Wenus mogła mieć oceany, atmosferę tlenową i życie. Możliwe, że nadal tam żyją mikroorganizmy. Korespondent RIA Novosti, po wspólnym seminarium z NASA w Instytucie Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk, poświęconym wyborowi miejsca lądowania dla misji Venera-D, zorientował się, jaka jest ta planeta zaraz po uformowaniu się Układu Słonecznego.
Wenus jako egzoplaneta
Jak powstało życie w Układzie Słonecznym i czy gdzie indziej we Wszechświecie? To obecnie jedno z najgorętszych pytań w astronomii. Naukowcy szukają ciał niebieskich, takich jak Ziemia, na których mogą znajdować się ślady wody w stanie ciekłym. Tymczasem w pobliżu znajduje się planeta bardzo podobna wielkością i masą do naszej - Wenus.
Uważa się, że Ziemia i Wenus powstały w tym samym regionie dysku protoplanetarnego, z tego samego materiału, ale potem ich rozwój przebiegał w różny sposób.
Ziemia jest otoczona atmosferą zawierającą prawie 20% tlenu, a umiarkowany efekt cieplarniany i obecność oceanów sprawiają, że warunki na powierzchni są komfortowe dla życia. Wenus jest otoczona powłoką dwutlenku węgla, na powierzchni - prawie pięćset stopni Celsjusza ze względu na gigantyczny efekt cieplarniany i ciśnienie 92 atmosfer.
Ku zaskoczeniu naukowców okazało się, że warunki panujące na pięćdziesięciu egzoplanetach, porównywalnych pod względem wielkości z Ziemią, powinny być bardziej podobne do tych na Wenus.
Wenus jest nieco poza strefą zamieszkałą - tak nazywa się orbity, w których promieniowanie gwiazdy nie jest tak silne, aby niszczyć wodę w stanie ciekłym. Otrzymuje więcej energii od Słońca niż od swojej gwiazdy, czerwonego karła, jednej z najbardziej obiecujących egzoplanet w poszukiwaniu śladów życia - TRAPPIST-1d, znajdującej się na granicy strefy zamieszkałej.
Film promocyjny:
Ponieważ w dającej się przewidzieć przyszłości nie będziemy bezpośrednio otrzymywać informacji o warunkach panujących na egzoplanetach (wszystkie dane będą pośrednie lub uzyskiwane zdalnie), Wenus jest najlepszą opcją do badania ewolucji planet i warunków ich zamieszkania.
Jak zauważył Michael Way z Goddard Space Research Institute NASA, Wenus jest bardzo ważna dla badań astrobiologicznych. W tej kwestii wśród uczonych panuje zgoda. Konieczne jest zrozumienie, jak powstawała jego atmosfera, jaka jest historia powierzchni, jakie były warunki temperaturowe w przeszłości.
Wszystkie pytania o zamieszkanie Wenus opierają się na kwestii istnienia na niej ciekłej wody. Pośrednio o takiej możliwości świadczy niezwykły stosunek zawartości deuteru do wodoru, wielokrotnie wyższy niż ziemski, odkryty po raz pierwszy przez amerykańską sondę „Pioneer” w 1978 roku i potwierdzony przez europejski aparat „Venus-Express”. Można to wytłumaczyć, gdyby w przeszłości planeta miała bardzo duże oceany, które jednak wyparowały, a lekki wodór opuścił atmosferę w wyniku dysocjacji cząsteczek wody.
Kiedy oceany wyparowały i z jakiego powodu? Way uważa, że odpowiedzi na te pytania może udzielić tylko przyszła misja na Wenus, która zbierze informacje o elementach lotnych w atmosferze i na powierzchni.
Zdjęcie Wenus w zakresie optycznym i ultrafioletowym zrobione kamerami sondy * Akatsuki *.
Za kwaśne
Statki kosmiczne Venera, Pioneer i Vega wykazały, że w atmosferze Wenus istnieją trzy warstwy chmur nasycone kwasem siarkowym. Górny jest dobrze obserwowany z Ziemi metodami teledetekcji, w tym w zakresie ultrafioletu, w rzeczywistości w promieniach Słońca. Poniżej znajduje się warstwa środkowa i dolna, które nie są bezpośrednio widoczne ze względu na nieprzezroczystość górnej warstwy.
„Jaka substancja oprócz SO2 pochłania promieniowanie słoneczne w atmosferze Wenus? Gaz, pył czy coś innego?” - pyta planetolog Sanjay Limaye z Uniwersytetu Wisconsin w Madison (USA).
Istnieją dwa założenia: brak równowagi chemicznej w atmosferze i mikroorganizmy w chmurach. Gdyby znalazł się tam metan, byłby to mocny sygnał na korzyść drugiej wersji. Na Ziemi gaz ten jest głównie pochodzenia biogennego.
