Была ли жизнь на молодой Венере? Жизнь на венере Если жизнь на венере
Многие исследователи утверждают, что на Венере когда-то существовала жизнь - но в результате природных либо космических катаклизмов экстремально высокая температура на поверхности планеты уничтожила все или почти все растения и организмы. Учёные задаются вопросами: что же могло произойти? И не ожидает ли подобная судьба нашу Землю?
Сестра Земли
Что мы вообще знаем о Венере? Очень много - и почти ничего.
После 1983 года спуск космических аппаратов на поверхность Венеры не производился (несколько американских кораблей пролетали мимо неё по пути к Юпитеру, Сатурну и Меркурию и передали данные, уточняющие состав атмосферы). Но изучение второй от Солнца планеты не прервалось. Скорее, наоборот - совсем недавно российские учёные подтвердили, что в течение 30 лет вели активную работу, систематизируя все полученные данные.
В 2012 году главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Леонид Ксанфомалити заявил о том, что жизнь существует не только в атмосфере, но и на поверхности Венеры! Такой вывод можно сделать после многолетнего изучения снимков, переданных спускаемыми аппаратами в 1975 и 1982 годах. Их обрабатывали с помощью новейшей аппаратуры, убирая все возможные помехи.
По мнению Леонида Ксанфомалити, объекты «диск», «скорпион», «чёрный лоскут», «сыч» и другие - это живые существа, которые из-за посадки модуля покинули данное место обитания, а потом вернулись обратно. Не все специалисты согласны с этой гипотезой, но других логичных объяснений (кроме помех или сбоя аппаратуры) пока никто не предложил. Прояснить вопрос о наличии жизни на данной планете поможет полёт российского аппарата «Венера-Д», запуск которого запланирован на 2026 год. Ждать грандиозного открытия осталось недолго.
В поисках внеземной жизни ученые рассмотрели множество разных вариантов. Например, Марс имеет геологические особенности, которые предполагают, что когда-то у него была жидкая вода, одно из основных условий для жизни.
Ученые также изучают спутники Сатурна Титан и Энцелад, и луны Юпитера «Европа», «Ганимед» и «Каллисто» как возможные убежища для жизни в океанах под ледяным покровом.
Теперь же ученые возвратились к старой идее, которая обещает новую перспективу в поисках жизни за пределами Земли: жизнь на Венере, а точнее в облаках Венеры.
В статье, опубликованной 30 марта в журнале «Астробиология», международная команда исследователей, возглавляемая ученым-планетологом Санджаем Лимайе из Университета Висконсина, рассматривает атмосферу Венеры как возможную среду обитания для внеземной микробной жизни.
«У Венеры было достаточно времени для самостоятельной эволюции жизни», объясняет Лимай, отмечая, что некоторые модели предполагают, что у Венеры когда-то были подходящие климатические условия и жидкая вода на поверхности в течение 2 миллиардов лет. «Это намного дольше, чем на Марсе».
По словам соавтора исследования Дэвида Смита, на Земле наземные микроорганизмы, в основном бактерии, могут попасть в атмосферу, где они были найдены живыми на высотах до 41 километра учеными, использующими специально оборудованные воздушные шары из Исследовательского центра Эймса НАСА.
Существует также растущий каталог микробов, которые, как известно, обитают в невероятно суровых условиях на нашей планете, включая горячие источники Йеллоустоуна, глубоководные гидротермальные жерла, токсичный осадок загрязненных районов и озер во всем мире.
«На Земле мы знаем, что жизнь может процветать в очень сложных условиях, может питаться углекислым газом и вырабатывать серную кислоту», — говорит Ракеш Могул, профессор биологической химии Калифорнийского государственного политехнического университета. Он отмечает, что облачная, очень плотная и кислотная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа и водяных капель, содержащих серную кислоту.
Идея возможной жизни в облаках Венеры была впервые поднята в 1967 году биофизиком Гарольдом Моровицем и знаменитым астрономом Карлом Саганом. Спустя десятилетия ученые-планетологи Дэвид Гринспун, Марк Баллок и их коллеги расширили эту идею.
Подтверждая мнение о том, что атмосфера Венеры может быть подходящей нишей для жизни, серия космических зондов на планете, запущенная в период между 1962 и 1978 годами, показала, что условия температуры и давления в нижней и средней частях венерианской атмосферы между 40 и 60 километров — не препятствовали бы микробной жизни.
Известно, что поверхностные условия на планете являются очень негостеприимными — температура достигает 460 градусов по Цельсию, а давление 90 атмосфер.
