Czy w chmurach Wenus istnieje życie?

Mozaika zdjęć wykonanych przez japońską sondę Akatsuki przedstawiająca Wenus. Chmury Wenus mogą charakteryzować się warunkami sprzyjającymi powstaniu życia. Źródło: JAXA

W poszukiwaniu życia pozaziemskiego naukowcy zbadali już kosmiczne skały każdego rodzaju.

Na przykład na Marsie odnajdujemy struktury geologiczne, które wskazują że kiedyś miał on – i wciąż ma – pod powierzchnią wodę w stanie ciekłym czyli niemal pewny konieczny składnik życia. Naukowcy przyglądali się także księżycom Saturna – Tytana i Enceladusa, i Jowisza – Europie, Ganimedesowi i Kallisto w poszukiwaniu oaz życia w oceanach skrytych pod ich lodowymi skorupami.

Teraz jednak naukowcy odświeżają stary pomysł przyjrzenia się dokładniej chmurom Wenus w poszukiwaniu życia pozaziemskiego.

W artykule opublikowanym online 30 marca br. w periodyku Astrobiology, międzynarodowy zespół badaczy kierowany przez Sanjaya Limaye z Uniwersytetu Wisconsin-Madison opisuje atmosferę Wenus jako możliwą niszę dla pozaziemskich mikroorganizmów.

“Wenus miała wystarczająco dużo czasu, aby rozwinąć swoje własne życie” tłumaczy Limaye przypominając, że według niektórych modeli na Wenus przez nawet dwa miliardy lat panował klimat umożliwiający istnienie wody w stanie ciekłym na powierzchni. “Z tego co wiemy, to znacznie dłużej niż na Marsie”.

Na Ziemi mikroorganizmy – głównie bakterie – wynoszone są w atmosferę, gdzie obserwuje się je żyjące nawet na wysokości 41 kilometrów. Rejestrowały je tam specjalnie wyposażone balony badawcze.

Rośnie także katalog mikroorganizmów zamieszkujących niezwykle trudne środowiska na naszej planecie: gorące źródła Yellowstone, kominy hydrotermalne na dnie oceanów, czy kwaśne jeziora na całym świecie.

“Wiemy, że na Ziemi życie może się rozwijać w bardzo kwaśnych warunkach, może żywić się dwutlenkiem węgla i produkować kwas siarkowy” mówi Rakesh Mogul, profesor chemii biologicznej w California State Ploytechnic University w Pomonie i współautor artykułu. Zauważa on, że zachmurzona, bardzo odbijająca światło i kwaśna atmosfera Wenus składa się głównie z dwutlenku węgla i kropli wody zawierających kwas siarkowy.

Możliwość istnienia życia w chmurach Wenus po raz pierwszy rozważał w 1967 roku biofizyk Harold Morowitz oraz astronom Carl Sagan. Dekady później, planetolodzy David Grinspoon, Mark Bullock i ich współpracownicy rozwinęli ten pomysł.

Wspierając tezę, że atmosfera Wenus może stanowić możliwą niszę dla życia, w latach 1962-1978 wysłano do niej serię sond kosmicznych, które dowiodły, że temperatura oraz ciśnienie w niższej i środkowej części atmosfery Wenus – na wysokościach między 40 a 60 kilometrów – nie wykluczają istnienia mikroorganizmów. Warunki na samej powierzchni planet natomiast wykluczają istnienia życia z uwagi na panującą tam temperaturę przekraczającą 450 stopni Celsjusza.

