«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 08 (15)

В поисках других растворителей следует отправиться к самой большой планете системы — к Юпитеру, у которого должны быть облака жидкого аммиака. Это вещество при атмосферном давлении становится жидким в интервале температур 194-240К и 196–371 при 60 атм. Поскольку на той глубине, где давление достигает 8 атм., уже тепло — 300К, жидким аммиак будет только в верхнем слое облаков. То есть, получаем холодный мир. Зато сам аммиак — такой же полярный растворитель, как вода, только более щелочной: кислотность NH4+ на порядок ниже, а основность NH2 - на пятнадцать порядков выше, нежели у их водяных аналогов. Поэтому в аммиаке идут совсем другие реакции, но и здесь можно подобрать аналог упомянутой выше реакции, без которой нереален метаболизм органических веществ. Это будет реакция группы C=N, которая тоже дает возможность построить цепочку углеводородного полимера.

Метановые облака над поверхностью Титана скрывают целые этановые моря

Такой увидел атмосферу Титана зонд “Гюйгенс”, доставленный аппаратом “Кассини”

Очень интересное вещество может скрываться и в глубинах планет-гигантов. Это водород, который становится сверхкритическим флюидом при 33,3К и давлении 12,8 атм. О поведении сверхкритического водорода в качестве растворителя известно очень мало, но история изучения сверхкритических флюидов подсказывает, что свойства вещества в этом состоянии способны изменяться неузнаваемо. Главное, чтобы газ успел стать флюидом до того, как он нагрелся до слишком высокой температуры, когда все полимеры распадаются. Похоже, что сверхкритический водород в Юпитере вряд ли может стать колыбелью жизни. Дело в том, что и температура, и давление газа в атмосфере растут с удалением от поверхности. И надо, чтобы критическое для перехода давление было достигнуто раньше, чем температура перевалит за приемлемый для жизни предел, например 300К. Согласно расчетам (а в Юпитер пока что смог погрузиться только зонд “Галилео”, который достиг глубины 150 км), на той глубине, где температура переваливает за 300К, давления явно не хватает, а ниже становится слишком жарко для углеводородной жизни. Предполагать же кремниевую жизнь в Юпитере не приходится: если кремний в нем и есть, то только в глубоко лежащем твердом ядре. А так — все больше соединения водорода, углерода и азота. На меньших гигантах условия более благоприятны: на Сатурне водород должен стать флюидом в том слое атмосферы, где температура не превышает 300К, а на Уране и Нептуне — при 160К.

Жизнь в океане этана

Следующая остановка — у Сатурна. Там есть уникальная планета— Титан. Как показал зонд “Гюйгенс”, который аппарат “Кассини” уронил на поверхность Титана в 2005 году, на нем вполне могут быть целые моря из этана, над которыми идут метановые дожди. Их берега укрыты метановым снегом и водяным льдом. Этот необычный мир оказался очень холодным: температура его поверхности 95К. Метан же замерзает при 90К и кипит при 109К, а этан — при 184К.

Если есть жидкость, вполне может быть и жизнь, тем более что углеводороды — отличный растворитель. Более того, химики любят работать именно с такими растворителями (например, с гексаном — температура кипения 342К), поскольку вода со своим нуклеофильным кислородом и кислотным водородом никак не способствует благополучному проведению сложных химических реакций с органическими веществами. Вот какие аргументы приводит профессор Флоридского университета Стивен Беннер в поддержку идеи о зарождении жизни в этановом океане. “Омыт многих химиков говорит, что разнообразие реакций, которые можно проводить с органическими веществами в углеводородах, ничуть не меньше, чем в водном растворе. В воде трудно использовать водородные связи для формирования супрамолекулярных структур. В этане водородные связи могут стать основой формирования структур гипотетической формы жизни; из-за низкой температуры они окажутся значительно крепче, чем в условиях Земли. Углеводороды с полярными группами могут быть углеводородофобными, так, ацетонитрил разделяется с гексаном на две фазы. А разделение на фазы — непременное условие жизни: только так можно изолировать внутреннее пространство организма от внешней среды. Высокая реакционная способность воды приводит к разрушению тех органических веществ, которые не стойки к гидролизу. А в углеводородном океане не придется об этом заботиться, значит, жизненно важные реакции окажутся проще. Отсюда следует неизбежный вывод: если жизнь представляет собой свойство химических реакций, то она должна быть на Титане. Если же ее там нет, то придется признать, что жизнь вовсе не обязательное свойство реакций с участием углеродных молекул в тех условиях, когда эти молекулы стабильны. Это будет означать, либо что жизнь в принципе появляется редко, либо что Земля — исключение из правил. Либо — что жизнь возможна только в воде”.

• ОБЩЕСТВО

Желание плодиться и размножаться