В поисках внеземной жизни человечество привыкло ориентироваться на «зону Златовласки» — область вокруг звезды, где не слишком жарко и не слишком холодно для существования жидкой воды. Однако, как отмечает популяризатор науки Айзек Артур, такая стратегия может быть излишне антропоцентричной. В своем анализе альтернативных биохимий он подробно разбирает возможность существования жизни на основе аммиака — наиболее вероятного конкурента воды в качестве растворителя для биологических процессов.
🧪 Аммиак как альтернатива воде 0:29
Когда речь заходит об альтернативной химии жизни, чаще всего вспоминают кремний как замену углероду. Однако Айзек Артур подчеркивает, что критически важно смотреть не только на «строительный материал» (углерод), но и на «растворитель» .
- Роль растворителя: В теле человека вода составляет около 65% массы. Она необходима для того, чтобы химические вещетва могли растворяться, перемещаться и взаимодействовать друг с другом .
- Распространенность: Аммиак (NH₃), состоящий из азота и водорода, крайне распространен в космосе. На ледяных телах внешней Солнечной системы это один из основных компонентов наряду с водяным льдом и метаном .
- Температурный режим: Аммиак остается жидким при гораздо более низких температурах, чем вода — до -78°C . Это делает его идеальным кандидатом для жизни на мирах, расположенных далеко за пределами привычной нам обитаемой зоны.
⚖️ Сильные и слабые стороны аммиачной биохимии 6:46
Айзек Артур сравнивает физико-химические свойства аммиака и воды, выявляя ряд критических отличий, которые определили бы облик потенциальной жизни.
-
Преимущества аммиака:
-
Проблема замерзания: В отличие от воды, лед аммиака плотнее его жидкой фазы. Это означает, что аммиачные озера замерзали бы со дна, а не покрывались защитным слоем льда сверху, как земные водоемы . Это усложняет выживание организмов при резких перепадах температур, если только они не находят способы изоляции (например, слой плавающего водяного льда сверху) .
-
Диапазон жидкого состояния: У аммиака этот диапазон составляет всего около 44°C (при нормальном давлении), в то время как у воды — 100°C . Однако Айзек Артур замечает, что при высоком атмосферном давлении этот диапазон значительно расширяется .
🌍 Условия на аммиачных планетах 11:11
Типичный мир с аммиачной биохимией представляется значительно более холодным, чем Земля. По расчетам ведущего, такая планета могла бы получать лишь около 28% солнечного света от земной нормы, что соответствует орбите за Марсом или в районе пояса астероидов .
- Атмосфера и свет: Эти миры, вероятно, имели бы плотные атмосферы (как у Титана), богатые азотом, аммиаком и метаном . Аммиак легко разрушается ультрафиолетом, поэтому такие биосферы лучше чувствовали бы себя у холодных красных карликов, излучающих меньше УФ-лучей .
- Цвет океанов и растений: Из-за способности аммиака растворять металлы, его океаны могли бы иметь золотистый или бронзовый оттенок вместо привычного нам синего . Растительность на таких мирах, по мнению Артура, скорее всего, была бы темной или черной, чтобы максимально эффективно поглощать свет в условиях его дефицита .
🧬 Принципы «Экзо-экологии» 18:27
Айзек Артур опирается на работу Гарри Джонса (NASA Ames, 2003), который сформулировал 20 базовых принципов существования внеземных экосистем. Ведущий выделяет ключевые категории:
- Экологический дизайн: Любая жизнь нуждается в источнике энергии и переработке материалов. Должны существовать «трофические уровни» — производители, потребители и разрушители .
- Энергетический поток: На аммиачных мирах энергии будет меньше, поэтому пищевые цепочки, вероятно, будут короче, а жизнь — «медленнее» .
- Материальный цикл: Для долгосрочного выживания организмы должны эффективно перерабатывать атомы. Наличие газообразной фазы (как в случае с азотом или кислородом) позволяет элементам равномерно распределяться по планете .
🏁 Перспективы обнаружения и контактов 26:37
Айзек Артур полагает, что аммиачная жизнь может быть менее распространенной, чем водная, и эволюционировать значительно медленнее из-за низких температур .
- Редкость цивилизаций: Хотя миров с «аммиачными водорослями» может быть много в масштабах галактики, разумные виды на такой основе могут быть большой редкостью.
- Межзвездная политика: Ведущий с иронией отмечает, что колонисты с Земли вряд ли захотели бы захватывать такие планеты. «Мир, где холоднее, чем в Антарктике, который пахнет аммиаком и имеет атмосферу, готовую вспыхнуть от малейшей утечки кислорода из вашего скафандра, — не самое привлекательное место для туризма» .
В завершение Айзек Артур анонсирует участие в форуме Национального космического общества (NSS), где он занимает пост президента, и приглашает зрителей ознакомиться с будущими выпусками о космических лифтах на Луне и финальных стадиях существования Вселенной .
