Știrea a venit oarecum pe neașteptate: în atmosfera planetei Venus au fost detectate urme ale unui gaz, fosfina, care ar putea indica prezența unor forme de viață, undeva în atmosfera venusiană. Este oare posibil ca forme de viață să se poată adapta condițiilor infernale de pe Venus? Vă propun să încercăm să căutăm răspunsuri.
Planeta
Dacă este să comparăm dimensiunile planetei Venus cu cele ale Pământului, am putea spune că ea este sora planetei noastre. Raza ei medie este de 6.052 km, în timp ce a Pământului este de 6.378 km, adică avem o diferență de numai 326 km în favoarea planetei noastre. Și densitățile celor două planete sunt relativ apropiate: Venus are o densitate de 5.250 kg/m3, în timp ce densitatea Pământului este de 5.520 kg/m3. Asemănările, care ne-ar putea face să îi acordăm planetei Venus titlul de planetă soră a Pământului, se opresc aici.
Venus are o atmosferă extrem de densă, alcătuită în proporţie de 96,5% din dioxid de carbon și 3,5% azot. Presiunea atmosferică la suprafața planetei este uriașă, de circa 90 de ori mai mare decât presiunea atmosferică la suprafața Terrei. Ea este echivalentă cu presiunea la 900 m sub suprafaţa oceanelor. O atmosferă atât de densă și bogată în dioxid de carbon generează un puternic efect de seră, ceea ce face ca la suprafața planetei temperatura medie să atingă 465 grade Celsius. Plumbul se topește la 327 grade Celsius… Evident, condițiile acestea sunt extreme și fac imposibilă supraviețuirea oricăror forme de viață la suprafața planetei.
Există totuși o urmă de speranță pentru viața venusiană. După știința mea, ea a fost enunțată pentru prima oară în 1967, într-un articol îndrăzneț, semnat de Carl Sagan și Harold Morowitz, și care a fost publicat în revista Nature sub titlul ”Life in the Clouds of Venus?”. Vă invit să îl parcurgem împreună. O să vă rog să fiți îngăduitori cu mine. Îmi place atât de mult scriitura lui Sagan, încât voi folosi citate ample din cele scrise de dânsul.
Viață în norii venusieni?
Articolul din 1967 este, de fapt, o continuare a articolului ”The Planet Venus” publicat de Sagan în revista Science în anul 1961. Articolul trecea în revistă pe larg cele mai recente informații obținute despre planetă. Un capitol separat era dedicat existenței vieții pe Venus. ”Nici un microorganism terestru cunoscut nu poate supraviețui mai mult de câteva minute expunerii la temperaturile existente pe suprafața planetei Venus. Proteinele se degradează, ADN-ul și ARN-ul se depolimerizează și chiar moleculele organice disociază în foarte scurt timp”, scria Sagan. El continuă: ”Totuși există condiții mult mai favorabile la mari altitudini, în special sub stratul de nori. […] Dacă viața bazată pe carbon-hidrogen-oxigen-azot s-a dezvoltat cândva în istoria planetei, atunci ea ar fi putut putut evolua nișe ecologice subterane și atmosferice.” În continuare, în acest capitol, Sagan nu mai insistă asupra vieții din atmosfera venusiană, preferând să abordeze un subiect la fel de fascinant: terraformarea planetei Venus.
În 1967, împreună cu Harold Morowitz, Sagan revine asupra vieții venusiene. În introducerea articolului cei doi scriu că: ”Așa cum arătam în urmă cu câțiva ani, apa, dioxidul de carbon și lumina solare – premise pentru fotosinteză – există în vecinătatea norilor [venusieni]. Între timp au apărut și dovezi care indică faptul că acești nori conțin cristale de gheață la vârful lor și pare foarte probabil ca la baza lor să găsim picături de apă. Există și dovezi despre existența vaporilor de apă [în atmosfera venusiană]. Temperatura la nivelul superior al norilor este de 210K (-63 grade Celsius), iar la baza lor, probabil, este cuprinsă între 260 și 280K (între -13 și 7 grade C). Presiunea atmosferică la altitudinea norilor este de circa o atmosferă.” După alte câteva detalii tehnice ei scriu că ” […] nu este greu să ne imaginăm că aici se pot desfășura procese biologice.”
