В предыдущей части была рассмотрена возможность существования форм жизни на основе кремния и водорода в среде супержидкого сероводорода. Прежде чем рассматривать возможность существования других вариантов биохимии на основе кремния, рассмотрим, какие ещё возможны растворители, кроме сероводорода, который не очень эффективен в этой роли.
В предыдущей части уже было сказано, что подходящим растворителем для форм жизни на основе кремния и водорода могут быть углеводородные вещества. При этом упоминалось, что речь не идёт о небесном теле, похожем на Титан, поскольку как поверхность из водяного льда, так и большое количество азота в атмосфере будут совсем не благоприятствовать существованию рассматриваемых форм жизни.
Уже говорилось, что только достаточно высокая температура на планете может надёжно избавить кремниевые формы жизни от взаимодействия с ядовитыми для них водой и аммиаком. Поскольку метан даже немного легче аммиака и водяного пара, вряд ли может возникнуть приповерхностный слой супержидкого метана подобно сероводороду. Но в отличие от серы и многих других элементов, более крупные молекулы с атомами углерода достаточно устойчивы, поэтому имеет смысл рассмотреть их в качестве возможных растворителей.
Алканы, начиная с октана, имеют более высокую температуру кипения, чем вода. Подобные вещества склонны к ряду реакций вроде изомеризации, но очень редко могут распадаться на более простые соединения с низкой температурой кипения. Фактически, подобная возможная среда обитания кремниевых форм жизни будет во многом похожа на нефть.
Разумеется, такие планеты с нефтяными океанами в первую очередь могут возникать тоже т. с. в углеродных областях вселенной. Даже ранее рассмотренный вариант супержидкой сероводородной среды обитания вряд ли может встречаться в чистом виде, скорее всего, это будут углеродные планеты с разным количеством серы в приповерхностных слоях.
Но если для формирования слоя супержидкого сероводорода вряд ли в принципе возможны какие-то ещё условия, кроме преобладания углерода над кислородом, то при рассмотрении возможных способов формирования таких нефтяных океанов имеет смысл обратить внимание на то, как сформировался Титан, ибо его заметным отличием от некоторых других небесных тел солнечной системы является большое количество абиогенных углеводородных веществ.
По общему составу Титан отличается от каменистых планет солнечной системы в первую очередь гораздо большей массовой долей водорода. Понятно, что этому благоприятствовало большее расстояние от солнца, за пределы которого водород был вытолкнут излучением солнца гораздо позже, а также гравитация Сатурна, способствовавшая увеличению плотности водорода вокруг него, если учесть, что Титан, по всей видимости, образовался наиболее распространённым для спутников аккреционным путём.
Естественно, что если б Титан оказался б в области более высокой инсоляции, в которой равновесная температура достигает величины, более или менее достаточной для кипения воды, соответствующей рассматриваемым условиям возможности существования кремниевых форм жизни, то большей частью испарился б, оставив лишь его сравнительно небольшое каменистое ядро. Но можно рассмотреть такой ход событий, при котором сформировавшаяся в области низкой инсоляции планета в ходе последующих пертурбаций орбит в формирующейся планетной системе окажется затем в области гораздо более высокой инсоляции.
Стать обитаемой такая планета сможет при достаточной массе, чтоб не утратить атмосферу в области большей инсоляции, причём, сохранить в том числе большую часть водорода. Само по себе формирование массивных планет в области низкой инсоляции, где уже и метан переходит в твёрдое состояние, является распространённым явлением, а большая масса способствует большей массовой доле водорода.
Конечно, масса такой планеты не должна быть слишком большой, ибо, во-первых, отсутствие твёрдой поверхности с умеренным атмосферным давлением ограничивает возможности эволюционного развития жизни, а во-вторых, избыточно протяжённая атмосфера приводит к тому, что радиационные пояса охватывают достаточно плотные слои, оба этих явления в солнечной системе можно наблюдать на примере Юпитера.
Благоприятным фактором может оказаться не слишком высокая плотность верхних слоёв атмосферы из водорода и гелия, сквозь которые ультрафиолетовое излучение сможет достигать слоёв с более тяжёлыми веществами, в первую очередь с водой, аммиаком и метаном. Если первые два вещества под действием ультрафиолетового излучения преимущественно распадаются, то углеводородные вещества, теряя отдельные атомы водорода, способны за счёт прочных связей между атомами углерода полимеризоваться, образуя соединения с более высокой температурой кипения. Именно такой ход развития событий в принципе может обеспечить подходящий для кремниевых форм жизни нефтяной океан даже в условиях более типичного для вселенной состава планетной системы.
Конечно, недостатком для кремниевых форм жизни такой среды обитания является ядовитая для них атмосфера над нефтяным океаном. В этом случае неблагоприятный для кремниевых формы жизни кислородный слой всё равно сохранится, над таким океаном при достаточной для удержания водорода гравитации будет слой водяного пара и азота, либо аммиака. Если такая планета потеряет значительную часть атмосферного водорода, то кислород, скорее всего, образует углекислый газ, который для кремниевых форм жизни тоже будет достаточно ядовитым веществом. Доля инертных газов над таким нефтяным океаном неизбежно будет низкой, гелий, если гравитации хватит на его удержание, сконцентрируется преимущественно в верхних слоях атмосферы, ибо он является достаточно лёгким газом, и при этом не может образовывать соединения. Неон и аргон не являются достаточно распространёнными элементами, чтоб преобладать в атмосфере над соединениями кислорода.
Вариант с достаточной для удержания водорода гравитацией в целом выглядит более вероятным, но возможность формирования нетоксичной для кремниевых формы жизни атмосферы выглядит чрезвычайно маловероятной. Одновременно это будет создавать сложности с источником энергии для обитающих в нефтяном океане организмов. Вещества, содержащие серу, хлор, йод и прочие элементы, на которых могла б строиться биохимия кремниевых форм жизни, вполне могут поступать из недр такой планеты в достаточном количестве, но они могут не содержать значительного количества свободной энергии. В целом, наличие большого количества геотермальной энергии характерно для массивных планет, другим её источником может быть фотосинтез на основе достаточно длинноволнового электромагнитного излучения центральной звезды, которое способно проникнуть не только сквозь атмосферу, но и сквозь верхние слои океана, но длинные волны в малой степени пригодны для фотосинтеза.
Упомянутые факторы обрекают рассматриваемые кремниевые формы жизни не только на ограниченную среду обитания, но и на небольшую биомассу. Очень массивная планета за счёт значительной массовой доли гелия может обеспечить его значительную концентрацию в атмосфере по сравнению с ядовитыми для кремниевых форм жизни веществами, но очень протяжённая атмосфера будет поглощать значительный диапазон не очень длинных электромагнитных волн, поэтому выгода с точки зрения биомассы может получиться в основном лишь за счёт геотермальный энергии, а фотосинтез в такой среде обитания всё равно будет затруднён.
В следующей части будут рассмотрены другие возможные варианты среды обитания кремниевых форм жизни.
