Что побуждает нас отправлять зонды по всей Солнечной системе, марсоходы и посадочные аппараты на Марс? Это недешево и непросто. Это потому, что мы живем внутри большой природной головоломки и хотим ее разгадать. Это одна из причин. Но главная цель освоения космоса - поиск жизни за пределами Земли. Мысль о том, что наша планета может быть единственной планетой, на которой есть жизнь, вызывает беспокойство.
Наши поиски жизни сосредоточены на Марсе и ледяных океанических спутниках Солнечной системы. Венера привлекает к себе определенное внимание, хотя и кажется негостеприимной. Несмотря на свою негостеприимную природу, Венера - планета земного типа, которая напоминает нашу по размеру, массе и объемному составу. И Венера, и Земля находятся в обитаемой зоне, хотя некоторые говорят, что Венера входит в нее только формально.
Каким-то образом их климатические условия резко изменились, и Земля осталась пригодной для жизни, а Венера столкнулась с экстремальным парниковым эффектом. Итак, Венера может рассказать нам о том, как каменистые планеты, которые во многом похожи, могут сильно отличаться друг от друга.
Поскольку наши поиски жизни или, по крайней мере, пригодности для жизни распространяются на отдаленные экзопланеты вокруг других солнц, Венера может преподать нам уроки. Она может помочь нам понять скалистые планеты в обитаемых зонах других звезд. Согласно презентации, представленной на недавней конференции по лунным и планетарным наукам в 2025 году, уравнение, напоминающее уравнение Дрейка, может определить вероятность существования жизни на Венере и то, что это может рассказать нам о других мирах.
Презентация называется "Вероятность существования жизни на планете: уравнение жизни на Венере и неизвестные для других миров". Ведущий автор - Диана Джентри, директор лаборатории аэробиологии Эймса в Исследовательском центре Эймса НАСА.
Как и в случае с уравнением Дрейка (DE), мы не можем ввести все значения. Вместо этого, DE и уравнение жизни на Венере (VLE) являются основой для размышлений о жизни в галактике и на Венере соответственно. Значения в уравнении не являются статичными и могут изменяться с течением времени, поэтому VLE дает нам основу для размышлений о вероятности жизни в прошлом, настоящем и будущем.
"Основная цель VLE - обеспечить основу для оценки шансов на выживание на основе факторов, которые могут быть ограничены или количественно оценены с помощью наблюдений, экспериментов и моделирования", - пишут авторы.
Есть много вопросов об истории Венеры, на которые нет удовлетворительных ответов. Тем не менее, ученым удалось собрать некоторые факты воедино. На этой раскаленной планете, возможно, был период, когда вода была теплой. В течение этого времени на ней должны были существовать границы раздела суши и воды, которые важны для жизни. Этот период совпал с эпохами позднего хадея и раннего архея. Поскольку именно в это время на Земле появилась жизнь, вполне возможно, что жизнь могла возникнуть и на Венере.
Это наводит нас на противоречивую мысль: возможно, если бы на Венере существовала простая жизнь, она смогла бы выжить и по сей день в облаках планеты. На высоте около 50 км условия на удивление умеренные, температура и давление близки к земным.
Как и DE, VLE основан на ключевых параметрах. В то время как DE использует восемь параметров, VLE использует три: происхождение, надежность и непрерывность. Уравнение VLE имеет вид L=OxRxC.
"Терминами VLE являются L - вероятность существования жизни в рассматриваемый момент времени; O (происхождение) - вероятность возникновения и закрепления жизни до рассматриваемого времени; R (устойчивость) - потенциальный размер и разнообразие биосферы с течением времени; и C (непрерывность), вероятность того, что условия, пригодные для жизни, сохранялись пространственно и временно до того момента, о котором идет речь", - объясняют авторы.
Это уравнение не зависит от типа жизни и ее масштаба, и все коэффициенты в уравнении варьируются от 0, что означает отсутствие шансов, до 1, что указывает на определенность.
За каждой переменной стоят разные факторы. При определении происхождения учитываются следующие факторы:
- Вероятность возникновения в результате абиогенеза
- Вероятность возникновения в результате панспермии зависит от вероятности существования жизни в других частях звездной системы и динамики межпланетного переноса вещества
- Вероятность возникновения двух или более отдельных генов (например, как абиогенеза, так и панспермии)
- Вероятность прорыва или распространения жизни за пределы своей первоначальной точки (точек) и заселения планеты
Некоторые из них чрезвычайно трудно поддаются количественной оценке, например, вероятность возникновения. Мы знаем, что жизнь распространилась по Земле относительно быстро, но нам мало что известно о деталях.
Происхождение - единственный фактор в VLE, который не меняется со временем. Это либо 0, либо 1.
Когда речь заходит о R или устойчивости, авторы рассматривают наилучший сценарий сохранения биомассы планеты с течением времени. Это зависит от наличия необходимых питательных веществ, таких как хлеб, и от наличия энергии. Если говорить конкретно о Венере, то питательные вещества стали менее доступны, когда исчезли границы раздела суши и воды. Возможно, на Венере также наблюдался период тектонических плит, который повлиял на доступность водорослей. Когда это закончилось, это повлияло на устойчивость.
Функциональное разнообразие жизни также влияет на R, поскольку чем к большему количеству ниш приспособилась жизнь, тем выше ее шансы на выживание при изменении условий. "Низкое значение R указывает на небольшую или хрупкую биосферу, более уязвимую к вымиранию из-за угроз, которые могут возникнуть в конечном итоге", - пишут авторы.
Карл Саган описал Землю как "мир, в котором жизнь буквально кипит". Земля, по-видимому, имеет высокое значение R, что помогает объяснить, почему оно сохраняется по сей день. "Жизнь на Земле была достаточно широко распространена и разнообразна, чтобы сохраниться после ряда массовых вымираний ("узких мест"), включая столкновения с астероидами и глобальное оледенение, некоторые из которых произошли довольно рано в ее истории", — объясняют авторы.
Третий фактор, непрерывность, также зависит от нескольких факторов. К ним относятся стабильность и время жизни звезды, стабильность орбиты планеты, геологическая стабильность планеты, включая такие факторы, как непрерывная переработка питательных веществ, и вероятность серьезных разрушительных явлений, таких как продолжительный вулканизм или крупные столкновения. Другая причина - биогенная (вызванная жизнью) нестабильность, например, когда Сильное насыщение Земли кислородом изменило химический состав океанов и атмосферы.
Ученые довольно хорошо разбираются в некоторых из этих факторов, таких как продолжительность жизни звезд и орбиты планет. Однако другие, такие как биогенная нестабильность, трудно поддаются контролю.
"Значение 0 для C указывает на то, что между моментом возникновения события (включая прорыв) и оцениваемым временем произошло по крайней мере одно полное вымирание", - объясняют авторы. Не похоже, что Земля когда-либо подвергалась полному вымиранию, но это возможно. У нас нет возможности узнать, сохранялась ли жизнь на нашей планете непрерывно или она была уничтожена в какой-то момент в начале истории Земли, а затем появилась вновь.
VLE страдает от тех же недостатков, что и DE. Мы знаем только об одном месте, где появилась жизнь: о Земле. Однако, нравится нам это или нет, это наша отправная точка, а VLE - это основа для углубления нашего понимания.
"Хотя в настоящее время мы ограничены проблемой n = 1, связанной с наличием земной жизни в качестве единственного конкретного примера, мы, тем не менее, можем использовать наше понимание генезиса и эволюции жизни на Земле, чтобы создать основу для выявления неизвестных и неопределенных аспектов жизни в других мирах", - пишут авторы.
