitnych prac o gwiazdach spadających, ogłosił, że udało mu się zaobserwować na Marsie ciemne, delikatne linie proste, przecinające stały ląd w różnych kierunkach. Nie przesądzając bynajmniej ich pochodzenia nazwał je Schiaparelli „kanałami”. Odkrycie należało do rzędu waż­nych, toteż wielu astronomów starało się potwierdzić ich istnienie. W tym celu Flammarion zorganizował w 1882 r. Obserwatorium Juvisy. W kilka lat później, też w tym samym celu, Persival Lowell założył jeden z lepiej wypo- 118

sażonych ośrodków w Flagstaff w Arizonie, znanej z czy­stości nieba. Przyłączyli się do nich inni obserwatorzy jak: Antoniadi, Quenisset, Revard, Pickering itd.

Natychmiast liczba zaobserwowanych kanałów szybko wzrosła. W rysunkach Lowella znalazło się ich ponad czterysta. Nazwano je: Xenius, Oxus, Siris, Douteronilus, Astabora itd. Dokonano również ich pomiarów: szerokość oszacowano na 20 do 30 km, długość niektórych na 3000 km. Zaobserwowano, że kanały zbiegają się w pew­nych punktach wspólnych, w rodzaju rozdroży, które na­zwano jeziorami, bazami lub źródłami: Niliacus Lacus, Ismenius Lacus, Lunae Lacus itp.

Wreszcie w 1882 r. podczas opozycji Marsa Schiaparelli podał do wiadomości, źe niektóre z pojedynczych począt-

kowo kanałów, „rozdwoiły się” tworząc wiązki równo­ległych linii, odległych od siebie o 300 do 600 km.

„Najpierw — piszę Schiaparelli — linia kanału traci swą ostrość, potem następnego dnia widzi się, że po lewej lub po prawej stronie pierwotnej linii, bez jakiejkolwiek zmiany w jej przebiegu lub położeniu, powstaje w odle­głości od 350 do 700 km inna linia, równoległa do pierw­szej i o tej samej wielkości. Niekiedy równoległość jest zadziwiająco dokładna”.

Stwierdził on także, że rozdwojenie odbywało się nie­regularnie, nie we wszystkich kanałach, w których przeo­brażenie to nastąpiło, jednocześnie. Ponadto, przy różnych opozycjach planety rozdwojenie tego samego kanału, jeśli chodzi o szerokość, układ i natężenie, wyglądało roz­maicie.

Ani rozdwojenie kanałów, ani towarzyszące temu szcze­gólne ich zachowanie nie mogły być tłumaczone czynni­kami natury geograficznej, toteż wydawało się, że istnie­nie Marsjan zyskało niewątpliwy dowód.

A. Mercier, w kilka lat po odkryciu rozdwajania się kanałów pisał: „Obecnie nie można już wątpić, czy Marsa zamieszkują istoty rozumne. Pogląd, że wykonują one pracę, a więc, że dysponują środkami przemysłowymi, że nie obca im jest nauka, sztuka i astronomia, ma zupełnie racjonalną podstawę opartą na obserwacjach czynionych od blisko półwiecza”.

Lowell, entuzjastyczny propagator kanałów Marsa, twierdził, że były one przeznaczone do doprowadzania wody ze śniegów polarnych do obszarów uprawnych. Wydawało się jednak, że do tego celu mają zbyt prze­sadną szerokość. Flammarion wówczas zwrócił uwagę, że dolina Renu np. widziana z balonu z wysokości 2500 m wygląda jak szeroki pas zieleni; sama rzeka jest zaled­wie widoczna. Stąd można wyciągnąć wniosek, że podob­nie jest i z kanałami marsjańskimi; a wdęc nie dostrze­gamy właściwego koryta wody, a tylko uprawne obszary wzdłuż jego brzegu.

Wkrótce jednak inne fakty zaniepokoiły astronomów. Z jednej strony liczba odkrytych kanałów rosła w takim stopniu, iż pewnego dnia Ch. André, dyrektor Obserwa­

torium- w Lyonie, spostrzegł, że iloczyn długości wszyst­kich ujętych w katalogi kanałów przez ich szerokość przewyższył całkowitą powierzchnię samej planety. Z dru­giej strony — a trudno o argument bardziej ważki — podczas gdy niektórym poważnym astronomom, korzy­stającym z potężnych lunet, nie udawało się bądź w ogóle zaobserwować kanałów, bądź też tylko przelotnie, inni uzbrojeni w instrumenty średniej mocy, obserwowali te kanały bez trudu. Niektórzy nawet ustalali lokalizację kanałów za pomocą lunet o średnicy zaledwie 95 mm. Sam nawet zaobserwowałem je przelotnie za pomocą lu­nety o średnicy 110 mm.

Zaczęto się więc zastanawiać nad tym, czy przypad­kiem fakt obserwowania kanałów nie był spowodowany niedoskonałym postrzeganiem jakichś rzeczywistych drob­nych szczegółów, leżących na granicy zdolności rozdziel­czej oka. Zgodnie z sugestiami Maundera i Evansa, New- comb przeprowadził następujące doświadczenie: wykonał w dużej skali rysunek, oparty na szkicach Marsa, nie oznaczając jednak na nim kanałów. Na ich miejscu umie­ścił kilka punktów i kilka nieregularnych plam. Rysunek zawieszano w sali szkolnej. Następnie kazano go naryso­wać dzieciom, które nigdy nie słyszały ani o Marsie, ani tym bardziej o jego kanałach. I jakiż był rezultat? Dzieci siedzące blisko rysunku odtworzyły go dokładnie; odda­lone najbardziej narysowały jedynie obszerne ciemne po­wierzchnie, przedstawiające morza; wreszcie uczniowie siedzący pośrodku sali zaznaczyli na ogół liniami pro­stymi te szczegóły, które dostrzegali niewyraźnie; nie­które nawet z tych szkiców przypominały szkice Schla- parelliego i Lowella.

Z ¡tego wynika, że tam gdzie plamy ułożone są w ciąg liniowy, potężny instrument rozdziela je, natomiast in­strument słabszy daje obserwatorowi wrażenie linii cią­głej. Przypuszczalnie więc kanały Marsa, mimo iż nie są czystym złudzeniem, w rzeczywistości nie istnieją, są tylko złudzeniem spowodowanym wadami optycznymi średnich lunet.

Ale. jak zauważa ksiądz Moreux. dyrektor obserwato­rium w Bourges: ..natura daje wiele przykładów niemal

idealnych rysów geometrycznych. Aby o tym się prze­konać, wystarczy zajrzeć do mikroskopu: badanie kry­ształów, komórek i tkanek jest w tym względzie najbar­dziej pouczające...

...Powiecie jednak, że chodzi tu o formy małych wy­miarów, przy których działania międzycząsteczkowe osią­gają znaczną moc. Wobec tego, zwróćcie się do geologa i astronoma. Pierwszy pokaże wam łupki, bazalty i inne formacje petrograficzne, o równie doskonałej prawidło­wości, drugi zaprosi was, abyście podziwiali tarczę Księ­życa w pełni. Będziecie się zdumiewać stwierdzając, że szczeliny i smugi ciągną się w linii prostej setki, a nawet tysiące kilometrów”.

Tenże astronom uważał, że fakt, iż drobne szczegóły przedstawiały się nie jako dzieło natury, lecz jako twory sztuczne, wiązał się, specjalnie w Ameryce, nie tylko z optyką instrumentów, lecz również z systematycznie niedokładnym przedstawieniem graficznym, wywodzącym się „z błędnej amerykańskiej zasady douczania rysunku, w ramach której wszelkie linie krzywe przedstawiane są za pomocą linii prostych".

Jeśli chodzi o rozdwojenia kanałów, to według wielu autorów są one związane z burzeniem się obrazu, wywo­łanym przez zaburzenia atmosferyczne, co prowadzi do tego, że jednego dnia obserwuje się pojedynczą smugę odpowiadającą „kanałowi”, nazajutrz zaś — smugę po­dwójną.

Ale, jak słusznie zauważa Michel Dohin, tłumaczenie takie jest niezadowalające „właśnie z uwagi na ścisłą równoległość kanałów: w przypadku burzenia się obrazu, wyrażałby się on w postaci linii falistych i nieregular­nych, a nie w rysunku o tak zdecydowanej geometrii”.

Dohin daje także Inną interpretację, opartą na do­świadczeniu. „Z łatwością — donosi on — wywoływałem optyczne rozdwojenie oddalonych obrazów. Na podpórce w kształcie obręczy umieszczałem dwie krzyżujące się nitki, tak aby tworzyły siatkę. Całość ustawiałem na pionowym statywie. Umieściwszy to wszystko na jakiejś równinie oddalałem się — najpierw na 300 m, aby tę moją konstrukcję obserwować za pomocą lunety. Przy

dostatecznym powiększeniu skrzyżowane nitki uwydat­niały się ostro. Następnie pokręcałem gałką nastawiając ostrość widzenia tak, jakbym mierzył w punkt umiesz­czony pomiędzy siatką a lunetą. Stwierdziłem dwa efekty: najpierw — gdy luneta była nachylona, tak że powstający obraz znajdował się blisko kołowego brzegu pola optycz­nego — obraz był pojedynczy. Natomiast obraz otrzymy­wany dokładnie w środku ulegał rozdwojeniu. Rozdwo­jenie to zresztą zmieniało się co do odcieni i wyrazistości, zależnie od rodzaju instrumentu (tj. od średnicy, mocy, optyki). Doświadczenie to zrobione ponownie na makiecie przedstawiającej sferę marsjańską dało figury porówny­walne z rysunkami Lowella. Inne próby wykonane w ob­serwatorium podtrzymały to wyjaśnienie, rozsądniej więc będzie zatrzymać się przy nim”.