Санджай Лимайе, который проводит свои исследования в качестве ученого НАСА, участвующего в миссии Акацуки японского агентства аэрокосмических исследований на Венеру, хотел вернуться к идее изучения атмосферы планеты после случайной встречи на семинаре с соавтором статьи Гжегожем Словиком из польского университета Зелена Гура.
Словик рассказал ему о бактериях на Земле со светопоглощающими свойствами, похожими на те неопознанные частицы, которые составляют необъяснимые темные пятна, наблюдаемые в облаках Венеры. Спектроскопические наблюдения, особенно в ультрафиолете, показывают, что темные пятна состоят из концентрированной серной кислоты и других неизвестных светопоглощающих частиц.
Эти темные пятна были загадкой, поскольку они были впервые обнаружены наземными телескопами почти столетие назад, говорит Лимайе. Они были изучены более подробно при полетах автоматических зондов к планете.
«Венера показывает некоторые эпизодические темные, серные насыщенные пятна, с контрастами до 30-40 процентов в ультрафиолете и приглушенные в более длинных световых волнах. Эти пятна сохраняются в течение нескольких дней, постоянно изменяя свою форму и размер», — говорит Лимайе.
Частицы, составляющие темные пятна, имеют почти те же размеры, что и некоторые бактерии на Земле, хотя приборы, которые на сегодняшний день изучали атмосферу Венеры, не способны различать материалы органической или неорганической природы.
Пятна могут быть чем-то похожим на цветение водорослей, которые обычно происходят в озерах и океанах Земли — только они должны развиваться в атмосфере Венеры.
Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP).
Изображение: Northrop Grumman
При охоте за внеземной жизнью планетарные атмосферы, отличные от Земли, остаются в значительной степени неисследованными.
Одна из возможностей для изучения облаков Венеры, говорит Лимайе, находится на чертежной доске: VAMP или Venus Atmospheric Maneuverable Platform, корабль, который летает, как самолет, но плавает как дирижабль и может оставаться в воздухе в облачном слое планеты до года для сбора данных и образцов.
Такая платформа может включать в себя метеорологические, химические датчики и спектрометры, говорит Лимай. Она также может нести особый тип микроскопа, способного идентифицировать живые микроорганизмы.
«Чтобы действительно знать, нам нужно изучить облака на месте», — говорят ученые. «Венера может стать захватывающей новой главой в исследовании внеземной жизни».
Ученые по-прежнему надеются, что такую главу можно открыть, так как в настоящее время ведутся дискуссии о возможном участии НАСА в российской миссии Роскосмоса -Венера-Д, которая намечена на конец 2020-х годов. Текущие планы для Венеры-Д могут включать в себя орбитальный аппарат, посадочную площадку и наземную станцию, созданную НАСА, а также маневренную воздушную платформу.
Больше информации: Sanjay S. Limaye et al. Venus’ Spectral Signatures and the Potential for Life in the Clouds, Astrobiology (2018). DOI: 10.1089/ast.2017.1783
Венера не самое приятное место для людей в Солнечной системе. Credit: NSSDC Photo Gallery
Почему человек не сможет выжить на Венере
Конечно же на данный момент Венера не является местом пригодным для жизни. На планете слишком активная вулканическая деятельность и постоянные парниковые эффекты. Эти процессы делают выживание живых организмов на этой планете практически невозможным. Температура красно-оранжевой поверхности Венеры достигает пределов способных расплавить свинец. То, что происходит на этой планете и как выглядит у человечества с древних времен и по наши дни сопоставимо разве что с адом, не иначе. Но что если поверить в то, что жизнь человека на этой планете возможна? С чем бы столкнулось человечество при попытке ее заселить?
Если учитывать характеристики планет, Венеру часто воспринимают как сестру-близнеца Земли. Размеры и химический состав обоих космических тел практически одинаков. К тому же у Венеры есть атмосфера. Именно это и привлекло к оранжевой планете внимание космических исследователей со всего мира и созданию программ по ее изучению от европейских, советских и американских космических агентств еще с 1960 года.
В начале 1990-х годов благодаря космическому аппарату Magellan под руководством NASA были получены радиолокационные данные для отображения 98% информации о рельефе Венеры, которую невозможно разглядеть из-за очень высокого уровня облачности. На поверхности были обнаружены горы, кратеры, тысячи вулканов, реки из лавы до 5000 км в длину, кольцеобразные структуры и необычные деформации местности похожие на мозаику.
