Ф Биро - Досье внеземных цивилизаций
Есть и другие условия -Х побочные или, во всяком случае, менее важные: это границы допустимого давления и интенсивности излучения. Атмосферное давление на планете зависит от силы тяжести на ее поверхности. Верхняя его планка, по-видимому, весьма высока, так как
рые живые организмы - например, глубоководные рыбы - приспосабливаются к давлению порядка 1000 кГ/см^, то_есть в тысячу раз больше, чем на уровне моря (1033 Г/см^. Но слишком низкое давление для жизни губительно, поскольку не позволит воде оставаться в жидком состоянии. Вот почему Луна совершенно потеряла свою воду. При температуре 20° С нижний предел допустимого давления составляет 1/40 давления земной атмосферы.
Что касается космического излучения, оно опасно для высокоорганизованных организмов, но не для низших. Есть насекомые, выдерживающие большие дозы радиации, а некоторые бактерии превосходно устраиваются в охлаждающих бассейнах ядерных реакторов.
Все эти условия и ограничения относятся к жизни углеродных соединений, подобных известным на земле. Давайте попытаемся представить себе жизнь, существующую на иной - не углеродной - основе, оставаясь, впрочем, в пределах таблицы известных элементов.
Химические элементы и законы универсальны: все простые вещества, открытые во Вселенной, известны жителям Земли и по большей части есть на Земле. В этой ^Сйязи особенно поразительно, что метеориты, падающие на Землю, состоят из таких вполне ^земных веществ, как железо и силикаты, хотя их внеземное происхождение несомненно.
Правда, гелий был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле, - отсюда и его название*. Но другие "открытия" такого рода не состоялись. Так, "небулий", обнаруженный в туманностях, и "короний"; найденный в Солнечной короне, оказались на деле просто полосами давно известных элементов, существующих в необычных условиях.
* Helios (греч.) - Солнце. - Прим. пер.
В природе не может быть элемента ни проще водорода, ни сложнее урана, поскольку последний был бы нестабилен*. Но в этих пределах все элементы уже известны, и опыты на ядерных установках подтверждают верность этой так называемой "менделеевской" классификации. Лишь кремний может, подобно углероду, создавать сложные соединения. Но его химия несравненно менее богата. Соединения кремния представляют огромный практический интерес и широко разрабатываются. Например, силиконовые "жиры" устойчивы к высоким температурам. Хотя в земной коре кремния (в виде силикатов) очень много - больше, чем углерода, жизнь для своего формирования выбрала углерод.
Кроме этого веского аргумента недавно появился еще один. Соединений углерода в космосе выявлено несколько. Среди них неустойчивый на Земле радикал СН и, самое главное, фор- ' мальдегид (СНОН) - его молекула уже достаточно сложная. В то же время из соединений кремния был обнаружен лишь окисел Si0, причем в крайне малых количествах.
Можно также представить себе вариант, в котором место воды займет аммиак (NHД) - их свойства похожи. При этом как раз аммиак в больших количествах находится в атмосферах планет-гигантов! Но и тут, как в случае с кремнием, получающиеся соединения и менее многочисленны, и менее сложны, так что развитие живых существ на их основе представляется весьма маловероятным.
В общем, при нынешнем состоянии наших знаний химия углерода - и ничто другое! - остается ключом жизни в природе.
* Впрочем, известно до двенадцати элементов тяжелее урана - так называемые "трансураниды". Один из них, плутоний, даже производится в значительных количествах на ядерных реакторах. Но все эти элементы радиоактивны, и "жизнь" самых тяжелых из них очень коротка.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ЖИЗНИ
Другой важный источник жизни на Земле - кислород. Вот почему его так настойчиво разыскивают на других планетах. И отрицательные результаты, полученные при исследованиях Венеры и Марса, привели ученых к пессимистическим выводам.
На Землю вся энергия поступает от Солнца, причем в больших количествах: мощность солнечного света - 1,2 кВт на квадратный метр! Иначе обстоит дело на других планетах. На некоторых большое количество тепла происходит от радиоактивности горных пород. Например, энергия, излучаемая Юпитером, наполовину получена от Солнца, а наполовину - от какого-то другого, мало исследованного источника.