Wszystkie te interpretacje (oprócz ostatniej, która jest nowsza) wznieciły, ma się rozumieć, szeroko zakrojone i żarliwe dyskusje. Lowell przedkładał przeciwnikom ka­nałów zdjęcia Marsa, na których można było rozróżnić przedmiot kontrowersji. Odpowiadano mu na to, że czuła płytka fotograficzna przy zbyt słabej zdolności rozdziel­czej lunety zachowuje się tak samo jak oko. Wreszcie namiętne spory stopniowo przycichły, i skończyło się na tym, że uznano, iż kanałów na Marsie nie ma.

Problem nie został jednak rozwiązany do końca, skoro przed kilku laty znów nieoczekiwanie wzbudził zaintere­sowanie.

Stało się to z kilku powodów. A więc przede wszystkim pewna grupa amerykańskich astronomów dużej klasy, jak Pickering, Trumpler, Slipher, Petit, nadal widziała ka­nały, nawet posługując się potężnymi lunetami, i twier­dziła kategorycznie, że „obserwacje wizualne, przeprowa­dzone w Obserwatorium Lowella zostały w całości po­twierdzone oraz w szczegółach poparte zdjęciami”.

Ponadto obserwacje Lyota i jego współpracowników zrealizowane w latach 1941—1950 w Obserwatorium Pic du Midi, wykazały — jak się wydaje — istnienie kilku kanałów pojedynczych i podwójnych. Niektóre z nich sfotografowano. Również — jak podkreśla G. Fournier — „liniowe utwory, ciągłe lub nie, które Schiaparelli odkrył

trzy ćwierćwiecza temu, są nadal obserwowane w tym samym miejscu. Utwory te zdają się uczestniczyć w ogól­nym cyklu ciemnych plam. Przede wszystkim więc, wraz z przemieszczeniem się plam — przy zachowaniu ścisłego porządku ~ mogą rozwinąć się i istnieć kilka lub kilka­dziesiąt lait ciemne i wyraźne pasy. Alé i odwrotnie —: z czasem zacierają się one i stają się znów niewidoczne, co z uwagi także i na inne okoliczności pozwala stwier­dzić, że zjawisko kanałów, określone zespołem swoich własności, jest zjawiskiem swoistym dla Marsa”.

Wreszcie matematyk Alan Webb rozpatrzył niedawno problem kanałów Marsa z punktu widzenia topologii. Webb analizował wszelkie rodzaje pokreślonych po­wierzchni i znalazł kryterium matematyczne, pozwala­jące odróżniać w sposób losowy (np. pęknięta waza) sieć ukształtowaną od sieci powstającej pod działaniem istot żywych (sieć pajęcza, sieć dróg, itd.). Okazało się, że sieć obserwowana na Marsie zalicza się — w myśl tego kry­terium — do drugiego ze zbiorów, tzn. do utworów spo­wodowanych działalnością istot żywych.

Trudno jednak uznać samą metodę za słuszną. Sieć obserwowaną na Marsie można zaliczać do drugiego zbioru także i dlatego, że częściowo lub w całości jest wynikiem ludzkiej wyobraźni.

Wobec tych ws-zystkich niepewności ¿ sprzeczności astronomowie całego świata nie bez pewnego niepokoju oczekiwali opozycji perihelicznej Marsa w 1956 r., podczas której planeta będąc w odległości ok.* 55 min ikm od Ziemi miała zająć położenie nadzwyczaj korzystne dla badań.

Wyniki tych obserwacji przeprowadzonych we Francji, w Związku Radzieckim, w Japonii, na Hawajach oraz w obserwatoriach amerykańskich zaczęto publikować od września 1959 r. Wyniki te z wyjątkiem radzieckich za­przeczają istnieniu kanałów. Wydaje się zatem, że czas już zarzucić kurtynę na tę uporczywą optyczną iluzję, zrodzoną z wadliwości aparatury.

Zycie na Marsie. Doszedłszy do tego punktu możemy się już zastanowić, czy wolno domniemywać się istnienia na Marsie życia.

Niewątpliwie zaistniały tam częściowo warunki nie-

^będned<^yciE^5]S!n!l^tem^iSMflBM^ł niska, nie wyklucza jednak życia. Niektórzy uważali wprawdzie, iż przechodzenie marsjańskich form życia do stanu zamrożenia i z powrotem, spowodowałoby całko­wite ich zniszczenie, ale przecież na Ziemi wahania tem­peratury są tego samego rzędu. Podczas nocy podbiegu­

nowej na Ziemi temperatura spada do —75°C, a jednak, jak wykazały współczesne wyprawy arktyczne i antar- ktyczne, i w powietrzu i w wodzie okolic bieguna istnieją formy życia. Podczas zimy polarnej rośliny są zupełnie zlodowaciałe, co jednak nie przeszkadza im rozwijać się wraz z nadejściem lepszych dni. Ponadto, có zresztą za­znaczaliśmy przy omawianiu warunków niezbędnych do życia, doświadczenie wykazało, że pewne żywe organizmy mogą przetrzymywać olbrzymie wahania temperatury.

Jest bardzo prawdopodobne, że na Marsie istnieje woda w stanie ciekłym. Można przyjąć, że ciemna obwódka obsziarów okrążających biegun powstaje z topnienia cza­pek polarnych, które mogą składać się tylko z lodu, śniegu lub szronu. Z drugiej strony ciśnienie tuż przy powierzchni, wynoszące tylko ok. 5 cm Hg, przewyższa mimo wszystko maksymalną prężność pary wodnej, osią­ganą przy temperaturach panujących na planecie, z czego wynika możliwość występowania wody w stanie ciekłym.

Atmosfera otaczająca Marsa jest z pewnością bardzo rzadka. Jednakże fakt ten, jak to wynika z doświadczeń i obserwacji w warunkach ziemskich, wcale nie wyklu­cza istnienia życia. Rozumie się, że tego rodzaju atmo­sfera nie zatrzymuje promieni nadfioletowych, które, jak wiemy, są abiotyczne. Okazuje się jednak, że „fioletowa” warstwa atmosfery marsjańskiej ma tę właściwość, iż zachodzą w niej bardzo silne rozproszenie i pochłanianie, promieni o małej długości fali (do 3500 A), a więc rów­nież i części promieni nadfioletowych. Podobną rolę peł­nią także w atmosferze Marsa dwutlenek węgla i azot, które zatrzymują promienie nadfioletowe o bardzo małej długości fali (poniżej 2000 A). Przypuszczalnie więc po­wierzchnia Marsa jest dostatecznie zabezpieczona przed promieniowaniem niszczącym życie. Przypomnijmy, że na Ziemi czynnikiem zabezpieczającym jest ozon. Gdyby w naszej atmosferze nie było tego gazu, życie dawno zniknęłoby z naszej planety.

Tlen, jak widzieliśmy, nie został w atmosferze Marsa wykryty. Może się więc w niej znajdować tylko w zni­komej ilości. Atmosfera bardzo uboga w tlen z pewno­ścią nie sprzyja rozwijaniu się życia w jego czynnej po-

/

stacł. Może jednak ono trwać 1 fozwijać się w nadzwy­czaj ubogiej w tlen, a nawet całkowicie go pozbawionej atmosferze. Wiele bakterii i niższych grzybów, tzw. ana- erobów (beztlenowców), może żyć bez tlenu w stanie wol­nym. Zresztą ostatnie doświadczenia prof. Becąuerela wykazały, że glony i mchy mogą żyć i rozmnażać się w szczelnie zamkniętych probówkach kosztem roztworów mineralnych; absolutnie nie zawierających tlenu w sta­nie rozpuszczonym. Rośliny te produkują przy procesie oddychania najpierw dwutlenek węgla. Z kolei w grę wchodzi działanie chlorofilu; rośliny pochłaniają dwutle­nek węgla, zatrzymują węgiel i wydzielają tlen. W ten sposób tworzy się atmosfera zawierająca tlen. Na Marsie, tuż przy jego powierzchni, może istnieć taka właśnie atmosfera niewykrywalna spektralnie, jako efekt istnie­nia roślinności, a jak się wydaje, wyjaśnienie sezonowych zmian ciemnych plam Marsa jest prawie niemożliwe bez ich powiązania z przejawami organicznych zjawisk ży­ciowych, zachodzących na powierzchni planety.

Roślinami Marsa, jak widzieliśmy powyżej, mogłyby być niektóre z niższych skrytopłciowych, a więc: glony, grzyby i porosty.

Najbardziej prawdopodobne jest występowanie na Mar­sie porostów, które łącząc w sobie na zasadzie symbiozy glony i grzyby są niezwykle odporne na zimno I mogą żyć na najbardziej jałowym podłożu. Jak wiemy, w wa­runkach ziemskich wyjątkowa odporność pozwala im sku­tecznie opierać się zarówno największym suszom, jak i bardzo niskim temperaturom. Grzyb chroni glony przed wyschnięciem i sam z kolei znajduje w glonach pożywie­nie; glony natomiast dzięki zawartości chlorofilu mogą przyswajać dwutlenek węgla z powietrza. Dlatego na skałach, na szczytach najwyższych gór, tam gdzie chłód i całkowity brak żyznej gleby uniemożliwia rozwój ja­kiejkolwiek innej rośliny, spotyka się tylko porosty.