Apoi se continuă cu descrierea unor forme de viață macroscopice ipotetice, care ar putea să fie prezente în norii venusieni. ”Un organism macroscopic care trăiește în norii venusieni trebuie să evolueze la o anumită altitudine. De exemplu, dacă este purtat de curenții descendenți la altitudini mai joase, el se va confrunta cu temperaturi neplăcut de ridicate, iar dacă întâlnește curenți ascendenți va fi ridicat în straturile superioare se va confrunta cu umiditate și temperaturi scăzute. De aceea noi ne-am imaginat un organism cu densitate constantă (isopycnic) asemănător unei bășici (bladder) plutitoare. Deoarece atmosfera venusiană este alcătuită în special din dioxid de carbon și azot, o bășică plutitoare umplută cu hidrogen ar fi foarte eficientă. Hidrogenul molecular poate fi produs din apă prin fotosinteză așa cum se întâmplă în cazul unor bacterii [terestre].”
Urmează câteva considerații teoretice asupra cărora nu voi insista. Cei doi continuă: ”Organismul fotosintetic postulat [de noi] ar locui imediat sub norii venusieni sau în zona lor inferioară. Apa poate fi colectată atât din ploaie, cât și din contactul direct cu picăturile de apă, iar mineralele [sub formă de aerosoli] ar putea fi capturate de partea inferioară lipicioasă a organismului și mai apoi ingerate prin pinocitoză.” O scurtă explicație: pinocitoza este procesul prin prin care o celulă ingerează o masă de lichid extracelular cu toate substanțele conținute de acesta, formând o veziculă intracelulară, care va fi treptat digerată. Să continuăm citatul: ”Cerințele de minerale sunt modeste, reprezentând numai o mică fracțiune din masa organismului. Mecanismele metabolice implicate pot fi cele pe care le cunoaștem în cazul organismelor terestre. De asemenea ne putem imagina și [prezența unor] microorganisme [în norii venusieni]”
Articolul se încheie astfel: ”Condițiile existente în norii venusieni sunt mai asemănătoare cu cele de pe Terra decât orice mediu extraterestru cunoscut în prezent. Este posibil ca viața să fie apărut în vremea în care pe suprafața planetei condițiile să fie mult mai moderate. De exemplu, este posibil ca atunci atmosfera să fi fost mult mai puțin densă iar efectul de seră să fi fost mult mai puțin intens. Pe măsură ce densitatea atmosferei a crescut, temperatura la suprafața planetei a crescut iar condițiile de mediu au devenit foarte aspre. Este posibil ca organismele [venusiene] să fi migrat către nori iar acolo să fi demarat primele experimente biologice.”
În articolul din 1967 nu se propune nimic concret pentru confirmarea existenței vieții venusiene. Cercetarea directă a planetei se afla încă într-un stadiu foarte incipient iar metodele detectării de la distanță a vieții extraterestre încă mai aveau de așteptat până când să capete conturul solid din zilele noastre.
Detectarea vieții extraterestre
Despre acest subiect v-am povestit pe larg în articolul ”O strategie pentru căutarea vieții extraterestre” pe care l-am publicat în ediția din noiembrie 2018 a revistei noastre și din acest motiv nu voi insista mult asupra acestui subiect. Ideea de bază este una relativ simplă. Putem conchide că pe un corp ceresc oarecare ar putea să existe forme de viață dacă în atmosfera acestuia putem detecta biosemnături, adică unii compuși chimici a căror prezență nu ar putea fi explicată în absența unor procese de natură biologică. De exemplu, în cazul Pământului, un indiciu că aici există viață este dat de concentrația mare de oxigen din atmosferă. Oxigenul este un gaz extrem de reactiv și se combină rapid cu mineralele prezente la suprafața planetei. În cazul unei planete bătrâne de câteva miliarde de ani prezența oxigenului în concentrații este inexplicabilă, câtă vreme nu luăm în calcul procese biologice prin care oxigenul este generat constant în cantități foarte mari. Un alt exemplu de biosemnătură este reprezentat de gazul metan prezent în atmosfera marțiană. Deși este se află în concentrații foarte mici prezența lui este inexplicabilă, în absența unor procese care îl generează continuu, deoarece metanul se descompune rapid sub acțiunea radiațiilor ultraviolete.
Cazul venusian
Pe 14 septembrie, în revista Nature Astronomy era publicat articolul ”Phosphine gas in the cloud decks of Venus” (Fosfină gazoasă în norii venusieni), semnat de o echipă de astrofizicieni din Marea Britanie, SUA și Japonia, condusă de Jane Greaves cercetătoare la Universitatea Cardiff. Acest articol a stârnit multă vâlvă, pe bună dreptate. În el se arătă cum, folosind date furnizate de către Telescopul James Clerk Maxwell din Hawaii și rețeaua de radiotelescoape ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) din Chile a putut fi identificată prezența unei anumite linii de absorbție, în domeniul microundelor, din spectrul atmosferei venusiene, care corespunde fosfinei (un gaz toxic alcătuit din fosfor și hidrogen, PH3).
