Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 08 (15)

Жидкая сера, отсутствующая на Меркурии, имеется на совсем другой планете. Это спутник Юпитера Ио. Хотя она лежит далеко за холодным пределом пояса жидкой воды, Ио оказалась очень горячей планетой. Как впервые установили пролетевшие в 1979 году мимо Юпитера “Вояджеры”, ее поверхность буквально усыпана серными вулканами. Расплавленная сера образует озера глубиной в несколько километров и протяженные потоки. Очевидно, вулкан извергает из недр планеты отнюдь не чистую серу или ее диоксид, а раствор сложного состава, в котором обязательно присутствуют кремний, кислород, всевозможные металлы, а может быть, и тог же углерод. В этом случае по мере остывания магмы (а ее температура на Ио превышает 1770К при средней температуре поверхности планеты 130К) появляется принципиальная возможность возникновения из этих компонентов сложных химических соединений, в том числе тех, которые Азимов упоминал в качестве основы для жизни. В целом гипотетический биоценоз на Ио должен напоминать тот, что складывается вокруг черного курильщика.

Со следующей горячей планетой, Венерой, все обстоит не столь прозаично, как с Меркурием. Многие ученые и писатели воспели в своих трудах жизнь на этой покрытой непроницаемыми облаками и, стало быть, дождливой планете.

После того как на Венере в 1975 году советские автоматические станции “Венера-9” и “Венера-10” провели исследования, стало ясно, что с многовековой мечтой найти на этой планете жизнь, подобную нашей (а размышлениями на эту тему занимались многие ученые, от М.В.Ломоносова до Сванте Аррениуса), можно покончить: телекамера передала вторую, после Луны, безжизненную панораму. Давление в 100 атмосфер и температуру 740К могут выдержать только камни. Что касается колыбели жизни — жидкого растворителя, то тут не все просто. Во-первых, углекислый газ, из которого на 95 % состоит атмосфера Венеры, в этих условиях может оказаться уже не газом, но и не жидкостью, а пребывать в четвертом состоянии вещества — сверхкритическом (считая в ряду твердое — жидкое — газ — сверхкритический флюид — плазма), в которое он переходит при 75,5 атм и 305К. То есть, стать полярным и очень сильным растворителем. Его плотность при венерианском давлении и температуре оказывается в двенадцать раз меньше, чем плотность воды и в сто раз больше плотности земного воздуха. Кроме того, в высокогорных областях температура поверхности на десятки градусов меньше, чем в низинах.

Мощные гейзеры часто пробивают ледяную кору Энцелада

Извержение серного вулкана на спутнике Юпитера Иозафиксировано аппаратом "Вояджер”

Очень интересная зона находится на той высоте, где сверхкриптический флюид из-за уменьшения давления становится газом. В этой области должны быть сильные неоднородности (при опытах на Земле в момент фазового перехода наблюдается потемнение газа), а, кроме того, из флюида выпадают растворенные вещества. Сверхкритический СО 2неплохо растворяет как фторуглероды, так и кремнийорганические полимеры. Вряд ли кто-нибудь досконально исследовал особенности взаимодействия столь сильно нагретого сверхкритического СО 2с горными породами, да не в микроскопических объемах экспериментальной кюветы, а в геологических масштабах пространства и времени. Поэтому вопрос: “А не может ли в этих условиях получиться силоксановая или фторопластовая жизнь?” — остается открытым.

Второй жидкий растворитель на Венере расположен в более приятной области — в верхних слоях атмосферы, где есть сернокислые облака. Серная кислота — тоже полярный растворитель, только, в отличие от воды, очень кислый. В нем группа С=С проявляет те же свойства основания, что и группа С=О в воде. Результат возможной реакции оказывается тем же — соединение двух простых молекул углеводорода в сложную, и это может лежать в основе метаболизма.

Кстати, эта гипотеза ведет к очень важному практически ценному выводу: доставлять на Землю образцы атмосферы Венеры нежелательно, мало ли какую нежить можно оттуда занести. Во всяком случае, это надо делать с серьезными мерами предосторожности: ведь в отличие от фторопластовой нежити, которая не сможет существовать на холодной Земле, обитатели сернокислых облаков будут построены из схожих органических молекул.

Ближайшая к нам планета, которая расположена за дальним пределом пояса жизни, — это Марс. О непростой истории поиска на нем жизни земного типа известно, наверное, всем. От этой планеты вряд ли можно ожидать какой-то экзотической нежити. Изо всех жидкостей там была и есть только вода. Раньше — в виде океанов, сейчас — в виде тонких пленок на камнях в районе экватора, густых туманов в лощинах и где-то под поверхностью планеты в виде чрезвычайно соленых растворов, которые время от времени прорываются наружу. Значит, жизнь должна быть органической, белковой. Собственно, именно в рамках этой гипотезы возможна трактовка одного из интереснейших результатов, который получил европейский корабль “Марс-экспресс”, а именно обнаружение в атмосфере планеты повышенного держания метана как раз над той экваториальной областью, где ранее были зафиксированы большие объемы воды или льда.

Поскольку метан быстро разрушается под действием ультрафиолета, кто-то или что-то должно его постоянно выделять. На Земле этим, в частности, заняты бактерии и вулканы. На Марсе вулканов нет. Марсианские бактерии пока что проходят по разряду нежити: положа руку на сердце, надо признать, что никаких явных следов даже микроскопической жизни на поверхности этой самой исследованной планеты найти не удалось, как мы ни старались. Однако, для того чтобы выделять метан на Марсе, местные бактерии должны быть устроены примерно так же, как наши, земные, что опять же наводит на размышления: не опасно ли доставлять на Землю образцы марсианского грунта.

В поисках других растворителей следует отправиться к самой большой планете системы — к Юпитеру, у которого должны быть облака жидкого аммиака. Это вещество при атмосферном давлении становится жидким в интервале температур 194-240К и 196–371 при 60 атм. Поскольку на той глубине, где давление достигает 8 атм., уже тепло — 300К, жидким аммиак будет только в верхнем слое облаков. То есть, получаем холодный мир. Зато сам аммиак — такой же полярный растворитель, как вода, только более щелочной: кислотность NH4+ на порядок ниже, а основность NH2 - на пятнадцать порядков выше, нежели у их водяных аналогов. Поэтому в аммиаке идут совсем другие реакции, но и здесь можно подобрать аналог упомянутой выше реакции, без которой нереален метаболизм органических веществ. Это будет реакция группы C=N, которая тоже дает возможность построить цепочку углеводородного полимера.