Но были обнаружены и равнины, и они, между прочим, занимают две трети поверхности Венеры. Данные места можно обозначить, как единственно возможные для существования предполагаемой жизни.
Однако прогулки по равнинам Венеры мягко говоря не показались бы человеку приятными. На поверхности планеты нет воды, потому что она подвержена постоянному парниковому эффекту. Ее атмосфера перенасыщена углекислыми газом удерживающим тепло, в результате чего температура над корой достигает порядка 465 градусов Цельсия.
Масса Венеры составляет примерно 91% массы Земли, поэтому прыжки на планете возможны немного выше, а объекты весят немного легче. Но из-за густоты атмосферного слоя и его сопротивления движения человека стали бы намного медленнее, примерно такие как если бы он находился в воде. К слову о воде. Атмосферное давление, которое испытывал бы человек на Венере сравнимо с давлением которое он бы испытал находясь на глубине 914 метров ниже уровня моря.
Венера не зря получила прозвище «злой близнец Земли»: раскаленная, обезвоженная, покрытая токсичными облаками. Но всего лишь один или два миллиарда лет назад две сестры, возможно, были более похожи. Новые компьютерные моделирования предполагают, что ранняя Венера очень напоминала нашу родную планету и даже могла быть пригодной для жизни.
«Одна из самых больших загадок Венеры, как же получилось, что она так отличается от Земли. Вопрос становится еще интереснее, когда со стороны астробиологии вы рассматриваете возможность того, что Венера и Земля были очень похожи в период зарождения земной жизни», – говорит Дэвид Гринспун из Планетологического института США в Тусоне, штат Аризона.
Гринспун и его коллеги не первыми предположили, что Венера когда-то была пригодной для жизни. Она похожа на Землю по размеру и плотности, а также нельзя игнорировать факт, что две планеты сформировались близко друг к другу, а это позволяет считать, что они созданы из аналогичных материалов. Венера также имеет необычно высокое отношение дейтерия к атомам водорода, знак того, что когда-то на ней было значительное количество воды, загадочным образом исчезнувшей в течение долгого времени.
Художественное изображение климата современной Венеры. Credit: Deviantart/Tr1umph
Для имитации ранней Венеры исследователи обратились к модели условий окружающей среды, использующейся для изучения изменений климата на Земле. Они создали четыре сценария, незначительно расходящихся в деталях, например, в количестве энергии, получаемой от Солнца, или продолжительности венерианского дня. Там, где о климате Венеры информация была скудной, команда заполнила пробелы обоснованными предположениями. Они также добавили неглубокий океан (10% объема океана Земли), покрыв им около 60 процентов поверхности планеты.
Глядя на развитие каждой версии с течением времени, исследователи предположили, что планета могла выглядеть как ранняя Земля, и быть пригодной для жизни в течение значительного периода. Наиболее перспективным из четырех сценариев оказалась модель с умеренной температурой, густой облачностью и незначительным снегопадом.
Могла ли появиться жизнь на ранней Венере? Если этого не произошло, виной тому выкипевшие в последствии океаны и вулканы, резко изменившие пейзаж около 715 миллионов лет назад. Но все-таки команда не исключила вероятность развития жизни в древние времена на второй планете Солнечной системе.
«Обе планеты, вероятно, наслаждались теплыми океанами воды в сочетании с каменными берегами и органическими молекулами, проходившими химическую эволюцию в этих океанах. Насколько мы понимаем, сегодня это и есть требования, предъявляемые к теориям происхождения жизни», – говорит Дэвид Гринспун.
Чтобы укрепить эти выводы, будущие миссии к Венере должны сфокусироваться на признаках эрозии, связанной с водой, которые обеспечили бы доказательства наличия океанов в прошлом. Такие признаки уже были обнаружены на Марсе. В настоящее время NASA рассматривает два потенциальных проекта по изучению Венеры, хотя ни один еще не утвержден.
Татьяна Зимина. По информации ЕКА и ИКИ РАН.
Снимок Венеры в ультрафио-летовом диапазоне (длина волны 0,365 мкм), сделанный с расстояния 30 000 км с помощью камеры, установленной на европейском космическом аппарате «Венера-Экспресс». На фото видны тёмные и светлые области, связанные с неизвестн
Миллиарды лет назад на Венере, по всей вероятности, было значительно больше воды, чем сейчас. Европейский космический аппарат «Венера-Экспресс», работающий на венерианской орбите с апреля 2006 года, подтвердил, что планета в прошлом потеряла большое количество воды.
