Книга Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных - Майкл Саммерс

может затруднять образование длинных цепочек, столь важных для возникновения живых систем. Как и кремний, аммиак – излюбленная основа внеземной жизни у писателей‐фантастов. О нем, к примеру, часто вспоминают, когда пытаются представить себе жизнь в холодных внешних атмосферах газовых гигантов. Его способность растворять металлы приводит, помимо прочего, к увлекательным спорам о возможном цвете поверхности аммиачного океана. Однако, хоть мы и считаем океаны аммиака вполне возможными областями возникновения жизни на экзопланетах, на сегодняшний день никаких доказательств их существования у нас нет.

Как можно заключить уже из самого термина «природный газ», при температурах, которые мы считаем нормальными, метан – газ. Он превращается в жидкость только в диапазоне температур между −162° и −183 °C. Тем не менее нам известен один мир с достаточно низкой температурой поверхности, и мы знаем, что в этом мире существуют океаны из метана и других углеводородов. Таким образом, метан – единственная достоверно известная нам талассогенная субстанция (кроме воды, конечно). Мир, в котором метан определенно является составляющей океана, – это Титан, самый крупный спутник Сатурна. С нашей точки зрения, два важнейших факта, известных нам об этом небесном теле, таковы: во‐первых, это единственная в Солнечной системе луна с плотной атмосферой (состоящей, как и атмосфера Земли, в основном из газообразного азота), а во‐вторых, там ужасно холодно – температура поверхности Титана составляет примерно −179 °C.

Наилучшее описание этого мира будет следующим: он обладает знакомыми геологическими особенностями (например, там есть озера и горы), состоящими из непривычных материалов. При температурах, царящих на поверхности Титана, водяной лед тверд, как камень; озера и океаны, как уже сказано выше, здесь состоят из жидкого метана и других углеводородов. Наиболее знакомый нам из последних – этан, близкий родственник метана, содержащий два атома углерода. Песчаные дюны на экваторе Титана состоят из органических соединений темного цвета – один ученый сравнил их с дюнами из кофейных зерен.

Атмосфера Титана выглядит как оранжевая дымка, не позволяющая ясно разглядеть детали его поверхности. Накопленные за много лет данные, полученные с телескопов и пролетавших вблизи Титана космических зондов, уже давно говорят о том, что его атмосфера насыщена сложными органическими соединениями, гораздо более сложными, чем простой метан. Вскоре после прибытия к Сатурну в 2004 году, космический корабль Cassini запустил в атмосферу Титана зонд, названный в честь Христиана Гюйгенса (1629–1695), голландского астронома, открывшего этот спутник. Так мы впервые увидели поверхность Титана: зонд приземлился и в течение примерно 90 минут передавал с поверхности данные, пока не разрушился в окружающей среде. После этого Cassini еще несколько раз облетел вокруг Титана, картографируя его поверхность при помощи радара. Теперь мы представляем себе эту луну как мир, где углеводороды дождем падают с неба и заполняют моря и озера. (Интересно, что озера Титана повторяют названия земных озер: например, Онтарио и Каюга.) Именно там, в этих озерах и морях ученые надеются найти информацию о развитии жизни в метановой среде.

На возможность зарождения жизни на Титане может повлиять еще одно важное следствие крайне низких температур. Если, как мы уже говорили выше, скорость химических реакций падает вдвое при каждом понижении температуры на 10 °C, то на Титане реакции будут идти примерно в миллион раз медленнее, чем на Земле. Таким образом, если развитие жизни в земных океанах произошло, как сейчас считается, за сотни миллионов лет, на Титане аналогичный процесс занял бы сотни триллионов лет! Но это значительно больше возраста Вселенной. Поэтому первый вывод, к которому мы можем прийти, заключается в том, что если в метановом океане и может развиться жизнь, ей, вероятно, пока не хватило на это времени. Следовательно, ученые, изучающие химические процессы на Титане, должны говорить о поисках не столько самой жизни, сколько предвестников ее появления. И, если только во Вселенной не существует пока неизвестных нам низкотемпературных процессов, нам придется вычеркнуть метановые океаны из списка сред, в которых к настоящему моменту могла бы развиться жизнь.

При этом мы, однако, должны отметить, что не касаемся пока неизвестных каталитических или происходящих под влиянием ферментов процессов, которые могли бы значительно ускорить ход химических реакций. Но тем не менее, пока мы не открыли такие процессы, мы будем придерживаться сформулированной выше общепринятой позиции и говорить о Титане как о месте, где мы можем в настоящий момент обнаружить только химические предпосылки возникновения жизни.

Люди уже много лет раздумывают о том, какие еще жидкости могли бы теоретически сыграть ту же роль, которую играет в земной жизни вода. Гипотез было выдвинуто довольно много. Один из вариантов – сероводород (H2S). В его молекуле атомы серы занимают такое же место, какое молекулы кислорода занимают в воде. Сероводород переходит в жидкую фазу при температуре ниже −60 °C, а следовательно – мог бы стать важной частью окружающей среды на планетах, далеких от материнских звезд. Как и в случае с аммиаком, при такой температуре химические реакции такого типа, какие привели к появлению жизни на Земле, происходили бы в несколько сот раз медленнее, чем они протекают на нашей планете. С другой стороны, для того, чтобы в сероводородном океане на планете, обращающейся вокруг долгоживущей звезды (например, красного карлика), развилась жизнь, времени бы хватило. Однако, в отличие от аммиака, пригодность молекулы сероводорода для развития жизни в научной литературе на сегодняшний день практически не исследовалась. Поэтому мы поместим сульфид водорода, как и длинный список других веществ, которые могли бы заменить воду в процессе развития жизни, в папку с надписью «Кто знает?».

Не так давно появилось несколько работ, в которых в роли жидкости – заменителя воды рассматриваются вещества, находящиеся на другом конце температурной шкалы. О некоторых из них мы уже говорили – например, таким веществом могла бы стать расплавленная лава. В этих случаях проблему составляет не скорость химических реакций, но способность сложных молекул выжить. Ведь с высокими температурами связаны и большие скорости молекул, и их крайне интенсивные столкновения друг с другом. Нам кажется, что такие сложные молекулы, как ДНК, в высокотемпературной среде сохраниться не смогли бы. По всей вероятности, любая информация, передаваемая из поколения в поколение, должна была бы в подобной среде переноситься сложными минералами, способными сохранять свою структуру при высоких температурах.

Итак, мы завершаем разговор о жизни «не как у нас», утвердившись в убеждении о том, что наиболее вероятными компонентами, способствующими развитию жизни, остаются углеродосодержащие молекулы, взаимодействующие друг с другом в водной среде. Следовательно, наша современная стратегия по поиску внеземной жизни в первую очередь на планетах, содержащих эти вещества, в высшей степени разумна. Однако мы понимаем, что не должны