|
Серная кислота Венеры является строительным материалом жизни
|
|
|
|
Венеру часто называют адом. Температура на поверхности превышает температуру плавления свинца, и, хотя в атмосфере преобладает углекислый газ, серной кислоты содержится достаточно, чтобы ее можно было сравнить с Адом. Но условия в обширной атмосфере Венеры неоднородны. Есть места, где некоторые строительные элементы жизни могут противостоять негостеприимной природе планеты.
|
|
|
|
Среди скалистых планет Венера обладает самой большой атмосферой по объему. Таким образом, несмотря на то, что ее поверхность негостеприимна, в ее атмосфере есть области, которые больше всего похожи на земные, чем где-либо еще в Солнечной системе. Ученые задавались вопросом, может ли жизнь сохраниться в верхних слоях атмосферы планеты, и открытие потенциального биомаркера фосфина (хотя позже оно было опровергнуто) вызвало еще больший интерес.
|
|
|
|
Одна из причин, по которой Венера продолжает фигурировать в дискуссиях о пригодности для жизни, заключается в том, что она доступна, в то время как экзопланеты - нет. До Венеры легко добраться, и в настоящее время у нас есть один орбитальный аппарат - японский космический аппарат "Акацуки". На середину 2030-х годов запланированы еще три миссии к Венере: Veritas и DAVINCI НАСА и EnVision Европейского космического агентства.
|
|
|
|
|
|
|
Никто не уверен, что мы найдем жизнь на Венере. Но планета может многому научить нас в области химии и биологии и их пределов.
|
|
|
|
В новом исследовании группа ученых протестировала различные строительные блоки в условиях, подобных венерианским, чтобы выяснить, смогут ли они противостоять опасной природе планеты. Исследование гласит: "Простые липиды образуют стабильные структуры высшего порядка в концентрированной серной кислоте". Ведущим автором является Даниэль Дуздевич с химического факультета Чикагского университета. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv и была отправлена в журнал Astrobiology.
|
|
|
|
Поверхность Венеры не является пригодной для жизни. Но отдельные участки ее атмосферы могут быть пригодны. Проблема в том, что большая часть серной кислоты Венеры сосредоточена в отдельных облаках, а не рассеяна по всей атмосфере.
|
|
|
|
"Поверхность Венеры стерилизована, но облачный покров включает области с температурами и давлением, которые обычно считаются совместимыми с жизнью. Однако считается, что венерианские облака состоят из концентрированной серной кислоты", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Они хотели проверить, может ли какая-либо из "фундаментальных особенностей" жизни противостоять сложным условиям Венеры. Может ли какая-либо химическая структура жизни противостоять серной кислоте?
|
|
|
|
"Органическая химия концентрированной серной кислоты изучается редко, но она удивительно богата, и недавняя работа подтверждает идею о том, что сложные органические молекулы, включая аминокислоты и нуклеиновые основания, могут быть стабильны в этом необычном растворителе", - пишут авторы.
|
|
|
|
Если простые органические молекулы могут оставаться стабильными в серной кислоте, это интересное наблюдение, свидетельствующее в пользу существования жизни. Но для этого требуется нечто более сложное, и именно на этом сосредоточено данное исследование.
|
|
|
|
"Одной из фундаментальных особенностей жизни является клеточность: дифференциация "внутреннего" (содержимого клетки, включая информацию, молекулы и все их взаимодействия) и "внешнего" (окружающей среды), в дополнение к механизму коммуникации и обмена между ними", - говорят Дуздевич и его коллеги.исследователи пишут.
|
|
|
|
Исследователи сосредоточились на липидах, мембранах, которые определяют структуру клеток. Липиды являются основой клеточной структуры, не только как мембраны между клетками, но и как мембраны, которые образуют отдельные части внутренней части клеток.
|
|
|
|
"Клеточная мембрана особенно важна в экстремальных условиях, поскольку она должна помогать поддерживать гомеостаз внутриклеточной среды в суровых внешних условиях", - пишут авторы.
|
|
|
|
Исследователи провели лабораторные эксперименты, чтобы определить, могут ли липиды противостоять суровым условиям Венеры. Они задались двумя вопросами: могут ли простые липиды противостоять разложению серной кислотой и могут ли липиды образовывать стабильные структуры более высокого порядка, как это происходит в клетках?
|
|
|
|
Исследователи поместили большое количество липидов во флаконы и подвергли их воздействию серной кислоты различной концентрации, а затем измеряли в каждом флаконе через определенные промежутки времени. Их результаты показывают, что некоторые липиды могут выдерживать воздействие кислоты и даже образовывать структуры.
|
|
|
|
Заинтересованные читатели могут ознакомиться с подробным химическим составом для себя.
|
|
|
|
Таким образом, результаты показывают, что стабильные мембраны могут образовываться и сохраняться в присутствии серной кислоты. Жизнь использует воду в качестве растворителя, потому что это полярная молекула, которая может образовывать сети водородных связей, обладает высокой теплоемкостью и, конечно же, в изобилии встречается на Земле. Но его не везде много.
|
|
|
|
Важно отметить, что это исследование показывает, что некоторые аспекты химии жизни не требуют использования воды в качестве растворителя. Вместо этого они могут переносить серную кислоту и использовать ее в качестве растворителя. "Здесь мы демонстрируем неожиданную стабильность сложных мембранных структур в другом полярном растворителе: концентрированной серной кислоте", - пишут авторы.
|
|
|
|
Что это значит для обитаемости экзопланет и астробиологии?
|
|
|
|
"Концентрированная серная кислота в качестве планетарного растворителя может быть широко распространена на экзопланетах, будь то экзо-Венеры или другие каменистые планеты, которые высохли в результате звездной активности их звезды-хозяина", - объясняют исследователи.
|
|
|
|
И, конечно же, на Венере в больших количествах присутствует серная кислота.
|
|
|
|
"Концентрированная серная кислота также присутствует в непосредственной близости от нашей планеты в качестве доминирующей жидкости в облаках Венеры, что еще больше подчеркивает ее важность для планетологии, обитаемости планет и астробиологии", - пишут авторы.
|
|
|
|
Вопрос о том, могла ли жизнь каким-то образом сохраниться в облаках Венеры, остается открытым до сих пор. Мы новички в астробиологии и просто не в состоянии что-либо исключать. Это может показаться неправдоподобным, но наука - это игра с доказательствами, и доказательства могут быть неожиданными.
|
|
|
|
В этом исследовании нет доказательств, которые могли бы дать ответ на вопрос — ответы на такие важные вопросы, как этот, даются постепенно, — но оно дает интригующий результат.
|
|
|
|
"Продемонстрировав стабильность липидных мембран в этом агрессивном растворителе, мы сделали значительный шаг вперед в изучении потенциальной обитаемости облака концентрированной серной кислоты на Венере", - заключают авторы.
|
|
|
|
Источник
|
