Otkad je u rujnu prošle godine objavljeno da su astronomi pronašli dokaze fosfina u oblacima Venere, planet je privukao veliku pozornost. Nije iznenađujuće. Fosfin je potencijalni biološki potpis: na Zemlji ga proizvodi život mikroba. Može li se sličan biološki proces odvijati na nebu naše sestrinske planete? To je primamljiva perspektiva i svakako je vrijedna pomnog ispitivanja, ali prerano je za to. Mikrobi nisu jedini način za dobivanje fosfina. Novi rad objavljen 12. srpnja uProceedings of the National Academy of Sciencesugerira da bi vulkanizam umjesto toga mogao biti kriv za čudnu kemiju u vrhovima oblaka Venere.
Priča za sada
Početkom prošle jeseni, istraživački tim na čelu s profesoricom Jane Greaves (Sveučilište Cardiff) najavio otkriće fosfina uz svjetske fanfare. Nalazi tima temelje se na podacima iz dva teleskopa: James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) i Atacama Large Millimeter Array (ALMA), a oba su upućivala na prisutnost fosfina u količini od čak 20 dijelova na milijardu (PPB) u Venerina atmosfera.
Fosfin (PH3) nije vrlo stabilan plin i ima tendenciju brzog raspadanja, što znači da da bi postojao na Veneri (ili na Zemlji kad smo već kod toga), mora postojati stalni proces koji ga obnavlja. Na plinskim divovima poput Jupitera, visoka toplina i tlak stvoreni ogromnom gravitacijskom bušotinom planeta mogu lako proizvesti fosfin, ali takvi uvjeti ne postoje na manjim stjenovitim svjetovima. Ovdje na Zemlji ga mogu stvoriti mikrobi i industrijski procesi, a isto tako i vulkani.
Činilo se da na Veneri velika količina otkrivenog fosfina ukazuje na to da geološki procesi poput vulkana nisu dovoljni da budu izvor plina. Greaves i njezin tim pazili su da isključe, najbolje što su mogli, sve poznate geološke i kemijske procese prije nego što su iznijeli dramatičnu tvrdnju da bi to mogao biti znak izvanzemaljskog života. Koliko su mogli zaključiti, biologija je bila jedini poznati proces koji odgovara podacima.
Naravno, tvrdnja je izazvala pomno ispitivanje, a u roku od nekoliko mjeseci učinjeno je nekoliko pokušaja da se ponovi rezultat. Kao što se često događa, ove dodatne studije zakomplicirale su sliku. Neki istraživači sugerirali su da ono što je Greaves mislio da je fosfin moglo bi zapravo biti sumporov dioksid (SO2) u drugom sloju atmosfere. Otkriće kvara softvera u ALMA-i dovelo je podatke u pitanje.
Činilo se da su daljnje studije na kraju zaključile da je da, fosfin je doista prisutan na Veneri, ali u mnogo niže količine nego što je početna studija sugerirala: bliže 1-5ppb, a ne 20ppb. Ove manje količine otvorile su vrata za alternativu biološkoj hipotezi: vulkane Venere.
Fosfin iz eksplozivnog vulkanizma
Čak i s novim, nižim razinama fosfina (1-5ppb), i dalje bi bio potreban izniman vulkanski događaj da bi se ponovno stvorilo ono što je uočeno u Venerinoj atmosferi. Jednostavni tokovi lave ne bi gurnuli fosfin dovoljno visoko da odgovara zapažanjima. Bila bi potrebna snažna erupcija da se materijal gurne na svoju poziciju oko 70 km iznad površine planeta. Ngoc Truong i Jonathan Lunine, istraživači koji su autor a novi papir ispitujući potencijalnu ulogu vulkanizma u proizvodnji fosfina, usporedio je nužni događaj sa slavnim dramatičnim erupcijama Krakataua u Indoneziji.
Maat Mons, velika vulkanska struktura na Veneri. Snimljeno svemirskom letjelicom Magellan. Zasluge za sliku: NASA/JPL.
