Поиски жизни в Солнечной системе

количествами других газов. Около верхней границы водо родно-гелиевой оболочки лежат слои облаков, состав кото рых определяется локальными значениями температуры и давления. Облака, состоящие из кристаллов водного льда, а местами, возможно, из капелек жидкой воды, образуются там, где температура приближается к 0 С. Несколько выше находятся облака гидросульфида аммония, а над ними (при температурах около -II 5 С)-облака, состоящие из амми ачного льда.

Структура описанной модели предполагает, что по соста ву Юпитер и Сатурн близки к Солнцу: содержание водорода как по объему, так и по молекулярному составу атмосферы достигает 90% и выше. По всей видимости, в атмосферах такого типа углерод, кислород и азот присутствуют почти исключительно в составе метана, воды и аммиака соответст венно. Эти газы, как и водород, были обнаружены на Юпитере, причем все, за исключением воды, в количествах, характерных для атмосфер типа солнечной. При изучении спектров атмосфер вода не обнаруживается в достаточных концентрациях-возможно, потому, что ее пары конденсиру ются в сравнительно глубоких атмосферных слоях. Кроме этих газов в атмосфере Юпитера зарегистрированы оксид углерода и следы простых органических молекул: этана (С^Н^), ацетилена (С^Нд) и цианистого водорода (HCN). Причина яркой окраски облаков Юпитера-красной, желтой, голубой, коричневой-пока до конца не выяснена, но как теоретические, так и лабораторные исследования приводят к заключению, что за это ответственны сера, ее соединения и, возможно, красный фосфор.

Наличие в верхних слоях атмосферы Юпитера паров воды и простых органических соединений, а также вероят ность образования облаков, состоящих из капелек жидкой воды в более глубоких слоях, позволяет говорить о возмож ности химической эволюции на планете. На первый взгляд кажется, что в восстановительной атмосфере Юпитера сле дует ожидать присутствия сложных органических соедине ний, подобных тем, которые образуются в экспериментах, моделирующих добиологические условия на примитивной Земле (см. гл. 3), а возможно, даже характерных для этой планеты форм жизни. Действительно, еще до того, как в атмосфере Юпитера были обнаружены пары воды и органи ческие молекулы. Карл Саган высказал предположение, что "из всех планет Солнечной системы Юпитер априори пред ставляет наибольший интерес с точки зрения биологии".

Однако реальные условия на Юпитере не оправдали этих надежд.

Атмосфера Юпитера не способствует образованию слож ных органических соединений по ряду причин. Во-первых, при высоких температурах и давлениях, характерных в ос новном для очень сильно восстановленной среды этой плане ты, водород разрушает органические молекулы, превращая их в метан, аммиак и воду. Как указывал много лет назад Юри, умеренно восстановленные, т. е. частично окисленные, газовые смеси более благоприятны для осуществления важ нейших органических синтезов, чем сильно восстановленные. Например, синтез глицина, самой простой аминокислоты, не может протекать самопроизвольно в газовой смеси, состоя щей из воды, метана и аммиака, присутствующих в атмосфе ре Юпитера. Он невозможен без поступления свободной энергии (6). С другой стороны, без доступа энергии синтез может происходить в не столь сильно восстановленной газовой смеси, состоящей из окиси углерода, аммиака и водорода (7):

При наличии свободного водорода, что характерно для атмосфер планет, подобных Юпитеру, в соответствии с уравнением (6) реакция может идти справа налево, что означает, что глицин будет самопроизвольно превращаться в метан, воду и аммиак. Пока не было поставлено эксперимен тов с реальными газовыми смесями, которые позволили бы выяснить, сколько различных реакций органического синтеза может протекать в атмосфере Юпитера. Подобные экспери менты трудновыполнимы, поскольку требуют очень высоких концентраций водорода и гелия. Однако уменьшение кон центрации одного из компонентов (в некоторых публикациях о результатах экспериментов по синтезу органических ве ществ в газовых смесях, имитирующих атмосферу Юпитера, сообщается о том, что водород вообще не использовался) ставит под сомнение ценность полученных результатов.

Юпитер и другие планеты-гиганты не имеют подходящих поверхностей, на которых могли бы накапливаться и взаимо действовать образовавшиеся в атмосфере органические про дукты, а это важный фактор, который необходимо учиты вать, рассматривая возможность химической эволюции. Сле довательно, эволюция должна происходить в атмосфере,