Наличие фосфина в атмосфере планеты дает надежду ученым
На днях ученые Кардиффского университета во главе с Джейн Гривз сообщили об обнаружении фосфина в атмосфере Венеры. При помощи наземных телескопов и сверхчувствительных спектрометров им удалось обнаружить на высоте 50 км от поверхности планеты молекулы газа, состоящего из фосфора и водорода. Это вещество является одним из биомаркеров, его наличие в атмосфере планеты может указывать на существование жизни. Есть ли жизнь на Венере, разбирались «Известия».
Там, за облаками
Долгое время именно Венера считалась самой перспективной планетой с точки зрения существования внеземной жизни. Венера укрыта плотными облаками, и увидеть ее поверхность в оптический телескоп невозможно. Поэтому фантазии ученых и писателей ничто не могло помешать. Считалось, что на Венере жарко, пасмурно, а природа похожа на земную, какой она была десятки миллионов лет назад. По лесам из огромных папоротников бродят динозавры, а в небесах парят птеродактили или гигантские птицы. Именно такой Венеру представлял фантаст Александр Беляев в романе «Прыжок в ничто».
Только после начала исследований Венеры советскими межпланетными станциями стало понятно, что привычной нам жизни там нет и не может существовать, а работа техники в такой агрессивной среде ограничена десятками минут. Атмосфера Венеры состоит по большей части из углекислого газа, а поверхность закрыта плотным коконом облаков, состоящих из капелек серной кислоты. Атмосферное давление у поверхности Венеры в 90 раз больше, чем на Земле, а температура доходит до 500 градусов по Цельсию. Существование жизни, похожей на земную, в таких чудовищных условиях просто невозможно.
Фотография поверхности Венеры, сделанная спускаемым аппаратом «Венера-13»
Источник изображения: Фото: commons.wikimedia.org
Однако в последние десятилетия ученые вновь заговорили о возможности существования жизни на Венере — в атмосфере на высоте 50 км от поверхности. И если на Земле на такой высоте слишком холодно и практически нет кислорода, то на Венере всё совсем не так.
Там на высоте 50 км, наоборот, по некоторым параметрам достаточно комфортные условия — положительная температура от 30 до 50 градусов, давление 1 бар, примерно такое же, как на Земле у поверхности. Правда, воздух там насыщен парами серной кислоты, так что говорить о каком-то особом комфорте не приходится. Именно в этом слое международной команде ученых из Кардиффского университета удалось обнаружить присутствие газа фосфина.
Вот как комментирует это открытие Денис Беляев, старший научный сотрудник отдела физики планет ИКИ РАН: «Уровень фосфина был измерен с двух наземных телескопов, один находится в Чили, другой на Гавайях. И оба они подтвердили наличие очень малого количества фосфина. В публикации указаны данные о двадцати частях на миллиард. То есть на один миллиард молекул приходится всего два десятка молекул фосфина. То, что ученым удалось обнаружить этот газ, даже в такой небольшой концентрации, очень серьезное достижение».
Преждевременная радость
Фосфин является одним из биомаркеров, то есть веществом, по которому можно определить наличие жизни на планете. К ним относятся вещества, характерные для жизнедеятельности земных организмов, и вещества, молекулы которых не могут спонтанно накапливаться за счет геологических или других процессов без участия жизни.
«Например, кислород в нашей атмосфере не может существовать в большом количестве без жизни на Земле. Если жизнь на нашей планете полностью прекратится, за миллионы лет количество кислорода в атмосфере сильно упадет», — объясняет молекулярный биолог, популяризатор науки Андрей Макашов.
Иллюстративное изображение молекул фосфина, обнаруженного в атмосфере Венеры. Фосфин может иметь как промышленное, так и биологическое происхождение
Источник изображения: Фото: TASS/Zuma
Почему в качестве биомаркера предложили использовать именно фосфин? На Земле этот газ чаще всего является результатом жизнедеятельности бактерий, живущих под землей без доступа кислорода. Простейший пример такой анаэробной экосистемы — свалка бытовых отходов. Именно там, в глубине, работают бактерии, выделяющие чрезвычайно ядовитый фосфин.
Сам по себе он достаточно активен, является сильным восстановителем и легко связывается с другими веществами, превращаясь в более стабильные формы. И если фосфин обнаружен, то есть большая вероятность, что он был произведен бактериями. По крайней мере в земных условиях всё происходит именно так.