До 1942 года все виды энергии, получаемой человеком, были солнечного происхождения. Используя воду, которая, испаряясь под действием Солнца, поднимается вверх, человек построил водяные мельницы и гидроэлектростанции. Добытые из недр каменный уголь и нефть не могли бы появиться без Солнца. Из-за создаваемой Солнцем разницы атмосферных температур дуют ветры, энергию которых также можно поставить на службу людям.
Затем человечество научилось использовать два новых, не связанных с Солнцем источника энергии - энергию атомного ядра и приливноотливную. Последняя как раз компенсирует кинетическую энергию вращения Земли. Потому следует относиться к этому направлению осторожно - ведь приливно-отливные электростанции тормозят саму Землю. И если бы вся потребляемая жителями планеты энергия поступала бы в этой форме, через 840 миллионов лет Земля остановилась бы. Но при том фантастическом росте потребления энергии, который существует сейчас,
на это ушло бы всего пятьсот лет! В 2470 году Земля просто перестала бы вращаться...
Жизнь на Земле устроена весьма сложно, но схематически ее можно уподобить двухтактному поршневому двигателю на "солнечном горючем".
В течение первого такта растения прямо потребляют солнечную энергию и используют ее на свои химические реакции. Они поглощают углекислый газ из воздуха, чтобы при посредстве взятой из почвы воды построить углеродистые вещества своей ткани, а обратно в атмосферу выбросить кислород. В этой операции (фотосинтез) главную роль играют не укорененные в земле растения, а морской фитопланктон, производительность которого составляет 150 миллиардов тонн в год.
Первый такт цикла приводит к тому, что вступившие в контакт соединения углерода (горючее) и кислород (зажигательная смесь) освобождают энергию (сгорание). Таким образом, растения накапливают солнечную энергию и создают неустойчивую систему, являющуюся источником энергии.
Чрезвычайно важно, что почти весь кислород, содержащийся в атмосфере, выработан в результате этого процесса. На Земле встречаются чрезвычайно древние неокисленные минералы, что неопровержимо доказывает, что во времена их образования кислорода еще не было. Если же на Земле исчезнет жизнь, вслед за ней вскоре исчезнет и кислород.
Следовательно, если на планете обнаруживается углекислый газ, но нет свободного кислорода, это может значить одно из двух: либо на этой планете жизнь еще не возникла, либо уже угасла. Но из этого не следует, что на ее почве не может возникнуть растительной жизни. Вот почему американский ученый Саган выдвинул оригинальный и дерзкий проект, предложив "осеменить"
Венеру микроорганизмами, которые будут потреблять углекислый газ и вырабатывать кислород. Парниковый эффект уменьшится, температура понизится, и Венера станет пригодна для жизни... Как видите, есть астрономы, для которых не существует ничего невозможного и невыполнимого, по крайней мере в мечтах.
В ходе второго такта цикла животные поедают растения, служащие вместилищем концентрированной энергии. Например, человек в покое потребляет 100 Вт энергии (базовый метаболизм), а активная физическая деятельность требует 300 Вт. Солнечной энергии ему для жизни не хватает, и он пополняет ее за счет растений. Пятьсот граммов фасоли дают человеку запас энергии, необходимой на день.
На самом деле жизнь на Земле устроена сложнее. Существуют растения, паразитирующие на других растениях или животных, некоторые животные питаются своими сородичами и т.п. Можно, конечно, вообразить и другие схемы устройства жизни. Например, чисто растительная жизнь могла бы развиться до гораздо более высоких форм, чем на Земле. Эта тема занимает многих научных фантастов. Но серьезным препятствием для этого служит недостаток запасов энергии. Ведь энергетическая отдача растений очень слаба: целое поле ржи, например, дает всего 0,3%. А у животных такой отдачи вообще нет: ведь они не потребляют солнечной энергии непосредственно. Однако они используют ее косвенно, через посредство растений, концентрирующих ее на территории, площадь которой весьма велика по сравнению с площадью их тела.
Упомянем еще один факт, немаловажный для существования жизни на Марсе. Солнечное излучение может непосредственно разлагать углекислый газ (СОд), целиком составляющий марсианскую
мосферу, на окись углерода (СО) и свободный кислород, которые, вновь соединяясь, выделяют энергию. Таким образом, и без растений в атмосфере могут существовать топливо и зажигательная смесь, дающие запас энергии для высших форм жизни. Значит, она может возникнуть на планетах, богатых углекислым газом?
