Что же можно непосредственно видеть на Марсе? Прежде всего мы замечаем, что большая часть его поверхности имеет красновато-желтый цвет, отчего эта планета в целом и была в древности посвящена кровавому богу войны. Эти места раньше считали пустынями, ровными и возвышенными. Во вторую очередь бывает заметна белая полярная шапка на том или другом полюсе Марса.
Белые полярные шапки - это тонкий снеговой покров, над которым часто стоит туман. Такой вывод о полярных шапках сделал русский ученый Г. А. Тихов в 1909 г. Он впервые фотографировал Марс через разные светофильтры. О том, что это сезонный покров, догадывались и потому, что когда на соответствующем полушарии Марса зима, полярная шапка велика. К лету, дробясь по краям, она уменьшается и иногда даже исчезает.
В последние годы установлено, что, кроме снега из замерзшей воды, в полярных шапках Марса находится (и, по-видимому, преобладает) снег из замерзшего углекислого газа, который в условиях Марса затвердевает при температуре около -130 °С.
Рис. 52. Фотография участка марсианской поверхности, полученная 'Маринером-4'
Труднее заметить на Марсе темные пятна вследствие их малой контрастности. Их сразу же назвали морями, но это, безусловно, не моря. В них никогда не наблюдалось отражение Солнца. Очертания их несколько меняются и от года к году и при смене времен года. Так, с таянием полярной шапки начинается потемнение этих пятен, идущее от полюса к экватору. Кроме того, Скиапарелли в Италии в 1877 г. увидел на Марсе сеть тонких линий, которые он назвал каналами. Эти линии пересекают не только оранжевые «материки», соединяя темные пятна, но также и эти пятна, чего не могло бы быть в случае, если эти пятна - моря. Долгое время многие думали, что темные пятна - низменности, где только и есть на Марсе влага. Полярные шапки тают весной, и освободившаяся вода стекает к экватору по низинам, оживляя растительность, которая и придает пятнам темные цвета. Ловелл в США верил, что каналы - искусственные сооружения гипотетических марсиан, свидетельство их высокой техники. Он рисовал геометрически правильную сеть сотен каналов, но после работ Антониади и других выяснилось, что каналы не такие уже тонкие линии: они должны иметь сотни километров в толщину и чаще всего представляют собой цепи неправильных пятнышек. Тогда стали предполагать, что «каналы» - это растительность, окаймляющая узкие водные русла, сами по себе не видимые в телескоп. Наблюдатели отмечали сезонные изменения в окраске темных пятен, но зеленоватый для глаза цвет этих пятен летом и побурение осенью объясняются теперь физиологическим эффектом контраста с соседними оранжевыми областями. По точным измерениям цвет «морей» почти не отличается от цвета «материков», - он тоже красноват.
Рис. 53. Гигантский 'Большой Каньон' на Марсе, тянущийся на тысячи километров
Основные темные пятна можно узнать на всех картах. В последние годы в США под руководством Вокулера была составлена карта Марса, основанная на фотографиях и сотнях наилучших зарисовок Марса, сделанных за последние 90 лет двумястами наблюдателей. На отдельных лучших рисунках положение деталей Марса определялось с ошибками до 5° (600 км). Названия деталям на карте Марса даются латинские. Эти карты содержат вовсе не детали рельефа, а только темные и светлые области, да и то лишь очень крупные - размером не менее 150 км.
Оранжевые материки считались ровными пустынями. Горы, как полагали, есть только там, где изредка наблюдаются светлые пятнышки, - быть может, снег, выпадающий на горах. Наши представления о поверхности Марса (но не о температуре на нем, не о его безводии или атмосфере) очень изменились после пролета мимо него АМС «Маринер-4» в 1965 г. Восемь месяцев длилось ее приближение к Марсу и с расстояния 12 000 км она получила и передала на Землю 20 весьма еще несовершенных фотографий поверхности. Они охватили лишь 1% поверхности Марса вдоль дуги, проходящей через светлые и темные области Марса, но, к изумлению астрономов, снимки показали, что и те и другие области усыпаны кольцевыми горами, кратерами подобно Луне. (Кратеры на Меркурии были обнаружены на 9 лет позднее.) В 1969 г. съемка была продолжена на пролетных космических кораблях «Маринер-6» и «Маринер-7».
Рис. 54. Часть Большого Каньона и его профиль: ширина около 100 км, а глубина до 4 км. Правее каньона параллельная ему цепочка из десятка слившихся кратеров одинакового размера