То, что этот газ был найден в атмосфере Венеры, еще более удивительно. «На Венере на высоте 50 км находятся облака, содержащие большое количество серной кислоты, являющейся сильным окислителем. И получается, что в том месте где есть сильный окислитель, мы находим следы мощного восстановителя. Вспоминая школьную программу по химии, мы понимаем, что это очень странное явление. Фосфин в таких условиях должен очень быстро окисляться серной кислотой до фосфорной кислоты. То есть там существует очень интересное явление, которое обеспечивает возобновление фосфина в венерианских условиях», — говорит Андрей Макашов.
Означает ли это, что на Венере есть жизнь, по крайней мере бактериальная? Ученые считают, что утверждать такое слишком преждевременно. «Сложно говорить о том, что это именно биогенный процесс, происходящий в облаках. Это всего лишь один биомаркер, а таких биомаркеров по разной классификации может быть очень много. Всегда есть возможность, что это цепочка химических процессов, происходящая без участия венерианской жизни, просто мы пока не знаем, как именно. Мы должны относиться к такому, безусловно, интересному и важному открытию с осторожностью, и не стоит пока громко заявлять, что на Венере найдена жизнь», — говорит Денис Беляев.
Фото: TASS/Zuma
Источник изображения: iz.ru
С другой стороны, пока больше ничем другим объяснить этот процесс нельзя. Скорее всего, ученым нужно проверить полученные результаты, уточнить их и попробовать проанализировать все возможные варианты, как именно в атмосфере Венеры может образовываться фосфин. Помогла бы в таком случае и космическая миссия к Венере со специальным спектрометром на борту для более точного определения количества фосфина в атмосфере.
Сказать точно, когда и от какой страны отправится на Венеру ближайшая миссия, пока очень сложно. В отличие от Марса полетов к Венере меньше, условия там гораздо сложнее, а отправленные наземные модули «живут» всего несколько часов после посадки. Из российских миссий наиболее перспективной можно назвать «Венеру-Д» (буква Д, указывает, что миссия предполагается длительной). В настоящее время этот проект находится в стадии эскизного проектирования и теоретически может быть запущен в 2029 году.
Своими руками
А не могли люди сами занести бактерии на Венеру? Ведь советские «Венеры» совершали мягкую посадку на поверхность планеты. И если в наши дни космические аппараты тщательно стерилизуют, то в шестидесятые, на заре космонавтики, контроль был не столь строг.
Вот что говорит об этом историк космонавтики Павел Шубин, автор книги «Венера. Неукротимая планета»: «Первые аппараты серии Венера предназначались для посадки на планету, на которой была возможна жизнь, так что вопросы стерилизации активно обсуждались. Сначала по предложению института микробиологии АН СССР применяли смесь окиси этилена с углекислотой. В 1964 году Минздрав предложил более эффективную смесь. И всё было бы хорошо, если бы не выяснилось, что бактерии могут выживать в жидкостях систем терморегулирования. Новые правила и жидкости были приняты в мае 1966 года. Но «Венера-3» села на Венеру еще в марте. Так что теоретически занести могли на ней.
Макет автоматической станции «Венера-3»
Источник изображения: Фото: РИА Новости/Александр Моклецов
После «Венеры-4» станции на Венеру уже особо и не стерилизовали. Впрочем, и поверхности они достигали (кроме «Венеры-5/6») в целости, и в облака вряд ли могли занести микроорганизмы. Другими словами, на мой взгляд, земные микроорганизмы могли попасть в атмосферу Венеры только с тех спускаемых аппаратов, что разрушились в атмосфере планеты. Это «Венера-3», «Венера-4», «Венера-5/6». Самый слабый СА был у «Венеры-3». Вот только его с одной стороны точно специально стерилизовали перед отправкой. С другой стороны, постфактум оказалось, что некоторые элементы станций простерилизовали плохо».
Но даже если какие-то бактерии и могли просочиться со станцией в атмосферу Венеры, практически нет никаких шансов, что они выжили бы во время посадки в высокотемпературном облаке плазмы, образующемся вокруг посадочного модуля при прохождении плотных слоев атмосферы. Кроме того, в цех сборки анаэробным бактериям попасть очень сложно.
Есть и еще один момент. Дело в том, что для выделения фосфина земным бактериям требуется органика, содержащая фосфор, который они могут перерабатывать. Откуда им брать пищу на высоте 50 км над Венерой, мы пока не знаем, хотя, по данным межпланетных станций «Вега». фосфор там присутствует. То же самое касается и возможности, что жизнь была занесена на Венеру с земли миллионы лет назад. Гипотетически сильный удар метеорита мог выбить в атмосферу обломки Земли с бактериями на них. Но опять же не ясно, сумели бы бактерии приспособиться от анаэробной жизни к размножению в условиях атмосферы Венеры.
Михаил Котов
