Жизнь витает в облаках, или почему Венера привлекает внимание ученых

Венера — неплохая иллюстрация ада, причем иллюстрация вполне себе реальная. 470 °C на поверхности, давление в 90 бар, кислотные испарения — о существовании жизни на поверхности или под ней, хотя бы глубинной, микроскопической, и речи быть не может. Но совсем другие условия — в верхнем облачном слое, на высоте от 50 до 65 км.

Здесь все относительно неплохо. По мнению ряда ученых, если и искать жизнь на соседке Земли, то именно в облаках. Правда, и с этим мнением согласно не все научное сообщество. Давайте посмотрим, какие есть версии облачной жизни на Венере.

Тропосфера на планете начинается у поверхности и заканчивается на высоте в 65 км. Внизу, насколько известно, ветры относительно слабые, а вот в верхней части тропосферы температура и давление уменьшаются до земных значений, так что скорость ветра возрастает уже до десятков метров в секунду.

Что касается давления, то у самой поверхности планеты оно более чем в 90 раз превышает земное, а в верхней части достигает значений, характерных для приповерхностных слоев Земли. Высота облаков на ночной и дневной сторонах планеты разные. В первом случае это около 90 км, во втором — 65 км.

По мнению ученых, ближе всего к земным условиям тропопауза. Это граница между тропосферой и мезосферой, которая расположена выше 50 км. Измерения здесь проводили советские и американские зонды, в результате чего удалось выяснить температуру и давление. Что касается температуры, то она достигает 20-37 °C, с давлением примерно в 1 бар. В тропосфере есть углекислый газ и пары воды, правда, в небольшом объеме.

Дело в том, что ученые наблюдают за ними несколько десятков лет, причем инструменты и методы наблюдения постоянно совершенствуются. Среди них — специализированное оборудование сразу трех космических аппаратов:

• УФ-сканеры «Венеры-экспресс», устройства Европейского космического агентства.
• УФ-сканеры «Акацуки», японской межпланетной станции.
• Спектрометры «Мессенджера», американской межпланетной станции.
• Возможности космического телескопа «Хаббл».

Благодаря всему этому удалось выяснить, что альбедо облаков, состоящих в основном из сернистого газа и серной кислоты, достигает 75%. Но есть и участки с гораздо более низким альбедо — вплоть до 50% и ниже. Пятна не находятся постоянно в одном месте, а меняют как местоположение, так и конфигурацию. Этому явлению есть несколько объяснений, но самое привлекательное для нас — биогенное. Ученые считают, что эти пятна — скопления неких частиц, которые поглощают излучение в широком диапазоне — от УФ до видимого света. Конечно, природа частиц может быть разной, включая биогенную.

У этого предположения есть основания: дело в том, что спектр поглощаемого излучения и размер частиц примерно такой же, как и у микроорганизмов в атмосфере нашей планеты. Среди поклонников биогенной гипотезы происхождения венерианских «пятен» — Карл Саган.

Еще один аргумент в пользу биогенности — обнаружение в атмосфере Венеры глицина ^[1] и фосфина ^[2]. Глицин имеет очень большое значение для добиологической «эволюции» органики и является одним из факторов возникновения жизни. Что касается фосфина, то это соединение — один из признаков существования жизни, так как на Земле его производят анаэробные организмы.

С 2019 года фосфин, фосфористый водород (РН3), используется в качестве одного из индикаторов возможного признака жизни на экзопланетах. При всем при этом фосфина на Венере много — больше, чем его может получиться в результате электрических разрядов (молний) или любых других способов. Еще один интересный момент — фосфин обнаружили как раз в «потенциально обитаемом» слое облаков, о нем мы писали выше. Для производства фосфина требуется большое количество энергии, и наиболее эффективно его производят живые организмы аэробной природы.

Химическая среда облаков Венеры — очень кислая, фосфор там не может существовать в свободной форме, да и фосфин в такой среде очень быстро разрушается. То есть должен быть постоянный источник соединения, и этот источник весьма мощный.

Группа ученых под руководством Королевского университета Белфаста утверждает ^[6], что жизнь на Венере невозможна — ни на поверхности, ни над ней. Ученые изучили все данные о венерианских облаках за все время наблюдений за ними, а затем попыталась понять, какие микроорганизмы Земли могут выжить на Венере. Ответ простой и понятный — никакие. И речь идет именно о выживании, а не развитии объемных колоний, которые можно заметить с Земли по тем либо иным признакам.

По словам специалистов, воды в верхнем слое Венеры в 100 раз меньше, чем требуется даже самым неприхотливым микроорганизмам. Несмотря на высокую концентрацию фосфина, объяснить которую наука пока затрудняется, считать, что Венера может быть «обитаема», пусть и с точки зрения наличия микроорганизмов-экстремофилов, нельзя.

Но, конечно, все это нужно изучать, проверять и перепроверять — пока что мы, люди, можем лишь строить предположения.

Да, лучшая проверка — личная. Человек на Венеру вряд ли когда-то полетит (хотя есть проект создания воздухоплавательной колонии на базе огромных летательных аппаратов легче венерианской атмосферы, верхних ее слоев). Поэтому люди планируют отправить на Венеру автоматическую экспедицию — да не одну, а сразу две.

Первая миссия называется Davinci+, вторая — Veritas. Организатор — NASA. Глава космического агентства заявил, что обе ставят своей целью изучение особенностей развития Венеры. Специалисты хотят понять, как и почему планета развивалась по текущему пути, достигнув этапа, на котором на поверхности вполне могут существовать лужи расплавленного свинца, а в атмосфере идут дожди из серной кислоты.

DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging). В его рамках NASA отправляет к Венере аппарат, который будет изучать атмосферу «утренней звезды». Научные приборы, размещенные на борту станции, займутся измерением концентрации различных газов и других химических элементов и их соединений.

Аппарат сначала изучит верхние слои атмосферы, а затем начнет поиски следов недавней вулканической активности у поверхности. Модуль будет спускаться к поверхности около часа, изучая по мере спуска все, что его окружает. В себе его будет нести межпланетная станция, задача которой — доставить модуль на Венеру и сбросить в атмосферу по прибытии на орбиту планеты. После этого станция останется на орбите и будет изучать геологическое строение планеты.

VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Ее задача — картирование поверхности планеты (насколько это возможно в условиях столь плотной атмосферы и облачности). Систему оснастят радаром, который поможет пробиться к поверхности. Аппарат будет находиться на орбите Венеры. Кстати, одна из его задач — поиск источников инфракрасного излучения, что дает ученым возможность искать активные вулканы и тектонические плиты. Ученые надеются на то, что им удастся найти аналоги океанических хребтов и обнаружить другие интересные детали поверхности Венеры.

В общем, пока жизнь на Марсе не обнаружили — шансы остаются у Венеры. Возможно, именно эта планета станет первой планетой, помимо нашей собственной, где удастся обнаружить жизнь. Одна жизнь, разумная, попытается найти хоть каких-то «родственников». Хотелось бы надеяться на то, что все получится.

^[7]

Автор: Aleksei

Источник ^[8]