Argumentacja ta znajduje w pełni zadowalające po­twierdzenie w doświadczeniach biologów: Strugholda,

R. B. Mitchella i J. A. Kooistry, Pobrali oni ze stoków Mount Mc Kinley na pustyni Palnted i z Wielkiego Ka­nionu w Arizonie próbki małych roślin skrytopłciowych, *

takich jak mchy i porosty, a następnie umieścili je pod 1 kloszem, w którym powietrze atmosferyczne zastępował .J azot. Wilgotność względna wynosiła l°/o, a ciśnienie było j równe w przybliżeniu 1/10 atmosfery. Słoje te trzymano ! w ciągu dnia w temperaturze -f 20°C, a co noc oziębiano do niskich temperatur. W tych warunkach, dosyć do- 1 brze — jak się wydaje — odzwierciedlających warunki 1 na Marsie, większość tych drobnych organizmów utrzyj mała się przy życiu, a niektóre nawet zaczęły się rozn® mnażać, gdy prężność pary wodnej wzrosła, a wilgotność*j przekroczyła l°/o, co też prawdopodobnie zachodzi na Ą Marsie z nadejściem wiosny.

Życiu roślin na ogół towarzyszy życie zwierząt. W przy-1 powierzchniowej warstwie- Marsa życie roślinne może I prawdopodobnie znaleźć warunki sprzyjające dla swegoj rozwoju (to jest tlen i wodę), nie będzie więc pozba-:I wionę sensu przypuszczenie, że na planecie tej żyją także | zwierzęta. Ale w jakiej postaci — pierwotniaków czy | organizmów wyższych? Na razie nie mamy żadnego spo-^ sobu znalezienia odpowiedzi na to pytanie. Jeszcze mniej, a więc nic nie mamy do powiedzenia o obecności na Marsie istot myślących; wszystko jedno, czy będą to „Marsjanie”, stworzeni wyobraźnią Wellsa w Wojnie światów, albo wymyśleni przez dziennikarzy i powieściio-^. pisarzy science-fiction w naszych czasach, w epoce „lata­jących talerzy”, czy też będą to „Marsjanie” niepodobni ani do jednych, ani do drugich.

Tymczasem rok nie‘mija bez jakiejś sensacyjnej wieści donoszącej o tym, że Mars usiłuje nawiązać łączność z Ziemią. Są to albo plamy pojawiające się nagle na powierzchni planety, albo tajemnicze fale elektromagne-* tycane zakłócające odbiór radiowy, albo wreszcie sygnały

o kilkucentymetrowej długości fali, przechwytywane w dużych radioteleskopach. A ponadto, czyż niejaki dr Robinson, już z nazwiska predysponowany do tego, nie utrzymywał, że zawarł telepatyczny związek z „Mar- sjanką”, idąc tym samym w ślady słynnej kobiety me­dium z „wcieleniami”, Heleny Smith, którą po mistrzowi sku zbadał jakieś czterdzieści lat temu genewski profesor, Floumoy?

Ale żarty na bok. Rozważywszy te zjawiska spokojnie stwierdza się, że plamy — to złudzenia optyczne, ,lub zmiany powierzchniowe, prawdopodobnie związane ze zmianami strefy roślinnej. Fale elektromagnetyczne — to efekty wyładowań elektrycznych, emitowane przez Słońce np. wtedy, gdy z jego powierzchni tryska snop ładunków elektrycznych; fale wysokiej częstotliwości, zresztą abso­lutnie nieskorelowane — to efekt promieniowania tarczy Marsa; wreszcie, że łączność „telepatyczna” — to wytwór podświadomości ludzkiego mózgu. W rezultacie nadal nie wiemy, czy na Marsie są istoty inteligentne.

Warto dodać, że 28 stycznia 1950 r. japoński astronom Sadao Saeki obserwował na omawianej planecie obłok w kształcie grzyba wysokości 100 km i o średnicy 1500 km, i że niektórzy z autorów z miejsca dopatrzyli się w tym wybuchu potężnej „marsjańskiej bomby atomowej". Jak się przypuszcza, zjawisko to, o ile zanotowano je popraw­nie, w rzeczywistości spowodowane było upadkiem ol­brzymiego meteorytu. Fakty takie zdarzały się kilkakrot­nie na Ziemi, w szczególności 12 lutego 1947 r. w rejonie

Sichoeko-Alinskim (w Związku Radzieckim)* gdzie meteo­ryt ważący ok. 100 t wydrążył liczne kratery o średni­cach dochodzących do 28 m.

Reasumując możemy powiedzieć, że jeśli chodzi o ży­cie roślinne, to jego obecność na Marsie jest bardzo praw­dopodobna, oraz że -nie można wykluczyć istnienia życia zwierzęcego. Natomiast żadne z doświadczeń nie pozwala twierdzić, że mieszkają tam istoty myślące.

Jeśli istoty takie istnieją, muszą zabezpieczać się przed postępującym zanikaniem wody i tlenu, które niegdyś, w zamierzchłej epoce, musiały występować obficiej. W tym celu powinny budować miasta w głębi lądów, aby zyskać właściwe warunki ciśnienia, wilgotności i tempe­ratury.

Z drugiej strony istoty te dzięki odpowiedniej budo­wie i odpowiedniemu rozwojowi układu oddechowego i układu krążenia mogły się częściowo lub całkowicie przystosować do pirzebywania w atmosferze rozrzedzo­nej.

A czy prawdą jest, że mieszkańcy Marsa, w odległej przeszłości wprowadzili na .orbitę Marsa dwa jego sate­lity Phobosa i Deimosa, jak przypuszcza astrofizyk ra­dziecki Szkłowski*, i które są, zdaniem tego wybitnego i śmiałego astronoma, przypuszczalnie sztuczne i we­wnątrz wydrążone?

Być może, że powie’nam coś o tym najbliższa przy­szłość.

Zagadnienie życia na planetach górnych

Planetoidy

Między Marsem a Jowiszem krąży wiele małych planetek, czyli planetoid. Znamy aktualnie 1600 planetoid, a zgodnie z prawem Stroobanta jest ich blisko 100 000.

Masa wszystkich planetoid nie jest dokładnie znana. Stracke szacuje ją na 1/840 masy Ziemi, zaś Evry Schatz- man tylko na 1/3000.

Największe — Ceres, Pallas, Vesta i Juno — mają kształt planet o średnicach odpowiednio; 770, 480, 380

i 190 km. Średnicę ponad 100 km ma 30 planetoid. Ta­kich, które mają średnicę od 50 do 100 km, jest 200, zaś średnicę między 20 a 50 km ma 670 planetoid. W telesko­pie dają się obserwować jedynie planetoidy o średnicy nie minjejszej niż 2 km. Pozostała reszta o mniejszych wymiarach, czyli po prostu wielkie głazy wędrujące w przestworzach, jest niedostępna obserwacji.

Od wyżej wymienionych wyraźnie odcina się charakte­rystyczna grupa, złożona z piętnastu małych planet, krą­żąca w pobliżu orbity Jowisza. Jest to „grupa trojańska", nazwana tak dlatego, że poszczególnym składowym na­dano imiona bohaterów spod Troi: Achillesa. Pa troki osa, Hektora...

Pierwszego z „Trojańczyków” — Achillesa odkryto w 1906 r., a piętnastego odkrył we wrześniu 1951 r. Arend z Królewskiego Obserwatorium Uccle w Belgii. Dziesięciu „Trojańczyków" w dosyć zwartej grupie wyprzedza Jo­wisza, natomiast pięć pozostałych planetek w takim sa-

mym rozmieszczeniu podąża za nim. Oba zbiory, ^W1 z planetą główną i Słońcem tworzą dwa trójkąty, n wiele różniące się od równobocznych.

132

Niektóre wreszcie z tych drobnych ciał niebieskich za­chowują się osobliwie, krążąc po orbitach w kształcie mocno wydłużonej elipsy. Do ostatnio poznanych należy tu planetka Ikar, opisująca wokół Słońca orbitę, której perihelium leży wewnątrz orbity Merkurego, a aphelium w pobliżu orbity Marsa. W rezultacie na Ikarze panuje temperatura wielkiego pieca, gdy zbliża się on do Słońca na odległość mniejszą niż 29 min km; później zaś, gdy znajduje się poza orbdtą Marsa, to jest w odległości 304 min. km od Słońca, ogarnia go chłód przestrzeni mię­dzyplanetarnej. Tak ogromne wahania termiczne zacho­dzą w ciągu niecałych siedmiu miesięcy ziemskich, bo­wiem rok na Ikarze trwa 409 dni.

Inna planetka, Hermes, której średnica nie przekracza kilkuset metrów, a aphelium znajduje się w pobliżu or­bity Jowisza, charakteryzuje się o tyle niebezpieczną osobliwością, że przebiega bardzo blisko orbity ziemskiej. W dniu jej odkrycia, 28 października 1937 r., znajdowała się ona od Ziemi w odległości tylko 730 000 km, a więc zaledwie dwukrotnie dalej niż Księżyc, a jak wynika z obliczeń, odległość ta może zmniejszyć się do 354 000 km. Może się więc zdarzyć, te dojdzie do spotkania tej pla- netki z Ziemią: wystarczy, aby oba ciała znalazły się

jednocześnie w pobliżu punktu przecięcia się ich orbit. Zderzenie takie wywołałoby na Ziemi, w sąsiedztwie punktu zetknięcia się, potworne spustoszenie, ponieważ masa planetki, mimo małych jej rozmiarów, wynosi kilka miliardów ton.

Możemy jednak podtrzymać Czytelnika na duchu. Otóż,

o ile matematycznie rzecz biorąc zderzenie obu planet jest możliwe, o tyle prawdopodobieństwo takiej ewen­tualności, z uwagi na ich tory i prędkości, jest znikome. Poza tym Hermes i Ziemia mijają się w przestrzeni od miliardów lat i, jak dotąd, nie doszło do zderzenia. Praw­dopodobnie też upłyną dalsze miliardy lat bez żadnej szkody dla obu planet.