Wiele rodzajów mikroorganizmów na Ziemi żywią się związkami siarki zamiast tlenu. Limaye uważa, że gdyby takie bakterie znajdowały się na pokładzie sond radzieckich i amerykańskich, które znajdowały się w atmosferze Wenus, mogłyby przystosować się do życia w jej siarkowych obłokach.
Oleg Kotsyurbenko, doktor nauk biologicznych z Ugra State University, mówił o parametrach warstw chmur na Wenus. W przeciwieństwie do gorącej powierzchni temperatura w atmosferze nie jest wysoka. Na wysokości pięćdziesięciu kilometrów temperatura wynosi tylko 50 stopni Celsjusza - całkiem do przyjęcia dla siedlisk drobnoustrojów lądowych. Ciśnienie wynosi dwie atmosfery lub mniej. W takich warunkach występują bakterie ciepłolubne, kwasolubne (acidofilne), zwykli mieszkańcy gorących źródeł, solfatara w kraterach wulkanów, dno morza.
Mogą przetrwać w chmurach Wenus i stworzyć samowystarczalne społeczności, mówi Kotsyurbenko. Jedyny problem: pH 0,3 jest za niskie dla organizmów lądowych.
Mikroorganizmy w jelitach Ziemi żyją w wyższych temperaturach niż w chmurach siarki na Wenus / Ilustracja RIA Novosti. Alina Polyanina.
Młoda Wenus jako kolebka życia
W erze przedsatelitarnej przyrodnicy myśleli, że Wenus jest podobna do Ziemi, że istnieje atmosfera tlenowa, chmury pary wodnej. David Grinspoon wspomina rozczarowanie, jakie spotkało naukowców w 1967 roku, kiedy sonda Mariner przekazała informacje o obwiedni gazowej planety. Stało się oczywiste, że jest całkowicie niezdolna do życia.
W 1997 roku naukowiec przekazał wydawnictwu rękopis książki „Venus objawiona”, w której mówił o możliwości wystąpienia bakterii acidofilnych w obłokach siarkowych. Żywią się energią chemiczną lub fotoreakcją wspomaganą przez wulkanizm.
Grinspoon zasugerował, że nieznany pochłaniacz UV jest prawdopodobnie fotosyntetycznym pigmentem, produktem ich metabolizmu. Drobnoustroje rozmnażają się za pomocą zarodników, które mogą przetrwać najtrudniejsze warunki i służyć jako ziarno do tworzenia aerozolu z kwasem siarkowym. Wpływają na odblaskowe i emisyjne właściwości chmur, a być może nawet na ich dynamikę.
Chmury siarki na Wenus / Ilustracja autorstwa RIA Novosti.
Takie pomysły wydawały się redaktorowi zbyt spekulatywne, podważając wiarygodność książki jako całości i poprosił o ich usunięcie, ale autor odmówił.
Grinspoon uważa, że chmury na Wenus są znacznie dłuższe i stabilniejsze niż na Ziemi, cząsteczki aerozolu w nich istnieją miesiącami i nie opadają. W warstwie górnej tworzą się cząstki submikronowe i nieco większe - odnoszą się one do modów 1 i 2. Największe krople, tzw. Mod 3 aerozolu, znajdują się w warstwie dolnej, ich średnica sięga siedmiu mikrometrów.
W górnej warstwie znajdują się cząsteczki o nieznanej naturze, pochłaniające prawie połowę ciepła odbieranego przez planetę od Słońca. Być może są to związki siarki lub chloru, ale jak dotąd żaden kandydat nie pasuje do obserwowanego widma. Ponadto chłonność warstwy jest bardzo zróżnicowana w czasie i przestrzeni. Wszystko to czeka na wyjaśnienie, a hipoteza o mikroorganizmach istnieje na równi z innymi.
Na wczesnej Wenus miliardy lat temu warunki mogły być jeszcze korzystniejsze niż na Ziemi. Może ta planeta najpierw nadawała się do zamieszkania?
„Kiedy Wenus straciła wodę?” - to jest kluczowe pytanie, według Grinspoon.
Maluje ten obraz. Podczas gdy trzewia planety były aktywne, istniał tam stopiony ocean magmy, wulkany wylewały lawę na powierzchnię, była woda, jej opary tworzyły atmosferę wodno-tlenową.
We wczesnych stadiach Wenus, Ziemia i Mars mogły wymieniać materiał, w tym biologiczny. A kiedy Wenus zaczęła tracić wodę około trzech lub dwóch i pół miliarda lat temu, jej mieszkańcy przystosowali się do życia w chmurach siarki.
„Przez pierwsze dwa miliardy lat Ziemia mogłaby mieć dwóch sąsiadów z oceanami na powierzchni i życiem” - sugeruje naukowiec.
Tatiana Pichugina