За пределами Земли. В поисках нового дома в Солнечной системе - Чарльз Уолфорт

Профессор помолчал и лукаво улыбнулся.

«Но, вижу, я вас утомил, — произнес он. — Вы спрашивали о динозаврах».

Профессор вывел на экран видеоизображение глубин озера на Титане и сказал:

«Это прислал наш погружаемый буй. Мы держали эти видео в строгом секрете. Вы видите его первыми, не считая членов нашей группы. Мы не уверены в том, как следует называть эти объекты, проносящиеся ближе к краю изображения. Кажется, они передвигаются автономно. Как вы знаете, это море размером примерно с озеро Верхнее, расположенное в США, состоит главным образом из этана, метана и ацетилена. Никакой воды. Так что мы не уверены в том, как назвать эти создания. Слово “рыба” обычно подразумевает наличие воды».

Зал взорвался аплодисментами. Профессор ухмыльнулся.

«Да, мы обнаружили на Титане форму жизни, основанную не на воде, — пояснил он, перекрикивая шум. — И я хочу добавить небольшое примечание к нашему подтверждению пригодности Титана для создания на нем человеческой колонии. Он отвечает всем требованиям, поставленным перед нашим комитетом. Но нас не спрашивали о критериях, касающихся возможного столкновения с местными формами жизни».

Настоящее

Возможно, на Титане есть жизнь, химия которой полностью отличается от химии жизни на Земле. Этому даже есть некоторые подтверждения.

На Земле энергия Солнца питает жизнь, поддерживая химические реакции с участием углекислого газа, кислорода и воды. Растения и водоросли, используя солнечную энергию, соединяют воду с углекислым газом, выделяя кислород и откладывая сахара. Животные, грибы и реакции горения потребляют сахара, отложенные растениями, окисляя их, используя энергию и выделяя воду и углекислый газ. Углерод кочует туда и обратно в относительном равновесии фотосинтеза и дыхания, по крайней мере пока не приходит разумный вид (вроде нас) и не сжигает древние продукты фотосинтеза — ископаемое топливо — и не высвобождает углерод, давным-давно выведенный из уравнения, таким образом нарушая равновесие цикла.

Такого не может быть на Титане, так как там нет газообразного кислорода и жидкой воды. Но ключ к жизни — в возобновляющемся химическом цикле, дающем организмам энергию, и такой цикл там существует. В верхних слоях атмосферы энергия Солнца химически связывается в углеводородах, которые выпадают осадками на поверхность спутника. Смогли бы животные получать эту энергию? На Земле некоторые необычные бактерии действительно извлекают энергию из молекулярных связей углеводородов. На Титане цикл испарения и осадков пополняет запас углеводородов, преобразованных Солнцем. Они могут служить непрерывным источником энергии для основанных на метане организмов.

Водяной лед занимает на Титане такое же место, как земные скальные породы. Жидкий метан занимает место воды. Животные Земли состоят из углерода и воды. В озерах и морях Титана, возможно, обитают животные из углерода и метана. Они могли бы перерабатывать ацетилен (C2H2) и водород (H2), извлекая энергию и выделяя метан (CH4).

В верхних слоях атмосферы Титана образуется ацетилен. Подробности этого процесса прояснил среди прочего Карл Саган. Он предположил существование углеводородов там, где их ингредиенты — распространенные легкие элементы, — витая в пространстве, постоянно бомбардируются ультрафиолетовым излучением Солнца. В 1970-х гг. он со своими коллегами-исследователями воссоздал условия внешней части Солнечной системы в лаборатории и произвел партию красного желе, состоящего из разнообразных углеводородов. Они назвали эту субстанцию толином, а также звездным дегтем.

Саган также размышлял о том, как распознать наличие жизни, радикально отличающейся от нашей. В 1990 г., когда «Галилео» пролетал около Земли на пути к Юпитеру (аппарат получил дополнительное ускорение в гравитационных маневрах вокруг Земли и Венеры, как если бы был раскручен пращой), Саган использовал эту возможность, чтобы попытаться обнаружить жизнь на нашей планете. Это была проверка инструментов аппарата на способность самостоятельно обнаружить жизнь. Результаты были опубликованы в научной статье, написанной так, будто о наличии на Земле жизни ничего не известно; они демонстрировали, как следует толковать данные о Титане, которые будет отправлять «Кассини».

Инструменты для оптической съемки не обнаружили явных свидетельств наличия жизни на Земле: на десятке случайных снимков оказались Антарктика и австралийская пустыня. Саган вычислил, что шансы обнаружить жизнь таким способом невелики. С другой стороны, бесспорным свидетельством в пользу наличия жизни были упорядоченные электромагнитные сигналы, испускаемые вещательными антеннами. Но так обнаруживаются только разумные формы жизни, которые строят радиостанции.

Сведения, наиболее полезные в изучении других планет, дает химия атмосферы. Планета — это огромный химический реактор. В отсутствие жизни, влияющей на сочетание химических соединений, планета производит предсказуемое сочетание атмосферных газов, обусловленное ее удаленностью от Солнца, магнитным полем, геологией и другими измеримыми параметрами. В своей статье Саган указывал, что в атмосфере Земли содержится слишком много кислорода, метана и оксида азота. Этого дисбаланса недостаточно для доказательства наличия жизни, отклонение от ожидаемых результатов могло быть вызвано какими-то аспектами химии планеты, но результаты измерений требуют дальнейшего исследования наличия жизни.

Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса NASA и другие ученые указали на то, что если на Титане существует жизнь, основанная на метане, то там будет наблюдаться подобный дисбаланс. Но следы жизни метановой будут отличаться от следов жизни водной. Измерения Сагана с помощью «Галилео» показали избыток кислорода, метана и оксида азота на Земле, потому что растения и животные перерабатывают углекислый газ и воду. На Титане ультрафиолетовая химия в верхних слоях атмосферы выполняет ту же работу, что и растения на Земле, — улавливает энергию Солнца. Эти молекулы — ацетилен и водород — дождем падают на поверхность, где животные могут извлекать накопленную в них энергию для жизни и выделять метан.

Так же как «Галилео» исследовал Землю, «Кассини» обнаружил предсказанный химический дисбаланс на Титане: недостаток ацетилена и водорода, как если бы эти молекулы на поверхности подъедала метановая жизнь. На поверхности должен был наблюдаться недостаток ацетилена, и «Кассини» его также обнаружил. Кроме того, должен наблюдаться нисходящий поток водорода из верхних слоев атмосферы и его недостаток на поверхности — это тоже наблюдается, и мы знаем модель, объясняющую, как это может происходить.

Используют ли этот ацетилен и водород какие-то существа? Или некий неизвестный нам химический катализатор на поверхности позволяет химикатам реагировать без участия жизни? Химики не нашли такого катализатора, астробиологи же говорят, что эта возможность наиболее вероятна. То же можно сказать и о Земле. Саган говорил, что неизвестные химические процессы являются более правдоподобным объяснением дисбалансов, обнаруженных «Галилео» в земной атмосфере, чем жизнь. Но порой верно менее вероятное объяснение. В любом случае химический дисбаланс Титана — сильнейший аргумент в пользу существования современной нам внеземной жизни.