Do omawianej rodziny ciał niebieskich dołączyła się

2 stycznia 1959 r. pierwsza planetoida. ziemskiego pocho­dzenia. Była to sztuczna planetoida ważąca 1472 kg, którą uczeni radzieccy wprowadzili na orbitę za pomocą ra­kiety Łunnik. Planetoidę nazwano „Obiekt 1959 alfa” — dla astronomów i „Mieczta" (Marzenie) — dla szerokiej publiczności. Planetoida w 34 godziny po wystrzeleniu przeszła w pobliżu Księżyca i 14 stycznia 1959 r. osiąg­nęła perihelium odległe o 146,4 min km od Słońca, a z po­czątkiem września tego^ roku znalazła się w aphelium swej orbity, w przybliżeniu 198 min km od Słońca. Czas obrotu wokół Słońca wynosi 450 dni, a więc jest o 85 dni dłuższy niż czas obiegu Ziemi.

Drugą sztuczną planetoidą był „Pionier IV”, wystrze­lony 3 marca 1959 r. z Cap Canaveral w Ameryce. 4 marca, o godz. 23 minut 24 minął on Księżyc w od- ległości 59 200 km i 17 marca według uświęconego dziś zwrotu „został umieszczony na orbicie”. Obecnie obiega on Słońce w ciągu 382 dni, przy czym perihelium wy­nosi 148,8 min km, a aphelium 169,3 min km.

„Pionier IV” nie zbliżył się na tyle do Księżyca, żeby móc dostarczyć nowych informacji o naszym naturalnym satelicie, pozwolił jednak w zamian za to upewnić się, Je w odległości powyżej 32 000 km od Ziemi nie istnieją t pasy promieniowania kosmicznego.

I „I to jest właśnie, najważniejszy wynik, który uzy- I śkano za pomocą „Pioniera IV” — stwierdził Lowell ■ z Obserwatorium w Jodrel Bank — Dzięki temu dzień Bpierwszej podróży człowieka w przestrzeni międzypla- ■netarnej jest znacznie bliższy”.

Przypomnijmy na marginesie, że za pomocą różnych rodzajów sztucznych satelitów ujawniono istnienie dwóch pasów radiacji otaczających Ziemię, jeden w odległości

10 000 km od Ziemi, drugi w odległości 32 000 km.

Zdaniem najlepszych obserwatorów Ceres, Pallas i Ve­sta mają idealnie kołowy kształt tarczy, większość jednak z pozostałych planetoid ma kształt nieregularny, co dało się stwierdzić badając zmiany fotometryczne. I tak - mała planetoida Eros, która przy obrocie wykazuje dwa razy maksimum i dwa razy minimum, oglądana w bardzo silnych instrumentach wygląda albo jak wydłużona ósem­ka, albo, niekiedy, ma kształt hantli, której pełna dłu­gość wynosi 40 km. Analiza widmowa daje dla planetoid takie same wyniki jak dla Księżyca, nie mogą więc one mieć żadnej atmosfery. Zresztą słabe przyciąganie pla- netek nie pozwalałoby na jej istnienie. Na niektórych siła ciężkośoi jest tak niewielka, że kamień rzucony ręką ludzką z normalną siłą już nie spadłby z powrotem. Oczywiście, że zagadnienie zdobycia przestrzeni między- gwiazdowej byłoby na tych planetkach łatwe do roz­wiązania.

Nie wiemy naturalnie nic o życiu na planetoidach; niewątpliwie jednak nie ma go tam wcale. Być może, że

do niektórych z nich życie dotrze wraz z człowiekiem, który umieści na nich stacje przesiadkowe dla podróż­nych kosmicznych.

Dziwaczne te twory, odwiedzające nas od czasu do czasu i wtedy widoczne na niebie, utworzone są w za­sadzie z jądra, świecącego mniej lub bardziej intensyw­nie, i otoczonego ciemniejszą powłoką pyłową. Przedłu­żeniem powłoki, na ogół na kształt przejrzystego we­lonu, jest pojedynczy lub rozczłonkowany warkocz ko­mety zaczynający się od jądra i ciągnący się w kierunku odsłonecznym. W pobliżu perihelium warkocz komety rozwija się do znacznych rozmiarów, a jego świecenie wyraźnie wzrasta. Niekiedy warkocza nie ma.

Komety można powiązać z >planetoidami, ponieważ, jak utrzymuje J. H. Oort, dyrektor obserwatorium w Len­dzie, komety powstały z rozpadnięcia się planety, która niegdyś biegła po obecnej orbicie komety.- Okruchy ta­kiej katastrofy kosmicznej dałyby początek planetoidom, meteorytom i kometom.

Prawdę mówiąc wysuwano także i inne hipotezy, sta­rające się wyjaśnić pochodzenie komet. Na przykład, bar­dzo oryginalna i w dużym stopniu prawdopodobna jest hipoteza prof. Whippla, astronoma z Harvard College w Stanach Zjednoczonych; sądzi on, że jądra komet po­wstają wskutek kondensacji cząsteczek prostych związ­ków, jak: woda, amoniak, metan, dwutlenek węgla, tlenek węgla i cyjan — rozproszonych początkowo w przestrzeni międzygwiazdowej. Przypuszczalnie cząsteczki te stopnio­wo skupiają się wokół jakiejś cząsteczki znacznie więk­szej od zwykłych cząsteczek i tworzą w ten sposób stałą masę, zamrożoną w zimnie syderalnym. Do zamarznię­tego jądra przyłączyły się następnie meteoryty i pył prze­strzeni kosmicznej.

Obieg komet, inaczej niż obieg planet, nie ogranicza się do płaszczyzny niewiele odchylającej się od płaszczyzny ekliptyki. Orbity komet tworzą z płaszczyzną ekliptyki wszelkie możliwe kąty. W szczególności dotyczy to ko­met o długim okresie obiegu.

Komety

Kierunek obiegu orbity u komet albo nie różni się ód kierunku ruchu planet (obieg prosty), albo też jest prze­ciwny (obieg wsteczny).

Mimośrody elips, które komety opisują wokół Słońca, też mają wszelkie możliwe wartości. Czasem orbita jest tak bardzo wydłużona, iż wydaje się stanowić krzywą niezamkniętą, jak hiperbola lub parabola.

Dlatego też astronomowie dawniej przypuszczali, że są komety o parabolicznej lub hiperbolicznej orbicie. Jak się jednak okazało w wyniku rozważań matematycznych, nie może to być ani hiperbola ani parabola. Jedynym ty­pem toru, po którym może odbywać się obieg komet powracających do nas po krótszej lub dłuższej podróży, trwającej niekiedy wiele tysięcy lat, jest elipsa. Tym samym więc obiekty te zostały zaklasyfikowane, jako rodzimi przedstawiciele Układu Słonecznego.

Z około 70 komet o dobrze znanym okresie obrotu, można przytoczyć komety Encka, Bieli i słynną kometę Halleya.

Pierwszą z nich odkrył 26 listopada 1818 r. Pons. do­zorca obserwatorium w Marsylii. Elementy orbity obli­czył dla tej komety berliński astronom Encke. Okres obiegu wynosi dla niej 3Vj roku, ale, rzecz ciekawa, w biegu jej przejawiały się niewytłumaczalne przyspie­szenia. Począwszy od r. 1818, aż do r. 1944. kiedy to wy­mknęła się z zasięgu obserwacji, kometa wciąż odwiedza­ła Ziemię w sposób zupełnie ścisły, z dokładnością do wa­hań przyspieszenia, wynoszących zresztą tylko 2^ł/s godz. na jedno okrążenie. Jasność jej nie zmieniała się wcale od chwili odkrycia.

Kometa Bieli, którą 27 lutego 1826 r. po raz pierwszy zaobserwował austriacki oficer Biela, a której okres obiegu wynosi 6Vit roku, jest jeszcze bardziej interesu­jąca. W 1846 r. kometa la. ku zdziwieniu obserwujących ją astronomów, rozdwoiła się, a w r. 1879, kiedy znowu miała powrócić, nie było jej widać, natomiast zaobserwo­wano wspaniały „deszcz’* gwiazd spadających, który po­wstał w wyniku zupełnego i ostatecznego rozpadnięcla się komety.

Do czasów angielskiego astronoma Halleya nie było

w astronomii jasnego i ścisłego poglądu co do orbit po­szczególnych komet. Dopiero Halley jako pierwszy wy­kazał, żę ruch komet jest zgodny z prawami mechaniki nieba oraz że można by — przynajmniej w teorii.— obli­czyć okres ich obiegu, a tym samym przewidzieć ich powrót.

W tym celu Halley przyjął, że komety obserwowane w latach 1531, 1607 i 1682 stanowiły jedno i to samo ciało niebieskie, pojawiające się w kolejnych odstępach czasu co 75 lub 76 lat. Przekonany o słuszności swego rozu­mowania Halley przewidział już w r. 1705, że przy końcu r. 1758 lub na początku 1759 pojawi się na niebie kometa.

1759 ^m6w ^za^°^^ec*^z*^ana kometa zjawiła się 13 kwietnia ro u, a jej droga na tle gwiazdozbiorów miała prze-

I bieg zgodny z przewidywaniem. Chwila ta otwiera nową I erę w badaniu komet, ponieważ z nią stało.się jasne — i jak pisał słynny astronom Lalande — że: „Nie ulega I wątpliwości, iż komety, to tylko rodzaj planet, które po- ( dobnie jak i pozostałe krążą wokół Słońca”.

Kometę Halleya widziano ponownie w r. 1835, a na- I stępnie w 1910 r. W dniu 21 maja 1910 r. warkocz komety f osiągnął niespotykane dotąd rozmiary (140°), przesłaniając | znaczną część orbity Ziemi, prawdopodobnie też glob na^ znalazł się wówczas w jego zasięgu.

Spośród innych komet zasługujących z różnych wzglę­dów na uwagę, warto wymienić: kometę Cheseauxa (z r. 1844), która miała sześć różnych warkoczy i którą można było dojrzeć w pełni dnia; dalej kometę z r. 1881, z warkoczem długości 176 min km, i wreszcie kometę z r. 1843, której warkocz rozciągał się na długości 320 min km.