Венера и Земля считаются внешне похожими планетами - они имеют примерно одинаковые размеры, значения силы тяжести и весьма схожи по основному химическому составу. Это позволяет предполагать, что в прошлом на Венере, как и на Земле, были океаны, а значит, могла быть жизнь. Сегодня же планета раскалена до 460 о С, а вода присутствует лишь в её атмосфере и в столь малых количествах, что, если её сконденсировать на планетарную поверхность, она образует слой толщиной всего 3 см.
Почему же Венера потеряла свою воду? Как считают астрофизики, когда-то, примерно от 500 млн до 4 млрд лет от рождения планеты, под действием ультрафиолетовых лучей Солнца, молекулы воды распались на атомы - два атома водорода и один атом кислорода, и были унесены, вероятно солнечным ветром, в межпланетное пространство. Ведь у Венеры, в противоположность Земле, нет магнитного поля, которое могло бы защищать её от солнечного ветра - потока заряженных частиц, беспрепятственно бомбардирующих верхние слои атмосферы «голубой» планеты, унося из неё ионы.
Эксперименты, проведённые с помощью анализатора космической плазмы и атомов больших энергий (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms - ASPERA), установленного на борту европейского космического аппарата, показали, что на ночной стороне Венеры действительно существуют огромные потери водорода и кислорода, причём в соотношении, характерном для молекул воды. Была измерена скорость «выхода» этих атомов. При этом, как показали эксперименты, верхние слои атмосферы планеты содержат повышенное количество дейтерия, который, будучи более тяжёлым атомом по сравнению с водородом, с меньшей лёгкостью вырывается из объятий планеты.
Как считает Колин Уилсон из Оксфордского университета (Великобритания), экспериментальные данные указывают на то, что в прошлом на Венере было много воды. Однако это всё же не означает, что на её поверхности были океаны.
Эрик Шассфьер из Университета Париж-Юг (Франция) разработал математическую модель, согласно которой вода на Венере в основном присутствовала в её атмосфере и существовала только на самых ранних стадиях развития планеты, когда та была в расплавленном состоянии. После того как распавшиеся молекулы воды улетучились в космическое пространство, температура упала, что, вероятно, привело к затвердеванию поверхности планеты. То есть никаких океанов, согласно этой модели, на Венере никогда не было. Правда, даже если модель Шассфьера окажется верной, это не исключает возможности, что вода могла быть доставлена на планету кометами уже после того, как её поверхность стала твёрдой. Эта вода могла стать средой обитания для живых организмов.
Цель европейской миссии «Венера-Экспресс» - изучение эволюции атмосферы Венеры и содержащихся в ней летучих веществ: как они возникали и как взаимодействовали с поверхностью, а также как атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. Кроме того, предполагалось, что в ходе экспериментов обнаружится вулканическая и сейсмическая активность на планете.
В состав аппаратуры европейского космического аппарата включены несколько научных приборов, созданных с участием российских учёных из ИКИ РАН и НПО им. Лавочкина. Это спектрометр высокого разрешения и универсальный спектрометр (SPICAV-SOIR), предназначенные для исследования вертикальной структуры атмосферы, профилей температуры, облаков и малых атмосферных составляющих. А также планетный Фурье-спектрометр, предназначенный для оптического анализа атмосферы и исследования её термической структуры (прибор оказался неработоспособным).
Отметим, что Венера - главный объект исследования российских планетологов, к ней в общей сложности было запущено 16 космических аппаратов серии «Венера» и два аппарата «Вега» с посадочными модулями и аэростатными станциями. Благодаря измерениям, выполненным с борта советских спускаемых и посадочных космических станций в 1970-1980-х годах, была построена базовая модель атмосферы Венеры.
В настоящее время разрабатывается российский проект «Венера-Д» (буква «д» означает «долгоживущая») для дальнейшего изучения химического состава атмосферы, поверхности и выяснения всё того же вопроса: куда исчезла с планеты вода?
Основное отличие посадочного аппарата нового российского космического комплекса - относительно долгая (несколько дней) работоспособность его научного оборудования в условиях высоких температур и давления. (Посадочные аппараты предыдущих венерианских станций работали на планете не более полутора часов.) В состав миссии войдут орбитальный блок, спускаемый аппарат и флотилия аэростатных баллонов, которые будут летать на высотах с 35 до 60 км и с которых будет производиться съёмка поверхности. Запуск космического аппарата планируется на конец 2016 года.
