Цивилизация
Ученые считают, что в облаках Венеры могут существовать формы жизни, производящие аммиак, которые «очень непохожи на все то, что нам известно». Потенциально это может объяснить наблюдаемые венерианскими миссиями химические аномалии. Статья об этом опубликована в журнале PNAS. С деталями исследования ознакомилась «Газета.Ru».
Трудно представить себе более суровые условия для жизни, чем те, что царят на соседней планете. На Венере обнаружена чрезвычайно плотная атмосфера, состоящая из углекислого газа, а на ее поверхности такая жара, что плавится свинец. Облака этой планеты также кажутся совершенно враждебными для любой жизни, так как содержат капли едкой серной кислоты, способной прожигать человеческую кожу. Однако новое исследование британских и американских ученых все же смогло представить серьезные аргументы в пользу того, что в облаках Венеры может возникнуть жизнь. Ученые подыскали цепочки химических реакций, с помощью которых эта гипотетическая микробная жизнь может нейтрализовать кислую среду, создавая самоподдерживающиеся обитаемые «карманы» в облаках Венеры.
В пользу такой гипотезы говорят давно наблюдавшиеся загадочные аномалии, которые трудно объяснить, если не предположить наличие небольших концентраций кислорода и несферических частиц, резко отличающихся от круглых капель серной кислоты. Возможно, самой загадочной химической аномалией следует считать присутствие аммиака — газа, который был обнаружен в атмосфере Венеры еще в 1970-х годах, и который, по общему мнению, не может быть произведен с помощью каких-либо известных химических процессов.
В своем новом исследовании ученые под руководством Сары Сигер с кафедры Земли, атмосферы и планетарных наук Массачусетского технологического института смоделировали цепочку химических процессов, показывающую, что если аммиак там действительно присутствует, то он должен вызывать целый каскад химических реакций, которые нейтрализуют присутствующие там капли серной кислоты, а также способны объяснить большинство аномалий, наблюдаемых в облаках Венеры. Что касается самого источника аммиака, то авторы предполагают, что самым правдоподобным объяснением нужно считать именно биологические процессы, а не природные явления вроде молний или извержений вулканов. В своей статье они пишут, что «жизнь могла создать свою собственную среду на Венере».
Новая гипотеза может быть проверена в самое ближайшее время: исследователи предоставляют список химических маркеров, поиском которых готовы заняться будущие венерианские миссии, которые могли бы изучить облака Венеры, чтобы подтвердить или опровергнуть наличие там жизни.
«Ни одно живое существо, что нам известно, не могло бы выжить среди этих венерианских капель, — признает Сара Сигер. — Но дело в том, что там может присутствовать жизнь, локально видоизменяющая эту среду, чтобы сделать ее пригодной для своего существования». Соавторами этого исследования являются также Януш Петковски, Уильям Бейнс и Пол Риммер из Массачусетского технологического института, Кардиффского и Кембриджского университетов.
О возможности существования жизни на Венере стали много говорить в последние годы, после того, как ученые, включая Сигер и ее соавторов, стали сообщать об обнаружении газообразного фосфина в ее облаках. На Земле фосфин образуется в основном в результате биологических процессов, поэтому и открытие фосфина на Венере можно приписать возможной жизни. Однако почти сразу же в ответ на эти предположения появились критические замечания, обвинявшие астробиологов в мало чем оправданном энтузиазме.
«Обнаружение фосфина вызвало исключительные по своему накалу дискуссии, — вспоминает Сигер. — Однако именно фосфин привел к возрождению интереса к изучению Венеры».
В результате поднявшегося шума ученые еще раз изучили данные прошлых венерианских миссий. При этом свое особое внимание они сосредоточили на поиске аномалий или отклонений в химическом составе облаков, которые оставались необъяснимыми в рамках привычных теорий. Помимо присутствия там признаков кислорода и несферических частиц, эти аномалии включали также неожиданно высокие уровни водяного пара и диоксида серы.
Пол Риммер высказал предположение, что многие из таких аномалий могут быть объяснены за счет присутствия в верхних слоях атмосферы Венеры пыли, занесенной с ее поверхности. Он утверждал, что минералы, попавшие в венерианские облака с поверхности, способны взаимодействовать с серной кислотой, и это может объяснить часть наблюдаемых аномалий, однако с физической точки зрения это все-таки маловероятно, так как требуемое для всего этого количество пыли должно было оказаться поистине огромным.
Сигер и ее коллеги в свою очередь задались вопросом, чем можно объяснить присутствие в венерианских облаках аммиака (NH3). В 1970-х годах присутствие этого газа было зафиксировано советскими и американскими зондами, например «Венерой-8» и Pioneer Venus. Присутствие аммиака с тех пор оставалось неразгаданной тайной.
«Аммиака на Венере быть не должно, — поясняет Сигер. — В его составе присутствуют атомы водорода, а в этой среде водорода вообще очень мало. Любой газ, который выпадает из контекста окружающей среды, автоматически вызывает подозрение, поскольку может указывать и на наличие жизни».
Но если предположить, что источником аммиака на Венере является жизнь, то может ли это как-то объяснить другие аномалии венерианских облаков? В поисках ответа на этот вопрос исследователи провели моделирование ряда химических процессов.
Они выяснили, что если бы жизнь производила аммиак достаточно эффективным способом, то соответствующие химические реакции естественным образом давали бы также и кислород. Попадая в облака, аммиак растворяется в каплях серной кислоты, эффективно нейтрализуя кислоту, что делает эту среду более пригодной для жизни. Добавление аммиака в капли преобразует их форму: если раньше они были жидкими и их форма была почти строго сферической, то теперь эта форма усложняется, а сами они начинают представлять собой суспензию солей аммония. Как только аммиак растворяется в серной кислоте, дальнейшие химические реакции могут привести к растворению материалов, содержащих диоксид серы.
Таким образом, присутствием аммиака действительно можно объяснить большинство наблюдаемых в облаках Венеры аномалий. Исследователи при этом показали, что разряды молний, извержения вулканов или даже падения метеоритов не могут произвести то количество аммиака, что необходимо для объяснения аномалий. На это способна лишь венерианская жизнь. Прообразом ее могут служить некоторые земные микроорганизмы, например те, что обнаружены в желудках млекопитающих, в том числе и человека. Они производят аммиак для нейтрализации высококислотной среды, в которой иначе им нельзя было бы существовать.
«На Земле есть очень кислая среда, в которой присутствует жизнь, но она не похожа на среду на Венере — если только жизнь не нейтрализует некоторые из этих капель», — говорит Сигер.
В ближайшие десятилетия у ученых появятся возможности для проверки своих предположений по поводу наличия в атмосфере Венеры аммиака и признаков жизни. В этом им помогут миссии Venus Life Finder и целый ряд других, включая финансируемые из частных источников.