Nauka nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa o na­turze <tych zagadkowych ciał niebieskich. Wiele jeszcze kwestii pozostało do wyjaśnienia. W każdym bądź razie zarówno aktualne obserwacje, jak i teorie zgodne są co do tego, że całkowita masa komet, a więc wraz z jądrem utworzonym z ciał stałych, jest na pewno bardzo mała.

Komety bardzo oddalone od Słońca prawie zupełnie nie świecą. A więc blask ich uwarunkowany jest światłem słonecznym. Na podstawie analizy widmowej stwierdzono, że w jądrze komety znajduje się węgiel, a w powłoce występują: cyjan, trójatomowe cząsteczki węgla, a także ugrupowania CH, OH oraz NH. Zaskakujące było stwier­dzenie, że cząsteczek tych nie ma w warkoczu komety, są tam natomiast w stanie zjonizowanym cząsteczki tlenku węgla, dwutlenku węgla i azotu.

Dalej stwierdzono, że gdy kometa znajdzie się bardzo blisko Słońca, w widmie jej głowy zjawiają się linie sodu, a w widmie obszarów jądra linie związków trud­nych do zidentyfikowania.

Sporo jeszcze zostało do wyjaśnienia, jeśli chodzi o po­wstawanie i kształt olbrzymich gazowych części komet. Przyjmuje się na ogół, że tworzące je cząstki emitowane są przez jądro oraz, że na cząstki te działa ciśnienie pro-

mieniowania Słońca. Luminiscencia warkoczy i powłok także zawdzięcza swe powstanie promieniom Słońca.

Tak samo jak w przypadku planetoid, również nie wiemy, czy na jądrach komet istnieje życie. Wydaje się jednak, że śmiało możemy odpowiedzieć przecząco. Ża­den bowiem z warunków niezbędnych do tego, aby życie mogło się zrodzić, przetrwać i rozwinąć, nie występuje na kometach.

Ponadto, jak się ocenia, istnienie komet trwa krótko i nie przekracza kilku tysięcy lat,' niekiedy nawet — kilkuset lat. Z biegiem czasu jądro komety deformuje się i rozpada, „rozsiewając” wzdłuż Orbity okruchy, ro­dzaj pyłu, grupującego się w mniejszych lub większych skupiskach. Obserwujemy je co roku w postaci deszczu gwiazd spadających, czyli rojów meteorów. I tak np. słynne Perseidy, widoczne 12'sierpnia, przybywające ja­koby z gwiazdozbioru Perseusza (stąd ich nazwa), wy­wodzą się z pięknej komety Swifta-Tuttle’a, która poja­wiła się w 1862 r. Również Leonidy rozświetlające nie­boskłon od 12 do 15 listopada należą do komety Templa; Aquarydy majowe pochodzą od komety Halleya, a An- dromelidy z 27 listopada — to szczątki komety, którą odkrył Biela.

W istocie bowiem "spadająca „gwiazda” —, to zaledwie okruszyna pyłu kosmicznego, wielkością nie większa od główki szpilki, która dostawszy się w obręb ziemskiej atmosfery rozżarza się do białości wskutek zderzeń z czą­steczkami gazu.

Jowisz

Od Jowisza zaczniemy omawiać grupę wielkich planet

o małej gęstości. Jest to prawdziwy olbrzym wśród pla­net: objętością przewyższa Ziemię tysiąc trzysta piętna­ście razy. Natomiast średnia jego gęstość wynosi tylko 1,33 g/cm³, przy średniej gęstości Ziemi 5,52 g/cm^s.

Posługując się lunetą o średniej mocy, która daje obraz Jowisza o średnicy równej pozornej średnicy Księżyca, można wyróżnić na powierzchni planety szerokie równo­ległe pasy, jasne ‘bądź ciemne, o zmiennym kształcie. Za- 140

m

barwienie pasów także się zmienia w zależności od poło­żenia i czasu i może być: szaroniebieskie, pomarańczo wo- żółte (bardzo jasne), liliowe lub róźowopurpurowe, bądź wreszcie różowe o brzoskwiniowej tonacji.

Jednakże, przynajmniej od 1878 r., można obserwować na południowej półkuli pewien charakterystyczny twór, wyróżniający się większą trwałością, niż pozostałe szcze­góły planety. Chodzi tu o owalną plamę długości 50 000 km,

którą z uwagi na czerwonoceglastą barwę nazwano „czer­woną plamą”. Wydaje się, jakby plama ta pływała na podtrzymującym ją podłożu. W latach 1879—1881 barwa jej była tak intensywna, że rozróżniano ją za pomocą zwykłej lornetki. Później zbladła i odzyskała żywą barwę dopiero w dziesięcioleciu 1927—1937; w 1951 r. plama była bladoróżowa.

Na południowej półkuli obserwuje się także inną wielką plamę o słabiej widocznym kształcie, na który składa ? ą zbiorowisko małych nieregularnych plamek barwy lila lub kremowej. Jest to tzw. „perturbacja”, która okresowo dogania czerwoną plamę, co świadczy o tym, że krąży ona wokół planety szybciej niż plama. Czerwona plama przyciąga ją i bądź to przyspiesza jej ruch przy zbliżaniu się, bądź też hamuje, gdy perturbacja ją ominie. Ale przy przejściu perturbacji także i ruch samej plamy staje się szybszy.

Jowisz bardzo szybko wiruje wokół własnej osi; pełny jego obrót trwa około 9 godz. 50 min., a więc blisko dwa i pół raza szybciej niż Ziemia. Prędkość punktu na jego równiku wynosi 12,5 km/sek:

Na Jowiszu działa więc dosyć duża siła odśrodkowa. Powoduje to znaczne spłaszczenie planety, co można sprawdzić bez żadnych specjalnych przyrządów; spłasz­czenie to wynosi 1/15.

Ciekawe jest, że prędkość obracania się poszczegól­nych pasów nie jest dokładnie taka sama. O ile bowiem całkowity obrót jasnej strefy podzwrotnikowej trwa 9 godz. 50 min. 30 sek., to już obrót ciemnych pasów, ograniczających tę strefę od południa i od północy, trwa 9 godz. 55 min. 40 sek.

Temperatura Jowisza. Bezpośrednie wyznaczenie tem­peratury Jowisza bez silnych instrumentów jest bardzo trudne. Dotyczy to w ogóle pomiarów temperatury pla­net położonych na zewnątrz orbity Jowisza, a to dlatego, że promieniowanie tych planet jest nadzwyczaj słabe. Można jednak rozpatrywać zagadnienie za pomocą roz­ważań teoretycznych i odpowiednich obliczeń. W zasadzie planety otrzymują tylko energię cieplną Słońca i tracą ją wyłącznie przez wypromieniowanie na zewnątrz. Pra­

wa rządzące tym zjawiskiem są dobrze znane. Oczywi­ście przy założeniu, że planeta — jak powiadają fizycy — jest ciałem doskonale czarnym. Temperaturę otrzymuje się z warunku równowagi, żądając, aby straty ciepła były wyrównywane ilością ciepła pobranego. W ten sposób dochodzi się do pewnej temperatury średniej, przy czym uśrednienie dotyczy zarówno dnia i nocy, jak i poszcze­gólnych obszarów klimatycznych planety. Metoda ta (być może nazbyt uproszczona) w zastosowaniu do Ziemi daje + 10°C, co znów 'nie jest tak bardzo absurdalne, skoro średnia odnosi się zarówno do temperatur dnia i nocy, jak też do obszarów tropikalnych i podbiegunowych. Odpowiednie obliczenia dla Jowisza dają w wyniku —140°C. Wynik teń był zresztą potwierdzony przez po­miary bezpośrednie, wykonane za pomocą potężnych tele­skopów i bardzo czułych termoelementów.

Atmosfera Jowisza. Atmosfera ta z pewnością istnieje. Zakrycia gwiazd przez planetę nigdy nie są natychmia­

stowe, prócz tego brzegi tarczy Jowisza są ciemniejsze niż jej środek. Także jego albedo jest dosyć wysokie.

W widmie Jowisza — a jak można z dużą pewnością uważać, jest to widmo jego atmosfery — wykryto szereg pasm absorpcyjnych, których pochodzenie długo stano­wiło zagadkę. Dłuższy czas doszukiwano się w nich bądź to ozonu ozy tlenku azotu, bądz też helu czy pary wod­nej.

W roku 1932 Wdldt wykazał, że pasma te zawdzięczają swe powstanie istnieniu w atmosferze Jowisza metanu i amoniaku, oraz że rozmaite rodzaje barw obserwowane na powierzchni planety należy uznać za połączenia sodu

i amoniaku. Skądinąd są powody, aby przypuszczać, że większą część składników atmosfery Jowisza stanowią wodór, azot i hel. Tlenu w stanie wolnym albo nie ma wcale, a jeśli jest, to w bardzo małej ilości. Prawdopo­dobnie tlen występuje na Jowiszu w połączeniach z wę­glem, pod postacią zestalonego dwutlenku węgla, który też znajduje się w jądrze planety.

Zdaniem Dauvilliera, twórcy śmiałych, ale dosyć praw­dopodobnych hipotez o składzie planet, to co nazywa się „chmurami” Jowisza, prawdopodobnie stanowi w rzeczy­wistości potężne lodowce z amoniaku, unoszące się na powierzchni metanu w stanie ciekłym. Dauvillier zaryzy­kował nawet przypuszczenie, że płyn ten, jako bardzo lekki, sam także z kolei unosi się nad azotem, przy bar­dzo wysokim ciśnieniu nie zestalającym się jednak dla­tego, że ma temperaturę wyższą od krytycznej. W tym ujęciu rzeczywista powierzchnia twardej części Jowisza byłaby dla mas nieznana. Być może zresztą, że w ogóle jej nie ma!

