Ученые из Великобритании изучали предположение, связывающее необычный состав атмосферы Венеры с наличием жизни в ее облаках, и определили наибольшую возможную плотность биомассы предполагаемых микроорганизмов. Выводы сделаны на основе содержания диоксида серы в венерианской атмосфере и позволят оценивать вероятность возникновения жизни на похожих планетах вне нашей системы.
Диоксид серы (SO2Венера обладает уникальной системой циркуляции серы. Открытие этого элемента было сделано во время первых исследований планеты, когда приборы на наземных станциях и космических аппаратах обнаружили его во всех слоях атмосферы — над облаками, внутри них и под ними. В конце 70-х годов ученые обратили внимание на необычное распределение диоксида серы в атмосфере Венеры.
Содержание диоксида серы в облаках Венеры и над ними значительно меньше, чем в нижних слоях атмосферы. Над облаками концентрация SO… 2Содержание серной кислоты в атмосфере Венеры ожидаемо высокое (поскольку фотохимическое воздействие солнечного света превращает диоксид серы и пары воды в серную кислоту, наполняющую венерианские облака), но в плотном слое облаков его должно быть значительно больше, чем наблюдается сейчас.
Во время поиска способа избавления от сернистого газа в атмосфере Венеры был предложен биологический вариант. Это три возможных биохимических пути метаболизма гипотетических микробов Венеры. С их помощью организмы, обитающие в нижних слоях облаков на высоте 47–57 километров, могли бы поглощать и перерабатывать SO2. 2 в другие соединения серы.
Ученые из Кембриджского университета проанализировали влияние метаболизма потенциально существовавших микроорганизмов на атмосферу Венеры, используя модели атмосферы и биохимии. опубликована в журнале Nature Communications.
Два последних года мы стремились понять необычное поведение серы в атмосфере Венеры, — сказал соавтор исследования доктор Пол Риммер. Paul Rimmer«Жизнь очень хорошо объясняет необычную химию, поэтому мы выяснили, возможно ли, что жизнь может объяснить также современные данные наблюдений».
Разработанные авторами модели показали, что при определённых параметрах возможно снижение концентрации диоксида серы до наблюдаемых значений. Однако гипотетические микроорганизмы должны были бы поглощать и другие соединения (например, угарный газ, водород и сероводород), а также производить и выбрасывать в атмосферу побочные продукты жизнедеятельности, такие как сероводород, углекислый газ и карбонилсульфид. Это существенно изменило бы соотношение атмосферных газов, что не согласуется с наблюдениями.
Результаты моделирования совпадут с данными о составе газов в атмосфере Венеры лишь при условии строго ограниченного уровня концентрации биомассы предполагаемых микроорганизмов. Тем не менее, даже при таком условии полностью воспроизвести истощение атмосферного SO… 2Биохимические реакции больше недоступны. По расчётам, при самой вероятной оценке энергозатрат клеток микроорганизмов, их количество не должно превышать 10. -5-10-3В одном кубическом метре воздуха содержится миллиграммов. Авторы исследования признают, что при использовании неизвестного метаболизма эта оценка может существенно меняться.
Исследователи считают, что их результаты могут быть полезны для изучения атмосфер экзопланет, похожих на Венеру, а также для поиска жизни за пределами Солнечной системы. Некоторые молекулы серы, упомянутые в новом исследовании, можно будет обнаружить с помощью недавно запущенного космического телескопа имени Джеймса Уэбба.
Чтобы понять наличие жизни на отдельных планетах, нужно выяснить причины её отсутствия на других.
Если жизнь смогла бы проникнуть в венерианские облака, подход к поиску химических признаков жизни на других планетах претерпел бы радикальные изменения, — подытожил соавтор исследования доктор Оливер Шорттл. Oliver Shorttle) от отдела геологии и астрономии Университета Кембриджа.