Дослідники з Великобританії перевірили гіпотезу, що пояснює незвичайний газовий склад атмосфери Венери наявністю життя в її хмарах, і навіть встановили максимально можливу щільність біомаси гіпотетичних мікроорганізмів. Їх розрахунки ґрунтувалися на кількості діоксиду сірки у венеріанській атмосфері і надалі дозволять судити про можливість формування життя на схожих екзопланетах.
Діоксид сірки (SO2) — ключовий елемент кругообігу сірки на Венері. Його виявили в атмосфері планети на всіх висотах — над, всередині і під щільними венеріанськими хмарами — ще на самому ранньому етапі досліджень, з використанням наземних спостережень і приладів на космічних і спускаючих апаратах. Майже відразу (вже в кінці 70-х років, після проведення перших же вимірювань) вчені помітили дивний нерівномірний розподіл діоксиду в її атмосфері.
Так, в хмарах Венери і над ними вміст діоксиду сірки на порядки нижче, ніж в більш низьких шарах атмосфери. І якщо над хмарами низька концентрація SO2 очікувана (оскільки в результаті фотохімічного впливу сонячного світла з діоксиду сірки і парів води утворюється сірчана кислота, що наповнює венеріанські хмари), то в щільному шарі хмар його повинно бути набагато більше, ніж спостерігається зараз.
У процесі пошуку механізму виснаження атмосферного діоксиду сірки був запропонований в тому числі біологічний варіант, а саме — три можливих біохімічних шляхи, на яких може бути заснований метаболізм гіпотетичних венеріанських мікробів. Використовуючи ці шляхи, мікроорганізми, що живуть в нижніх шарах хмар, на висоті від 47 до 57 кілометрів, могли б поглинати і переробляти SO2 в інші сполуки сірки.
Дослідники з Кембриджського університету (Великобританія) застосували комбінацію атмосферних і біохімічних моделей для вивчення цих метаболічних шляхів і наслідків, які матиме метаболізм гіпотетично існуючих мікробів на атмосферний склад газів Венери. Стаття з результатами дослідження опублікована в журналі Nature Communications.
“Останні два роки ми намагалися пояснити дивну хімію сірки, яку спостерігаємо в хмарах Венери, — зазначив співавтор дослідження доктор Пол Ріммер (Paul Rimmer) з Кембриджського Відділення наук про Землю. – Життя досить добре пояснює дивну хімію, тому ми вивчили, чи є ймовірність того, що саме життя може бути поясненням і нинішніх спостережних даних».
Моделі, розроблені авторами роботи, показали, що при певних параметрах можна домогтися зниження рівня діоксиду сірки до спостережуваних величин. Однак натомість гіпотетичні мікроби повинні були б поглинати і інші сполуки (такі як чадний газ, водень і сірководень), а також виробляти і викидати в атмосферу побічні продукти життєдіяльності, наприклад сірководень, вуглекислий газ, карбонілсульфід. Це сильно змінило б співвідношення атмосферних газів, що не відповідає спостереженням.
Результати моделювання можуть відповідати даним про склад газів в атмосфері Венери тільки в разі встановлення жорсткої верхньої межі на концентрацію біомаси гіпотетичних мікробів, хоча в цьому випадку повністю пояснити виснаження атмосферного SO2 біохімічними реакціями вже не вийде. Згідно з розрахунками, при найбільш реалістичній оцінці енергетичних потреб клітин мікроорганізмів їх концентрація повинна становити не більше 10-5-10-3 міліграмів в одному кубічному метрі повітря. Проте, як визнають автори роботи, якщо життя на Венері використовує невідомий на сьогодні метаболічний шлях, ця оцінка може сильно змінитися.
Крім того, дослідники стверджують, що їх результати можуть бути корисними для вивчення атмосфер екзопланет, подібних до Венери, і можливого виявлення життя за межами Сонячної системи. Так, деякі молекули сірки, згадувані в новому дослідженні, можна буде детектувати за допомогою нещодавно запущеного космічного телескопа імені Джеймса Вебба.
“Щоб зрозуміти, чому на деяких планетах може бути життя, нам потрібно зрозуміти, чому інші планети мляві. Якби життя якимось чином вдалося проникнути у венеріанські хмари, Це повністю змінило б підхід до пошуку хімічних ознак життя на інших планетах», — підсумував співавтор дослідження доктор Олівер Шорттл (Oliver Shorttle) з Кембриджського Відділення наук про Землю та Інституту астрономії.