Według Dauvilliera czerwona plama może być potęż­nym płaskim lodowcem o kształcie owalnym i zapewne bardzo cienkim, który powstał z amoniaku, zabarwionego azotem, lub też raczej z połączenia amoniaku i sodu.

Ta sama konkluzja dotyczyłaby także perturbacji.

Zagadnienie życia na Jowiszu. Ponieważ średnia gęstość Jowisza jest niewielka (1,33 g/cm⁸) można wyobrazić so­bie budowę tej planety w następujący sposób:

Zewnętrzna, dosyć gruba warstwa globu Jowisza, się­

gająca w głąb na 1000 km, powinna być w stanie cie­kłym. W skład jej wchodziłyby te same pierwiastki, które znajdują się w atmosferze Jowisza, to jest wodór oraz niewielkie ilości innych pierwiastków w stanie wol­nym lub związanym, takich jak: hel, tlen, azot i nie­które z lżejszych metali. Na powierzchni cieczy unoszą się przypuszczalnie różne, mniej lub bardziej zestalone formacje, jak czerwona plama i perturbacja.

Ciecz ta na głębokościach większych niż 1000 km po­winna by wskutek olbrzymich ciśnień, wytwarzanych ciężarem warstw ścielących się powyżej, przypominać własnościami ciała stałe i przewodzić ciepło i elektrycz­ność równie dobrze jak metal.

Temperatura atmosfery Jowisza jest prawdopodobnie w obszarach stratosferycznych bardzo niska. W miarę zbliżania się do powierzchni planety temperatura rośnie. Ale ponieważ jednocześnie rośnie ciśnienie, na pewnej wysokości powstaną warunki, przy których następuje krystalizacja amoniaku, tak że powstanie z niego rodzaj śniegu. Prawdopodobnie więc jasne pasy wędrujące po tarczy Jowisza utworzone są z pierzastych chmur amo­niakalnych.

Mając na uwadze dane fizyko-chemiczne tego dziwacz­nego świata, można rozwiązać zagadnienie życia na Jo­wiszu w sposób absolutnie jednoznaczny. W duszącej atmosferze tej planety nie może istnieć żadna postać tycia

Saturn

Saturn, cudo Układu Słonecznego, podobnie jak Jowisz jest wielką planetą. Glob Saturna jest pod względem objętości 812 razy większy od Ziemi. Niemniej jednak wygląda on jak słabo świecąca gwiazda, co wynika ze znacznego oddalenia planety od Słońca. Odległość jej bo­wiem od Słońca wynosi 1,5 mld km.

Rok na Saturnie trwa prawie 29 razy dłużej niż u nas. Za to doba trwa krócej i wynosi zaledwie 10 godz. 11 mi­nut, tyle bowiem trwa pełny obrót Saturna wokół wła­snej osi.

Pierścień Saturna. Saturn wygląda zadziwiająco. W polu widzenia teleskopu ukazuje się planeta otoczona wspa­niałym świetlistym pierścieniem, stanowiącym rodzaj ko­rony, której szerokość jest pięciokrotnie większa niż średnica Ziemi.

Za pomocą dosyć silnych instrumentów daje się obser­wować, że w rzeczywistości pierścień ten jest złożony z trzech pierścieni współśrodkowych, które zwykle ozna­cza się, poczynając od zewnętrznego, literami A, B, C.

Pierścień zewnętrzny A ma barwę szaroniebieskawą, świeci nierównomiernie; liczne pasy, gdzie świecenie jest maksymalne, poprzedzielane są ciemniejszymi, mniej lub bardziej wyraźnymi okręgami. Zewnętrzna średnica pier­ścienia A wynosi 276 000 km, wewnętrzna zaś 241 000 km.

Środkowy pierścień B jest białawy. Pierścień ten jest najjaśniejszy przy zewnętrznym brzegu. Strefy bliżej środka są mniej jasne. Strefy nie są tak gęste jak w pier­ścieniu A. Pierścienie A i B oddziela przerwa Cassiniego, obserwowana jako szeroka, absolutnie czarna linia, do­skonale widoczna za pomocą skromnych nawet przyrzą- w. "W rzeczywistości szerokość przerwy Cassiniego wy­ki 146

nosi 4000 km. Średnice pierścienia B wynoszą odpowied­nio: zewnętrzna 233 000 km, wewnętrzna 175 000 km.

Pierścień wewnętrzny C, zwany „pierścieniem krepo­wym”, jest bardzo ciemny. Na ogół nie widać go na zdjęciach, chyba, że znajdzie się na tle planety, na któ­rym zarysowuje się mniej lub bardziej ostro. Między pierścieniami B i A jest przerwa ok. 1000 km. Pierścień A jest oddalony na ok. 11 000 km od powierzchni Saturna. Średnice zewnętrzna i wewnętrzna wynoszą odpowied­nio 173 000 i 140 000 km.

Grubość pierścieni jest niezwykle mała, szacuje się ją na 15 km. Fakt ten potwierdza się za każdym razem, kiedy Ziemia znajdzie się w płaszczyźnie pierścienia Saturna, co w czasie pełnego obiegu planety zdarza się dwukrot­nie, czyli mniej więcej raz na 15 lat. W tym położeniu, trwającym zaledwie kilka dni, pierścień jest zupełnie nie­widoczny nawet przez najpotężniejsze teleskopy.

Wiemy obecnie, że w zasadzie pierścienie te utworzone są z okruchów i brył śniegu, krążących wokół Saturna jako małe satelity. Cząstki te, zbyt drobne, aby je można było odróżnić pojedynczo, razem sprawiają wrażenie tworu ciągłego. W miejscach większego skupienia się brył dostrzega się jakby rodzaj zagęszczeń. Natomiast prze­rwy pierścienia wskazują na istnienie obszarów niesta­tecznych, w których materia jest rzadka. Jak się wydaje, na powstanie przerw wpływa działanie perturbacyjne księżyców Saturna, ponieważ okres obrotu po orbicie kołowej o promieniu odpowiadającym promieniowi prze­rwy, jest współmierny z okresem obiegu jednego z księ­życów.

Zagadnienie życia na Saturnie. Saturn jest jeszcze bar­dziej spłaszczony niż Jowisz, ponieważ spłaszczenie wy­nosi 1/9,6. Pokrywają go ciemne pasy o takim samym rozmieszczeniu jak na Jowiszu, ale już nie tak wyraźne i o mniejszej zmienności. Obszary podbiegunowe są na ogół ciemnawe, a południowa strefa umiarkowana jest niekiedy niebieskawa.

Do najciekawszych jednak tworów na Saturnie należą białe plamy o dosyć zagadkowym pochodzeniu, ukazu­jące się od czasu do czasu na jego powierzchni. Z naj­

bardziej godnych uwagi warto wymienić plamy, które zaobserwowali: Hall w r. 1876, Barnard w r. 1903, Hay w r. 1933, oraz Danjon, Lyot i Camichel w 1946 r.

Zarówno obliczenia, jak i bezpośrednie pomiary za pomocą najczulszych termoelementów pokazały, że tem­peratura Saturna wynosi —150°C.

Saturn, podobnie jak i Jowisz, otoczony jest grubą warstwą atmosfery. Za jej istnieniem przemawiają: wy­sokie albedo, ciemniejszy brzeg tarczy niż środek oraz widmo, w którym występują szerokie pasma pochodze­nia gazowego. W skład tej atmosfery powinny wchodzić przede wszystkim: wodór, azot i hel, metain i amoniak. Metan może występować obficiej niż na Jowiszu, ale amoniaku będzie mniej.

Śniegi, których albedo jest w przybliżeniu takie samo jak na Marsie, są prawdopodobnie także złożone z kry­ształów amoniaku.

Powierzchnię Saturna pokrywa ocean wodoru, praw­dopodobnie zmieszanego z azotem i metanem w stanie płynnym. Centralne jądro ma prawdopodobnie taką samą budowę jak jądro Jowisza.

W każdym bądź razie to, że średnia gęstość planety jest mniejsza niż wody, niezwykle zmniejsza prawdo­podobieństwo istnienia na Saturnie stałej, twardej war­stwy zewnętrznej.

Z rozważań tych wynika, że niekorzystne do życia wa­runki na Jowiszu, w pewnym stopniu są jeszcze cięższe na Saturnie. Bardzo niska temperatura, atmosfera nie nadająca się do oddychania i ocean ciekłego wodoru każą poniechać wszelkiej myśli, że na Saturnie istnieje życie analogiczne do występującego na Ziemi.

Warto także zwrócić uwagę na pewną osobliwość do­tyczącą Tytana, największego księżyca Saturna, która nie występuje na pozostałych księżycach planet. Rzecz po­lega na tym, że Tytan posiada atmosferę i to bardzo bogatą w metan. Fakt ten wymaga założenia, że tempe­ratura Tytana jest bardzo niska i wynosi około —200°C, gdyż dopiero w takiej temperaturze średnia prędkość oząsiteczek metanu wynosi około 0,4 km/sek., a straty na skutek ucieczki cząsteczek przy prędkości równej

3 km/sek. są pomijalne.

Jeśli atmosfera ta ma charakter pierwotny, czyli że nie powstała w wyniku jakiegoś wtórnego procesu, to zupełnie prawdopodobne byłoby przypuszczenie, że Ty­tan w rozwoju ewolucyjnym ani razu nie znalazł się w temperaturze wyższej niż 500°C. W przeciwnym razie cały metan ulotniłby się z jego powierzchni. Przyjęcie jednak, że rozwój kosmogoniczny Tytana odbywał się przy tak niewielkich temperaturach, stawia szereg bar­dzo zasadniczych i trudnych do rozwiązania zagadnień kosmogonicznych.

