16.1. Жизнь в Солнечной системе

До настоящего времени в Солнечной системе жизнь не обнаружена нигде, кроме Земли. Более того, не было выявлено даже следов существования жизни на других телах. Однако надежда на обнаружение жизни все еще остается. Можно выделить три основных направления поиска кандидатов. Первое – это Марс, где, возможно, в далеком прошлом существовали простейшие формы жизни (и не исключено, что они сохранились там и сейчас). Второе – это крупные ледяные спутники планет-гигантов, такие как спутники Юпитера Европа, Каллисто и Ганимед, а также спутник Сатурна Энцелад. На перечисленных кандидатах рассчитывают найти жизнь (или следы ее прошлого существования), основанную на воде, а вот третье направление не ограничивается земными формами жизни – на спутнике Сатурна Титане может существовать жизнь, основанная на углеводородах.

Жизнь или ее следы рассчитывают найти на Марсе и крупных спутниках планет-гигантов.

Обсуждая в 1998 г. возможную опасность доставки на Землю образцов с различных объектов Солнечной системы, специалисты NASA также включили в число потенциально опасных объектов астероиды типов P и D[20]. Сделано это было в первую очередь потому, что об этих телах известно недостаточно, чтобы исключить их из списка объектов, где в «спящей» форме могут сохраняться простейшие формы жизни. Впрочем, сейчас мало кто включает подобные тела в ряд наиболее вероятных носителей жизни в Солнечной системе.

Молодые Венера и Марс могли быть обитаемыми планетами.

На Венере в прошлом могли существовать климатические условия, пригодные для зарождения и существования жизни. Одна из моделей климата этой планеты, разработанная в 2016 г., показывает, что в первые два миллиарда лет на поверхности Венеры могли существовать достаточно большие запасы жидкой воды. Отчасти это связано с тем, что в то время светимость Солнца составляла лишь 70–75 % от современной. Однако в наши дни Венера, безусловно, является мертвым миром.

Климатическую историю Марса делят на три основных периода. Последние три миллиарда лет относят к так называемой амазонийской эре, на протяжении которой климат аналогичен современному и непригоден для жизни. Однако на протяжении первых двух эпох – нойской (3,5–4,1 млрд лет назад) и гесперийской (3–3,5 млрд лет назад) – климат мог быть пригоден для зарождения и развития простейших форм жизни. Геологические данные, полученные с помощью марсоходов и других исследовательских аппаратов, свидетельствуют о том, что в прошлом на поверхности Марса в больших объемах существовала жидкая вода. Кроме того, в первые сотни миллионов лет своего существования Красная планета, по-видимому, имела достаточно мощную магнитосферу, чтобы предотвратить быструю потерю атмосферных газов. Это также помогает объяснить наличие в те времена пригодных для жизни климатических условий.

На Марсе отсутствует аналог земного дрейфа континентов (тектоники плит), поэтому современный вид внешних слоев вполне аналогичен тому, который существовал 3–4 млрд лет назад, что также помогает восстанавливать древний климат планеты. К сожалению, мы пока не можем установить, были ли периоды относительно мягкого и влажного климата длительными (сотни миллионов лет) или же это были лишь короткие эпизоды (в этом случае появление жизни становится менее вероятным).

На Марсе могут быть обнаружены следы прошлой жизни или простейшие формы (бактерии) глубоко под поверхностью.

Однако, если жизнь однажды смогла возникнуть, существуют некоторые надежды обнаружить ее и в наши дни. На Земле есть бактерии, обитающие в коре на глубинах более километра. Если их аналоги появились на Марсе в первый миллиард лет его существования, то дальнейшее изменение климата не должно было бы существенно сказаться на них. А вот на Венере высокая температура достаточно прогревает внешние слои грунта, чтобы уничтожить даже такую устойчивую форму жизни.

Интересно, что некоторые ученые рассматривают даже возможность того, что жизнь возникла на Марсе, а затем была занесена на Землю вместе с марсианским веществом, выброшенным в результате падения на Красную планету массивных метеоритов (на Земле было найдено несколько метеоритов марсианского происхождения). Впрочем, это довольно экзотическая гипотеза.

