Nowe badanie potwierdza znaną od dłuższego czasu ideę, że jeśli na Wenus istnieje życie, może się ono rozwijać w chmurach tej planety. Naukowcy zidentyfikowali ścieżkę chemiczną, dzięki której życie może neutralizować kwaśne środowisko Wenus, tworząc samowystarczalny, nadający się do zamieszkania habitat w chmurach.
Trudno wyobrazić sobie bardziej niegościnny świat niż naszą najbliższą planetarną sąsiadkę. Z atmosferą gęstą od dwutlenku węgla i powierzchnią wystarczająco gorącą, aby stopić ołów, Wenus jest spalonym i duszącym pustkowiem, na którym życie, jakie znamy, nie mogłoby przetrwać. Chmury planety są podobnie wrogie, składając się z kropelek kwasu siarkowego wystarczająco żrącego, aby wypalić dziurę w ludzkiej skórze.
W atmosferze Wenus naukowcy od dawna obserwowali jednak zagadkowe anomalie. Należały do nich trudne do wyjaśnienia sygnatury chemiczne, takie jak małe stężenia tlenu i obecność niesferycznych cząstek, które są zdecydowanie odmienne od okrągłych kropelek kwasu siarkowego. Być może najbardziej zastanawiająca jest obecność amoniaku, gazu, który został wykryty w chmurach Wenus w latach 70. XX wieku i który według wszelkich relacji nie powinien być wytwarzany w żadnym procesie chemicznym znanym na tej planecie.
W nowym badaniu, naukowcy modelowali różne ścieżki procesów chemicznych, aby pokazać, że jeśli amoniak rzeczywiście jest obecny w atmosferze Wenus, gaz ten wywołałby kaskadę reakcji chemicznych, które zneutralizowałyby otaczające krople kwasu siarkowego i mogłyby również wyjaśnić większość anomalii obserwowanych w wenusjańskich chmurach. Jeśli chodzi o samo źródło amoniaku, autorzy proponują, że najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie ma pochodzenie biologiczne, a nie źródło niebiologiczne, takie jak błyskawice lub erupcje wulkanów.
Ta kusząca nowa hipoteza jest możliwa do sprawdzenia. Naukowcy dostarczą listę sygnatur chemicznych, których będą poszukiwać w chmurach Wenus przyszłe misje kosmiczne, aby potwierdzić lub zaprzeczyć ich pomysłowi.
Żadne życie, o którym wiemy, nie mogłoby przetrwać w kropelkach cieczy w chmurach Wenus. Nowa hipoteza mówi jednak o życiu, które i modyfikuje swoje środowisko i dzięki temu może w nim istnieć.
Powyższe zdjęcie, które pokazuje nocną stronę Wenus świecącą w podczerwieni, zostało wykonane przez japońską sondę Akatsuki. Źródło: JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic
Hasło „życie na Wenus” było popularne w zeszłym roku, kiedy naukowcy donieśli o wykryciu fosfiny w chmurach planety. Na Ziemi fosfina jest gazem wytwarzanym głównie w wyniku interakcji biologicznych. Odkrycie fosfiny na Wenus pozwala na rozważanie występowania tam form życia.
Odkrycie to jest szeroko kwestionowane, stało się jednak inspiracją do dalszych poszukiwań życia na Wenus. Naukowcy zaczęli przeszukiwać dane z poprzednich misji na Wenus i odkryli w nich anomalie i sygnatury chemiczne w chmurach, które przez dziesięciolecia pozostawały niewyjaśnione. Oprócz obecności tlenu i cząstek niesferycznych anomalie obejmowały nieoczekiwane poziomy pary wodnej i dwutlenku siarki.
Początkowo proponowano, że istniejące anomalie można wyjaśnić... kurzem. Minerały mogły być wymiatane z powierzchni Wenus do chmur, wchodząc w interakcje z kwasem siarkowym i powodując pojawianie się niektórych z obserwowanych anomalii. Procesy chemiczne pozwalałyby na taki scenariusz, jednak wymagania fizyczne były niewykonalne. Aby wytworzyć obserwowane anomalie, ilość pyłu, jaka musiałaby wznieść się w chmury, musiałby być kolosalna.
Alternatywą do tej hipotezy może być amoniak. W latach 70. gaz ten został wykryty w chmurach Wenus przez sondy Venera 8 i Pioneer Venus, a jego pochodzenie pozostawało nierozwiązaną zagadką. Dlaczego? Otóż amoniak, czyli NH3, ma dołączony wodór, którego w chmurach jest bardzo mało. Skąd zatem się bierze w amoniaku? Każdy gaz, który nie pasuje do swojego środowiska, jest automatycznie podejrzany o to, że został wytworzony przez życie.
Gdyby amoniak był produkowany przez obce formy życia, związane z tym reakcje chemiczne w naturalny sposób dawałyby tlen. Będąc w chmurach, amoniak rozpuszczałby się w kropelkach kwasu siarkowego, skutecznie neutralizując ten kwas, czyniąc kropelki względnie nadającymi się do życia. Wprowadzenie amoniaku do kropelek przekształciłoby ich wcześniej kulisty kształt w bardziej niesferyczną, podobną do soli zawiesinę. Gdy amoniak rozpuści się w kwasie siarkowym, reakcja spowoduje również rozpuszczenie otaczającego dwutlenku siarki.
Obecność amoniaku mogłaby rzeczywiście wyjaśnić większość głównych anomalii obserwowanych w obłokach Wenus. Naukowcy wykazali również, że źródła takie jak błyskawice, erupcje wulkanów, a nawet uderzenie meteorytu nie mogą chemicznie wytworzyć ilości amoniaku wymaganej do wyjaśnienia anomalii. Życie jednak może.
Warto zauważyć, że na Ziemi, a konkretnie np. w naszych własnych żołądkach, istnieją bakterie, które produkują amoniak w celu zneutralizowania i uczynienia zdatnym do życia w skądinąd wysoce kwaśnym środowisku.
Naukowcy mogą mieć szansę sprawdzenia obecności amoniaku i istnienia życia na Wenus w ciągu najbliższych kilku lat dzięki przyszłej misji kosmicznej Venus Life Finder, która zbada chmury na Wenus pod kątem występowania amoniaku i innych oznak życia.
Więcej informacji: publikacja „Production of ammonia makes Venusian clouds habitable and explains observed cloud-level chemical anomalies”, Bains i in., Proceedings of the National Academy of Sciences. (2021).
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Artystyczna koncepcja biosfery powietrznej w warstwach chmur atmosfery Wenus. Na tym zdjęciu hipotetyczne życie drobnoustrojów w obłokach Wenus znajduje się w ochronnych cząsteczkach chmur i jest przenoszone przez wiatry wokół planety. Źródło: J.Petkowska