Tak więc świat Saturna, już zadziwiający swym nie­zwykłym pierścieniem, nie przestaje nadal zdumiewać innymi osobliwościami.

Uran, Neptun, Pluton

Od Urana i Neptuna dzieli nas tak duża odległość, że w ogóle nie da się obserwować szczegółów ich po­wierzchni.

Uran, odkryty w 1781 r. przez angielskiego astronoma,

Williama Herschela, znajduje się w odległości 2872 min km od Słońca, a jego objętość jest 64 razy większa «niż obję­tość Ziemi. Rzecz ciekawa: Uran i jego księżyce mają przeciwny kierunek obrotu wokół własnej osi niż reszta planet, a oś obrotu planety jest niemal równoległa do płaszczyzny, jej orbity, tworząc z -nią 'kąt wynoszący tylko 8°.

Wynika z tego, że świat Urana jest w pewnym stopniu przewrócony na bok. Na nieboskłonie Urana Słońce może odchylać się w jedną lub w drugą stronę od biegunów na 8°, tak że gdy na jeden z biegunów ciepło słoneczne pada niemal prostopadle, to drugi jest pogrążony w nie­kończącej się nocy.

Spłaszczenie Urana wynosi 1/14, jest więc pośrednie między spłaszczeniami Jowisza a Saturna. Mała gęstość (1,26 g/cm³) i niska temperatura (—277°C) pozwalają przy­puszczać, że budowa wewnętrzna Urana jest podobna do Jowisza i Saturna. Na powierzchni planety dostrzeżono także poprzeczne pasy, przypominające twory Jowisza i Saturna.

W skład atmosfery Urana, przypuszczalnie , gęstej i chmurnej, wchodzą prawdopodobnie wodór, hel, metan i niewielka ilość amoniaku.

Analiza spektralna wykazuje, że wodór powinien wy­stępować na Uranie jednocześnie w postaci wodoru lek­kiego (H2) i wodoru półciężkiego (HD), którego cząsteczka składa się z atomu wodoru lekkiego i atomu wodoru ciężkiego, czyli deuteru (D).

Metan niewątpliwie występuje w postaci zestalonej, tworząc chmury śnieżne. One to sprawiają, że albedo planety jest wysokie.

Neptun, zagubiony w odległości 4,5 mld km od Słońca, ma objętość 45 razy większą niż Ziemia.

Warto tu zwrócić uwagę, że William Herschel dostrzegł po raz pierwszy Urana przypadkowo, natomiast odkrycie Neptuna nie było sprawą przypadku. Zawdzięczamy je geniuszowi matematycznemu francuskiego astronoma Le- verriera.

Astronomowie od dawna stwierdzali pewne zakłócenia w ruchu Urana starając się wyjaśnić je sąsiedztwem Sa­rn

turna i Jowisza, rychło jednak spostrzegli, że wyjaśnie­nie to nie wystarcza.

Właśnie wtedy Leverrier, pracujący naówczas w École Polytechnique, zajął się poszukiwaniem rzeczywistej przyczyny zakłóceń ruchu Urana, przypisując je oddzia­ływaniu nieznanej planety, której orbita znajdowała się, jak przypuszczał, poza orbitą Urana.

Po żmudnych obliczeniach, trwających ponad rok, Le­verrier określił zarówno odległość nieznanej planety od Słońca jak i dokładne jej położenie na niebie. „Pierw­szego stycznia 1846 r. — pisał Leverrier — długość pla­nety wynosiła 325°; będzie można rozpoznać ją po wy­glądzie znacznie różniącym się od innych planet, jako te tarcza jej powinna mieć średnicę kątową nie mniejszą niż 3 sek.".

18 września 1846 r. Leverrier, dziękując berlińskiemu astronomowi Gallemu za przesłane publikacje, zakomu­nikował mu współrzędne hipotetycznej planety. List do­

li i

tarł do adresata 23 września. Tegoż wieczoru Galie skie­rował lunetę na punkt nieboskłonu wskazany przez Le- verriera i spostrzegł zapowiedzianą planetę w warunkach ściśle zgodnych z przewidywanymi. Galie natychmiast napisał o tym do Leverriera: „Panie, planeta, której po­łożenie Pan nam wskazał, rzeczywiście istnieje”. Odkry­cie to zyskało olbrzymi rozgłos i stało się wspaniałym sukcesem teoretycznych zasad i rozważań mechaniki nieba, odniesionym w okolicznościach jak najbardziej przemawiających do wyobraźni.

Dla ścisłości trzeba tu dodać, że w tym samym czasie, kiedy Leverrier przeprowadzał obliczenia, młody astro­nom angielski z Obserwatorium w Cambridge, Adams, dokonał własnych obliczeń d zakomunikował o tym dy­rektorowi obserwatorium. Ten jednak nie przywiązał do nich żadnego znaczenia. I dopiero po opublikowaniu wy­ników Leverriera przejrzał obliczenia Adamsa i stwier­dził, że zawierały one te same wyniki. Będzie więc cał­kowicie zgodne z prawdą, jeśli do sławy francuskiego astronoma dołączy się sławę Adamsa.

Aby dostrzec Neptuna, którego średnica kątowa w żad­nym przypadku nie przekracza 2", potrzebna jest dobra luneta dająca co najmniej 300-krotne powiększenie. Mała gęstość Neptuna (2,22 g/cm³) i niska temperatura (—220°C) pozwalają przypuszczać, że ma on budowę analogiczną do budowy Jowisza, Saturna i Urana.

Tarcza Neptuna jest niebieskawa, przyciemniana ku brzegom i nie ma pozornego spłaszczenia. Niekiedy zja­wiają się na niej jasne lub ciemne, małe kontrastowe plamy. ^$9 -

W skład atmosfery Neptuna, rozciągającej się na znacz­ną wysokość, wchodzą prawdopodobnie wodór, azot i hel. Amoniak występuje • w stanie stałym, prawdopodobnie jalko krystaliczny proszek, przypominający miałką sól. Zestalony metan tworzy śnieżne zgęszczenia atmosfery Neptuna, zlokalizowane w dolnych jej częściach, bowiem przy analizie spektralnej wykryto bardzo intensywne pasma absorpcyjne tych związków, co świadczyłoby o tym, że światło rozproszone przebywa w atmosferze długą drogę.

Do tego, być może, rozciąga się na całej powierzchni planety olbrzymi ocean metanu w stanie ciekłym.

Z pewnością też ani na Uranie, ani na Neptunie — z uwagi na panujące na obu planetach warunki — nie występuje życie.

Pluton, którego orbita stanowi obecnie znany kraniec Układu Słonecznego i którego odległość od Słońca wy­nosi około 6 mld km, ma prawdopodobnie objętość tego samego rzędu, co Merkury. Prawie nic nie wiemy o jego budowie i panujących na nim warunkach. W każdym bądź razie, jak się przypuszcza, temperatura Plutona jest niższa niż —200°C, a wokół planety rozciąga się atmo­sfera bogata w metan.

Mając tak skąpe wiadomości o Plutonie trudno roz­patrywać zagadnienie istnienia tam życia. Prawdopodob­nie jednak życie tara nie istnieje

/

Życie we Wszechświacie

Zbadanie warunków biologicznych istniejących na planetach Układu Słonecznego prowadzi więc do wnio­sku, że możliwości życia poza Ziemią występują jecjynie na Wenus i na Marsie. T li

Na Wenus życie może istnieć tylko w postaci niższej roślinności. Ale może się tam już zaczął proces rozkła­dania dwutlenku węgla zawartego w atmosferze wenu- sjańskiej, jako skutek działalności roślin. W tym przy­padku mogłyby pojawić się na Wenus zaczątki życia zwierząt.

Jest bardzo prawdopodobne — a może dałoby się na­pisać — „jest »pewne” — że na Marsie istnieje życie ro­ślinne, wykazujące niejaką aktywność. Jednak zbyt cien­ka warstwa atmosfery i prawdopodobny brak tlenu spra­wiają, że istnienie wyższych organizmów jest tam wielce utrudnione. Chyba, że mieszkańcom marsjańskim udało się przetrwać w tak surowych warunkach. Ale na to nie mamy żadnego dowodu.

W ten sposób dochodzimy do wniosku, że w Układzie Słonecznym jedynym ośrodkiem czynnego życia pozostaje nadal Ziemia.

Stwierdzenie to, choć niewątpliwie rozczaruje bojow­ników doktryny o wielości światów, nie powinno nas jednak zbytnio zaskoczyć, o ile przyznamy rację wybit­nemu astronomowi A. S. Eddingtonowi, który pisze: „Zna­my wszak rozrzutność natury. Ileż żołędzi ona traci, aby 154

zrodzić jedno drzewo dębu? Dlaczego więc miałaby bar­dziej oszczędzać gwiazdy niż żołędzie? Jeśli rzeczywiście nie powodowało nią nic wyższego, prócz chęci zapewnie­nia miejsca dla ogromnego eksperymentu, jakim jest ludzka istota, prawdopodobnie najwygodniej byłoby jej działać w myśl zwykłej swej zasady i roztrwonić milion

155 A

gwiazd po to, aby tylko na jednej z nich jej zamiar się spełnił”.

Wkrótce się jednak przekonamy, że natura prawdo­podobnie nie jest tak rozrzutna, jak sądzi Eddington (którego opinia zresztą mocno trąci antropomorfizmem)

i że we Wszechświecie są ogromne możliwości życia.

Jak wiemy, nasza Galaktyka jest przeogromnym sku­piskiem gwiazd, zawierającym według ostatnich danych od 250 do 300 mld gwiazd.