Proces funkcionira ovako: magma duboko unutar planeta bogata je tvari zvanom fosfid. Kada se erupcijom ispusti u zrak, fosfid se može pomiješati sa sumpornom kiselinom, što je uobičajeno u Venerinoj atmosferi. Reakcija između ove dvije tvari proizvodi - pogađate - fosfin. Kako Lunine kaže: „Fosfin nam ne govori o biologiji Venere. To nam govori o geologiji. Znanost ukazuje na planet koji danas ili u nedavnoj prošlosti ima aktivni eksplozivni vulkanizam.”
Lunine i Truong čine uvjerljiv slučaj. Ali ovdje je kvaka s hipotezom o vulkanizmu. Nismo sigurni ni je li Venera vulkanski aktivna (bilo je to u prošlosti, ali sada? Jednostavno ne znamo). Unatoč tome što smo tako blizu Zemlji, znamo iznenađujuće malo o površini Venere. Njegovi oblaci ometaju promatranja u valnim duljinama vidljive svjetlosti, a landeri poslani na površinu planeta ne prežive više od nekoliko sati u oštrom okruženju. Orbiteri poput Magellana (lansiranje 1989.) mapirali su planet pomoću radara, ali je iznenađujuće teško doći do pouzdanih informacija o geologiji planeta.
NASA-ina misija Pioneer Venus 1979. godine pronašla je sumporov dioksid u atmosferi koji bi mogao ukazivati na vulkanizam, a Magellan je uočio neke geološke značajke koje bi mogle značiti nedavnu vulkansku aktivnost, ali ništa od toga nije konačno. Za sada je pojam aktivnih vulkana na Veneri jednako spekulativan kao i pojam života mikroba. Obje teorije naporno rade kako bi što bolje razumjeli dokaze, ali nijedna se ne može dokazati: još.
Što je sljedeće?
Ako uspijemo riješiti ovu zagonetku i saznati izvor fosfina u Venerinoj atmosferi, naučit ćemo mnogo o Veneri u tom procesu, bez obzira na odgovor. Ako je život mikroba izvor fosfina, implikacije očito mijenjaju igru. Ako je izvor fosfina eruptivni vulkanizam, naučit ćemo nešto novo o geologiji planeta koji je dugo bio obavijen velom misterije.
Oblačno nebo Venere, kako ga je vidio Mariner 10 1974. Autor slike: NASA/JPL-Caltech.
Tri nove misije trebale bi posjetiti Veneru u bliskoj budućnosti: dvije svemirske letjelice iz NASA i jedan iz Europska svemirska agencija (ESA) . Nijedna od misija nije izravno osmišljena za traženje fosfina, ali sve imaju za cilj dati potpuniju sliku planetarnog sustava. Jedan od ključnih prioriteta za ove misije je osigurati kartu veće rezolucije Venerine površine nego što je Magellan uspio napraviti. Ove tri misije mogle bi pomoći u rješavanju misterije fosfina, ali, kao i obično u planetarnoj znanosti, vjerojatno će pokrenuti onoliko pitanja koliko daju odgovor.
Gdje stavljam svoje oklade? To je težak poziv. Venera je neprijateljsko mjesto – vulkanizam se tamo čini vjerojatnijim od života – ali Svemir je čudno mjesto, a ekstremofilni mikrobi pronađeni su u negostoljubivim staništima ovdje na Zemlji. Ako je nešto živo u oblacima Venere, bilo bi to iznenađenje, ali ne bi bilo izvan područja mogućeg. Samo će vrijeme pokazati, a pravi odgovor može na kraju biti nešto sasvim drugo. I Greaves i Lunine priznaju da bi izvor fosfina mogao biti treća opcija: možda se u Venerinoj atmosferi događa neka nepoznata kemija koju tek trebamo otkriti.
Bez obzira na slučaj, veselim se saznanju.
Saznajte više:
- Blaine Friedlander, “ Trag plina fosfina ukazuje na vulkansku aktivnost na Veneri .'Cornell Chronicle.
- N. Truong and J. I. Lunine, “ Vulkanski ekstrudirani fosfidi kao abiotski izvor venerinskog fosfina .'PNAS.
- J. Greaves i dr.,” Plin fosfin u oblačnim palubama Venere, 'Astronomija prirode.