Спутник Юпитера Европа на протяжении десятилетий (как минимум со времени полета космических аппаратов Voyager 1 и Voyager 2) считается потенциально обитаемым объектом, поскольку там существует глобальный водный океан. Современные данные показывают, что глубина его может составлять многие десятки километров. Снаружи этот океан покрыт ледяной корой толщиной от 2–3 до 20–30 км.

В 2014 г. с помощью космического телескопа Hubble были получены данные о том, что вода может выбрасываться из океанов Европы наружу – возможно, из-за разломов ледяной коры под действием приливных сил Юпитера. В 2016–2017 гг. в пользу этой гипотезы появились новые аргументы, однако полной ясности на настоящий момент нет. Для получения достоверных данных может потребоваться отправка специального исследовательского аппарата. Планируется, что в 2022 г. для исследования ледяных спутников Юпитера будет запущена европейская межпланетная станция JUICE (JUpiter ICy moons Explorer, Исследователь ледяных лун Юпитера).

На Европе жизнь может существовать в глубоком подледном океане.

Сейчас активно разрабатываются проекты специальных миссий к Европе, направленные на изучение ее океана и поиск жизни. Наличие выбросов может упростить эту задачу до исследований с орбиты, хотя, конечно, более перспективной была бы посадка аппарата на поверхность: изучив места недавних выбросов, можно было бы детально исследовать вещество, поступившее из недр. Помимо этого, посадочный модуль позволит изучать океан Европы, используя дециметровое радиоизлучение Юпитера, «просвечивающее» внешние слои спутника и отражающееся от поверхности океана.

Ганимед, как и Европа, разогревается юпитерианскими приливами (свой вклад в нагрев недр вносит и распад радиоактивных элементов), так что под ледяной корой Ганимеда тоже должен существовать водный океан. С большой вероятностью такой океан есть и на Каллисто, поэтому эти два галилеевых спутника Юпитера также относят к потенциально обитаемым.

На спутнике Сатурна Энцеладе наблюдаются мощные водяные выбросы.

Если с водяными выбросами на Европе пока нет окончательной ясности, то на спутнике Сатурна Энцеладе такие выбросы были обнаружены в 2006 г. с помощью автоматической межпланетной станции Cassini. Недра Энцелада, как и в случае галилеевых спутников Юпитера, разогреваются приливами и радиоактивным распадом. В результате там выполняется три основных условия для возникновения жизни: наличие жидкой воды, наличие энергии и наличие органических соединений (их присутствие установлено спектральным анализом выброшенного вещества). Однако на данный момент нет уверенности в том, что подледный океан Энцелада существует непрерывно на протяжении достаточно долгого времени. Возможно, он появляется лишь на десятки миллионов лет во время увеличения выделения энергии в недрах, и в таком случае вероятность возникновения жизни уменьшается.

На многих телах Солнечной системы встречаются органические соединения. По большей части они должны иметь небиологическое происхождение, однако необходимы детальные исследования. Анализ изотопного состава, относительного количества стереоизомеров (например, у аминокислот и сахаров), распределения молекул (например, парафинов) по числу атомов углерода в цепи и другие подобные данные могут предоставить серьезные аргументы в пользу биологического или небиологического происхождения обнаруженных органических соединений. Пока серьезных указаний на биологическое происхождение не обнаружено.

Такой подход может работать и для форм жизни, отличающихся от земной. В этом плане самым интересным объектом в Солнечной системе является Титан. Этот крупный спутник, уступающий по размерам и массе лишь Ганимеду, имеет плотную азотную атмосферу, а на его поверхности с помощью зонда Huygens и станции Cassini были обнаружены озера из жидких углеводородов. Некоторые ученые полагают, что жидкие углеводороды могут стать основой для других форм жизни, заменив воду. Так ли это, могут показать лишь специальные исследования на поверхности Титана.

Ключевой задачей может стать доставка образцов вещества с потенциально обитаемых объектов на Землю для детального анализа.

Кроме отправки биохимических лабораторий на борту автоматических посадочных модулей важнейшей задачей является доставка образцов на Землю для более детальных исследований. К настоящему времени уже доставлялись образцы вещества комет, астероидов и межпланетной пыли (а также, разумеется, большое количество лунного грунта). В ближайшем будущем планируется доставка марсианского грунта (миссия Mars Sample Return Mission, Миссия по доставке образцов марсианского грунта), а в более отдаленных планах стоит доставка вещества с ледяных спутников планет-гигантов.