Jak wynika z bezpośrednich obserwacji i wywodów teoretycznych, jest wysoce prawdopodobne, że co naj­mniej połowa gwiazd to gwiazdy podwójne, i że 10% gwiazd uważanych za podwójne, to w rzeczywistości gwiazdy wielokrotne. Kuiper doszedł nawet do wniosku, że 80°/o wszystkich gwiazd to składowe układów podwój­nych lub wielokrotnych, i że gwiazdy pojedyncze są wy­jątkiem.

Te wyobrażenia, sygnalizowane już w XVIII w. i wy­raźniej rozwinięte w XIX w. przez Herschela, nabrały w naszej epoce charakteru praw. Aktualnie katalogi gwiazd zawierają dziesiątki tysięcy gwiazd podwójnych.

Zastosowanie kliszy fotograficznej pozwoliło wyraźnie zwiększyć dokładność pomiarów ruchu gwiazd podwój­nych. Dzięki fotografiom wykonywanym kolejno w od­stępie czasu tak długim, jak tylko jest to możliwe, okre­śla się pozorną orbitę, którą jedna gwiazda zakreśla wo­

kół drugiej. A znając środek ciężkości układu można obliczyć masę obu gwiazd.

Ponieważ gwiazdy w układzie podwójnym mają na ogół różne masy i — jak się przypuszcza — różne tempe­ratury, jedna z nich stygnie szybciej niż druga i staje się w ten sposób gwiazdą ciemną, podczas gdy jej towa­rzyszka nadal jest gorąca i nadal świeci. Tak może po­wstać układ planetarny i wolno nam postulować, że skoro tylko powstaną sprzyjające warunki, rozwinie się życie.

Co więcej: udało się wykazać, że istnieją gwiazdy to­warzyszące, które można traktować jako prawdziwe pla­nety.

Najlepsza metoda ich wykrywania, zresztą analogiczna do poprzedniej, polega na badaniu efektów grawitacyj­nych wywieranych przez nie na sąsiednią gwiazdę. Za­kłócenie wywierane przez niewidoczną planetę na daną gwiazdę sprawia, że gwiazda opisuje wokół środka cięż­kości obu ciał elipsę keplerowską. Wymiary tej elipsy, nazywanej orbitą perturbacji, pozwalają znaleźć masę nieświecącego towarzysza gwiazdy jasnej.

W pewnych przypadkach można zbadać orbitę pertur­bacji metodami spektrograficznymi, mierząc zmiany pręd­kości radialnej gwiazdy zakłóconej. Metodę tę stosuje się jednak wyłącznie do dosyć dużych perturbacji, wywoły­wanych przez stosunkowo masywne gwiazdy towarzy­szące.

Aby wykryć niewidoczne gwiazdy o małej masie, to­warzyszące niezbyt odległym gwiazdom, mierzymy w cią­gu kilku lat jej położenie względem układu gwiazd sta­łych, zwanych „gwiazdami odniesienia”. Po uwzględnie­niu ruchów głównych pozostaną ruchy „resztkowe”, wtór­ne, które interpretuje się właśnie jako efekt zakłócenia wywołanego przez niewidocznego sąsiada.

Jednakże zastosowanie tej metody wymaga nadzwy­czajnej precyzji i ostrożnego wnioskowania. Obraz gwia­zdy na błonie fotograficznej ma średnicę od 1" do 3". Skoro zaś całkowita amplituda większości perturbacji riae przekracza 0,1", to zapis orbity perturbacji ma skalę znacznie mniejszą, niż zapis obrazów gwiazd. Do tego światło odbite przez słabą gwiazdę towarzyszącą, nie

uwzględniane samo w sobie, może wprowadzić błędy w pomiarze rzeczonych orbit.

Pierwszy tego rodzaju wynik otrzymał Renyl w 1936 r. Dotyczył on gwiazdy Ross 614 znajdującej się w odle­głości 13 lat świetlnych od Słońca. Zbadanie 34 fotografii tej gwiazdy, wykonanych w latach 1927—1936 wykazało, że gwiazda posiada niewidoczną towarzyszkę o masie równej 1/10 masy gwiazdy zasadniczej, obiegającą wspól­ny środek ciężkości w czasie ok. 15 lat.

W roku 1938 Holmberg de Lund, po zbadaniu pewnej ilości współczesnych paralaks stwierdził, że wiele gwiazd

o dużej paralaksie powinno posiadać niewidocznych to­warzyszy.

Stearns, a potem Alden sygnalizowali w 1942 r. w „Astronautical Journal”, że własny ruch gwiazdy

Wolf 358 podlega perturbacji. Zdaniem autorów pertur­bację tę wywołuje przypuszczalnie niewidoczne ciało, krążące wokół gwiazdy zasadniczej po orbicie kołowej.

W 1943 r. Strand rozpoznał, że w układzie gwiazdy podwójnej 61 Łabędzia istnieje trzecie niewidoczne ciało, którego masa znamiennie mała nie przekraczałaby 16- krotnie masy Jowisza. Okres obiegu wynosiłby 4,9 lat.

Tegoż samego roku Renyl wykazał, że gwiazda BD+20°, 2465 posiada towarzysza, krążącego wokół niej w czasie 26,5 lat w średniej odległości 0,54 jednostek astronomicz­nych. Masa jego wynosiłaby 0,032 w stosunku do masy gwiazdy centralnej.

Van de Kamp w 1944 r. zauważył, że ruchowi słynnej gwiazdy Strzały Bernarda, najbliższej od nas po u Centaura, a której prędkość w przestrzeni wynosi 540 000 km/igodz., towarzyszą pewne perturbacje, co po­zwala przypuszczać, że gwiazda ta ma niewidocznego towarzysza o względnej masie 0,06 i o okresie obrotu wynoszącym blisko rok.

Tenże autor sygnalizuje także perturbacje w ruchu Lalande 21185, odległej od nas o 8 lat świetlnych. Per­turbację tę prawdopodobnie powoduje gwiazda towarzy­sząca, która krąży wokół Lalande w średniej odległości 0,132 jedmositki astronomicznej, obiegając ją w czasie około 14 lat. Względna masa tego towarzysza powinna wynosić 0,06.

Dodajmy na koniec, że jak się okazało badania tego typu, nazywane „astromefcrycznymi” i aktualnie inten­sywnie rozwijane głównie w obserwatoriach Mc Cornicka

i Sproula, już teraz prowadzą do wielu wniosków. Ale przynajmniej do chwili obecnej z reguły jest niezwykle trudno wykryć gwiazdy towarzyszące o masie mniejszej niż setna część masy Słońca.

W każdym bądź razie szczególnie pouczające jest ba­danie gwiazd z najbliższego sąsiedztwa Słońca. Na 39 gwiazd, wliczając w to Słońce, 15 stanowi układy po­dwójne lub wielokrotne, a przynajmniej cztery z nich posiadają planety. Można więc uważać, że warunki ko- smogoniczne. które przywiodły do utworzenia się naszego Układu Słonecznego, nie są wydarzeniem wyjątkowym.

ale że wręcz przeciwnie, powtarzały się miliony miliony razy w naszej Galaktyce. Jeśli nawet przyjmiemy, źe bezpośrednie otoczenie Słońca charakteryzuje się wyż­szą proporcją układów planetarnych (co jest zresztą bez­podstawne, nie ma bowiem żadnych racji, aby sądzić, że ten właśnie obszar jest szczególnie uprzywilejowany), to

i tak planety w Galaktyce liczyłyby się w milionach.

Jeśli ponadto zdamy sobie z tego sprawę, że nasza Ga­laktyka jest zaledwie jedną galaktyką spiralną spośród kilkuset miliardów światów-wysp, i że każdy z tych światów zawiera wiele miliardów gwiazd — dojdziemy do wniosku, że wokół tych trylionów, kwadrylionów

i kwintylionów słońc są olbrzymie możliwości i prawdo­podobieństwo istnienia życia. Nie mogło bowiem obyć się bez tego, aby warunki, niezbędne do życia nie wtargnęły na te obszary miliard razy, tym bardziej że w naszym Układzie Słonecznym, złożonym zaledwie z dziewięciu głównych planet, znalazły się na dwóch czy trzech pla­netach.

Tak więc to wszystko co stanowiło wczorajsze hipo­tezy, intuicje Anaksymenesa, utrzymującego już 25 wie­ków temu, że „gwiazdy mają naturę ognia i że są oto­czone niewidocznymi ciałami niebieskimi, obracającymi się wokół nich”, genialne wizje Lukrecjusza głoszącego w nieśmiertelnym dziele De Natura Rerum, w lirycznej pieśni, ale ze szczególną logiką i siłą przekonywania wiarę w życie we Wszechświecie, fantazje Cyrano de Bergerac, natchnione wizje Fontenella, rzeczowe rozwa­żania Sir Humphry Davyego, rozumowanie przez analo­gię filozofów współczesnych — słowem teza o wielości światów, której w tak pięknych słowach bronił wybitny populiaryzator astronomii Flammarion — opuściła progi wyobraźni, by wkroczyć w progi nauki.

Na niektórych planetach Układu Słonecznego, na We­nus i na Marsie, istnieje możliwość życia, a we Wszech­świecie jest nieskończenie wiele układów planetarnych — prawdopodobnych siedzib żywych istot.

Możemy przeto wobec wzruszającego ogromu wy­gwieżdżonych niebios powtórzyć za Flammarionem:

„A kiedy wzniosłe noce zapalą na wschodzie swe dla-

mentowe gwiazdozbiory i gdy w niebiosach bez końca roztaczają się ich tajemne światłości... w całym ogromie Wszechświata, w gwieździstych niebiosach, w wysrebrzo­nej zasłonie dalekich mgławic, w głębokościach nieskoń­czoności, i aż w nieznanych obszarach, gdzie rozwija się wiekuista wspaniałość... powitajmy bracia mijające nas Ludzkości — siostry”.