Найти в Дзене
Цитадель адеквата

Жизнь на экзопланетах: Что такое «радиолитическая обитаемая зона»

Есть мнение, что часто упоминаемая «зона Златовласки» достаточно условна, так как является характеристикой звезды, а не планеты. То есть, речь о диапазоне орбит, в пределах которого та или иная звезда может обеспечить условия для существования океанов на планете полностью подобной Земле. Но даже и в такой формулировке наличие условий для жизни зависит и от самой планеты. Если же планета существенно отличается от нашей по массе или химическому составу, «обитаемую зону» для неё придётся подбирать индивидуально. Впрочем, об этом уже было. ...Как и о том, что во всех подобного рода рассуждениях, под «жизнью» подразумевается только земная жизнь. Любая другая будет заведомо хуже, и если вообще сможет кое-как где-то теплиться, условия для неё подобрать кажется сложнее. Причём, «хуже», в данном случае, означает, не «хуже на Земле», – а везде хуже. Земная основана на использовании самых распространённых в космосе химических элементов, соединений, условий, и наиболее эффективных реакций. Лучше,

Есть мнение, что часто упоминаемая «зона Златовласки» достаточно условна, так как является характеристикой звезды, а не планеты. То есть, речь о диапазоне орбит, в пределах которого та или иная звезда может обеспечить условия для существования океанов на планете полностью подобной Земле. Но даже и в такой формулировке наличие условий для жизни зависит и от самой планеты. Если же планета существенно отличается от нашей по массе или химическому составу, «обитаемую зону» для неё придётся подбирать индивидуально. Впрочем, об этом уже было.

...Как и о том, что во всех подобного рода рассуждениях, под «жизнью» подразумевается только земная жизнь. Любая другая будет заведомо хуже, и если вообще сможет кое-как где-то теплиться, условия для неё подобрать кажется сложнее. Причём, «хуже», в данном случае, означает, не «хуже на Земле», – а везде хуже. Земная основана на использовании самых распространённых в космосе химических элементов, соединений, условий, и наиболее эффективных реакций. Лучше, чем «кислород плюс водород равно энергия» (а именно так работают митохондрии) ничего быть не может, как минимум, там, где есть водород и кислород (пусть связанный, его можно освободить). Первый же и третий по распространённости в космосе химические элементы наверняка есть везде… Углерод, кстати, только четвёртый в списке. Но, вот, метан, из которого образуются высокомолекулярные «кирпичики жизни», – второй в списке соединений, сразу после воды... Короче…

Короче, в подобного рода рассуждениях упускается, что при отсутствии света землеподобная жизнь сохраняет свои преимущества. И, вообще, может существовать, раз уж существует. То есть, связь зоны обитаемости с освещённостью – не очевидна, и вытекает из предположения, что жизнь неразрывно связана с фотосинтезом. А она – не связана. Альтернативы, конечно, хуже… но последнее, кстати, не факт.

-2

Альтернативной фотосинтезу выступает, однако, не хемосинтез. На хемосинтезе не уедешь далеко, так как он расходует не вовлечённые в круговорот реагенты. То, что хорошо для крошечного оазиса, – и только пока там бьёт горячий ключ, – негодная основа для жизни в масштабах планетарных. Радиосинтез же в этом плане куда более перспективен. Правда, только при условии, что источником энергии, всё-таки, будет звезда.

На Земле источником энергии для радиосинтеза служит сама планета, – распадающиеся в её недрах радиоактивные изотопы. Сопутствующие данному процессу излучения вызывают радиолиз воды, при котором образуется водород. Используя данный ресурс, – обратное соединение водорода с кислородом даёт энергию, – обирающие в литосфере Земли радиорофные бактерии могут синтезировать биомассу. Только ресурс это скудный.

Зато, он наличествует везде. Радиоактивные изотопы, изначально присутствовавшие в веществе Солнечной системы, вошли в состав и всех её тел. Соответственно, водород есть в коре на Марсе, – и его там столько же, сколько и в земной коре… Додумав мысль до этого места, планетологи задались вопросом, как с водородом в других местах?

Оказалось, что лучше всего условия для радиотрофной жизни в Солнечной системе на Энцеладе. На Европе – хуже. Хуже, чем даже на Марсе. Суть в том, что и Европа, и Энцелад летят в радиационных поясах своих планет. Что, в отличие от Земли, позволяет им эффективно собирать поверхностью энергию излучений Солнца, – хотя и не в форме света. Однако, Европа, согласно последним данным, имеет кору толщиной не 10, как ранее считалось, а 29 километров. До воды её радиация не пробивает, водород же, выделившийся в панцире, в воду не попадёт.

Кора Энцелада тоньше. У Марса – наоборот. Но у него потенциально обитаемой может быть и поверхность, – жидкая вода там присутствует в капельной форме, конденсируясь в нагретых камнях. Камни же эти не защищены от излучений атмосферой. Соответственно, условия для радиотрофной жизни там оказываются лучше, чем на Европе.

...Здесь надо напомнить, что радиация убивает и клетки радиотрофных организмов. Но по клетке-то, минимум, надо попасть. Водород же выделяется во всём объёме жидкой среды. Таким образом, радиация однозначно вредна лишь организмам, не умеющим извлекать из неё выгоды, чтобы компенсировать потери. Последние же могут иметь ещё и дополнительную защиту в виде зёрен меланина.

Хотя, бактерии обходятся и без меланина. Последний обнаружен в чёрной плесени, разрастающейся в Чернобыле, и также обнаружившей способность – косвенно, не как организмы фотосинтезирующие, – использовать энергию рентгеновских квантов. В условиях высокого фона плесень растёт в несколько раз быстрее, но естественная радиоактивность спадает по экспоненте, – тут требуется Чернобыль, а не на каждой планете имеется разумная жизнь, чтобы строить атомные электростанции…

О чём речь? О том, что радиотрофные организмы могут быть многоклеточными эукариотами. Тогда как, хемосинтезом балуются лишь бактерии. То есть, потенциал чувствуется. Но чтобы радиосинтез стал не худшей базой для генерации биомассы, чем фотосинтез, и энергия излучений на единицу площади поверхности планеты должна быть сравнимой.

В норме же звезда светит больше в оптическом и тепловом диапазоне. Красные карлики любят докидывать в спектр ещё и рентген от вспышек, но доля его в общей энергии излучения невелика. Жизни нет в таких условиях смысла ориентироваться именно на радиосинтез, который может выступать лишь в качестве механизма вспомогательного.

То есть, чтобы идея раскрылась полностью, требуется что-то странное, без света, но с жидкой водой и без ледяного панциря, поглощающего радиацию, которая должна быть чудовищной. Соответственно, весь комплекс условий не выполняется, например, на «ночных» сторонах стационарных планет. Там могут быть и вода, и полная тьма, но откуда взяться высокому фону?

Идеально же условия выполняются на пульсарных планетах. Где нейтронная звезда обеспечивает сравнимый с освещённостью Земли поток энергии, – но в очень «жесткой» части спектра.

Трудно, конечно, представить развитую биосферу на «полтергейстах», – как и вообще любую биосферу там сложно представить. Однако, последние данные склоняют к тому, что в рассуждениях о возможной обитаемости планет, радиационный фон следует учитывать, не как «штраф», а как вероятный бонус.