Limaye, który prowadzi swoje badania  jako naukowiec z NASA, biorący udział w projekcie Akatsuki realizowanym przez JAXA, zainteresował się odświeżeniem idei poszukiwania życia w atmosferze Wenus po spotkaniu na warsztatach dla nauczycieli z współautorem artykułu Grzegorzem Słowikiem z Uniwersytetu w Zielonej Górze. Słowik  uświadomił mu, że istnieją na Ziemi bakterie, które pochłaniają promieniowanie w taki sam sposób jak niezidentyfikowane cząstki, które tworzą niewyjaśnione ciemne plamy w chmurach Wenus. Obserwacje spektroskopowe, szczególnie w zakresie ultrafioletowym, wskazują, że ciemne plamy składają się ze skoncentrowanego kwasu siarkowego i innych nieznanych cząstek pochłaniających promieniowanie.

VAMP (Venus Atmospheric Maneuverable Platform). Sonda, która latałaby jak samolot i mogłaby badać atmosferę Wenus, w której temperatura i ciśnienie nie wykluczają istnienia mikroorganizmów. Źródło: Northrop Grumman

Owe ciemne plamy stanowią tajemnicę od momentu ich pierwszego zarejestrowania za pomocą teleskopów naziemnych niemal sto lat temu, mówi Limaye. Były one także badane bardziej szczegółowo przez sondy kosmiczne wysyłane w kierunku drugiej planety od Słońca.

“W atmosferze Wenus okresowo pojawiają się ciemne plamy pełne kwasu siarkowego o kontraście do 30-40 procent w zakresie ultrafioletowym i niewidoczne na dłuższych falach. Owe plamy utrzymują się przez wiele dni, zmieniając kształt i kontrast” mówi Limaye.

Cząstki, które tworzą ciemne plamy mają niemal te same rozmiary co niektóre bakterie na Ziemi, aczkolwiek instrumenty, które badały atmosferę Wenus w przeszłości nie były w stanie odróżnić materii organicznej od nieorganicznej.

Plamy te mogą być czymś podobnym do zakwitów pojawiających się okresowo w jeziorach i oceanach na Ziemi – tylko te musiałyby unosić się w atmosferze Wenus.

Limaye, który przez całą swoją karierę bada atmosfery planetarne, rozważał możliwość istnienia mikroorganizmów w chmurach Wenus także podczas swojej wycieczki do Tso Kar, położonego na dużej wysokości słonego jeziora w północnych Indiach gdzie obserwował pyłowe osady bakterii występujących na rozkładającej się trawie na krawędzi jeziora, unoszone do atmosfery.

Limaye zauważa jednak, że nieznanym elementem tego równania jest to czy ciekła woda z Wenus odparowała – rozległe wypływy lawowe w ostatnimi miliardzie lat prawdopodobnie zniszczyły lub przykryły wcześniejszą, bardziej ziemską historię planety.

W poszukiwaniu życia pozaziemskiego, atmosfery planet innych niż Ziemia, pozostają w dużej mierze niezbadane.

Jedna z możliwości zbadania chmur Wenus, mówi Limaye, znajduje się na deskach kreślarskich: VAMP czyli Venus Atmospheric Maneuverable Platform, sonda, która lata jak samolot ale unosi się jak sterowiec mogłaby przemierzać warstwę chmur planety przez nawet rok zbierając o nich dane i próbki.

Na takiej platformie mogłyby znaleźć się takie instrumenty jak Raman Lidar, czujniki meteorologiczne i chemiczne czy spektrometry. Oprócz tego, mógłby się tam znaleźć także mikroskop zdolny zidentyfikować żywe mikroorganizmy.

“Aby się tego dowiedzieć, musimy tam polecieć i pobrać próbki z chmur” mówi Mogul “Wenus może być ekscytującym nowym rozdziałem w badaniach astrobiologicznych”.

Naukowiec z Wisconsin wraz ze swoimi współpracownikami ma nadzieję na otwarcie tego rozdziału, bowiem trwają dyskusje o możliwej współpracy NASA w rosyjskim programie Wenera-D, w ramach którego w kierunku Wenus miałyby być wysłane orbiter oraz lądownik oraz dostarczone przez NASA stacja powierzchniowa i sterowalna platforma atmosferyczna.

Źródło: University of Wisconsin-Madison