Aceleași date au permis calculare concentrația acestui gaz în atmosfera venusiană: 20 de molecule per miliard. O concentraţie extrem de mică, dar totuși prezența acestui gaz este inexplicabilă dacă am ține seama numai de procese abiotice. Asemenea procese abiotice le întâlnim, de exemplu, în atmosfera lui Jupiter și Saturn în condiții care nu le întâlnim pe Venus. Vreau să subliniez: până acum oamenii de știință nu au putut identifica nici un proces abiotic prin care fosfina să poată fi produsă pe suprafața sau în atmosfera planetei Venus!
Și în atmosfera terestră întâlnim fosfina, ea fiind asociată în general cu ecosisteme anaerobe și cu procesele industriale. În cazul ecosistemelor anaerob întâlnim bacteriile care extrag fosfați din diferite minerale sau materiale biologice, după care le combină cu hidrogen și astfel rezultă fosfina, care este eliberată în mediu.
Să ne reamintim: avem de-a face cu o concentrație foarte scăzută, dar semnificativă a fosfinei din atmosfera venusiană. Suntem nevoiți să ne mai punem o întrebare.
Cât de sigure sunt rezultatele?
Voi da cuvântul uneia dintre coautoarele articolului din Nature Astronomy, Anita Richards, cercetătoare la Universitatea din Manchester, care declara în comunicatul oficial al ESO (European Southern Observatory) că: ”Din fericire condițiile de observare a planetei Venus de către rețeaua ALMA au fost favorabile, planeta fiind vizibilă de pe Terra sub un unghi propice observațiilor. Dar prelucrarea datelor a fost una extrem de delicată, ALMA nefiind concepută pentru a analiza efecte atât de subtile în cazul unor obiecte foarte strălucitoare, cum este Venus. În cele din urmă am putut constata că un alt instrument [Telescopul James Clerk Maxwell] a detectat același lucru: o absorbție slabă pe lungimea de undă corespunzătoare fosfinei, acolo unde moleculele ei sunt iluminate de norii de joasă altitudine care au temperaturi ridicate.” Altfel spus, jurnalistic vorbind, avem de-a face cu o confirmare din două surse independente. Știu, veți spune că, tot jurnalistic sunt necesare trei surse independente.
Poate că veți fi surprinși, dar există și o a treia sursă. Una veche de câteva decenii. În 1978 NASA lansa misiunea Pioneer Venus 2 (sau Pioneer 13) care, cu ajutorul a trei sonde lăsate să coboare prin atmosfera venusiană, ne-au transmis informații prețioase despre condițiile existente pe planetă. Una dintre aceste sonde avea la bordul ei un instrument numit, complicat, Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS). Acesta avea rolul de a analiza compoziția atmosferei venusiene. La vremea respectivă cercetătorilor nici nu le trecea prin cap să caute fosfină în atmosfera venusiană, fiind interesaţi de cu totul alte gaze. Din fericire, datele brute obținute de LNMS au rămas arhivate, așa că au putut fi analizate din nou. O echipă alcătuită din cercetători americani și suedezi a făcut acest lucru și și-a anunțat concluziile în lucrarea ”Is Phosphine in the Mass Spectra from Venus’ Clouds?” (Există fosfină în spectrul de masă din norii venusieni), care a fost postată pe baza de preprinturi arXiv. Cercetătorii au arătat că în datele transmise de LNMS a fost identificată prezența unei molecule cu aceiași masă cu cea a fosfinei, prezentă în concentrații similare cu cele anunțat în lucrarea din Nature Astronomy.
În știință certitudinea nu se obține pe căi jurnalistice. Este nevoie de mult mai mult, sunt necesare dovezi suplimentare.
Programe spațiale
Din nefericire Venus nu a stârnit un interes la fel de mare ca Marte. Prea puține misiuni spațiale au avut drept obiectiv studierea ei. În prezent, pe orbita lui Venus se află o singură sondă funcțională: Akatsuki, a Agenției Spațiale Japoneze (JAXA). Ea studiază meteorologia venusiană, dar nu poate efectua măsurători cu finețea necesară pentru detectarea fosfinei în atmosfera venusiană. Trebuie să ne aruncăm privirile către viitor.
Administratorul NASA, Jim Bridenstine, posta pe Twitter, imediat după publicarea articolului din Nature Astronomy, următorul mesaj: ”Viață pe Venus? Descoperirea fosfinei, un produs secundar al biologiei anaerobe, este cea mai semnificativă dezvoltare a argumentelor referitoare la viața extraterestră de până acum. În urmă cu aproximativ 10 ani NASA descoperea viață microbiană la 40 de km altitudine în atmosfera terestră. A sosit momentul să acordăm prioritate planetei Venus.”
Din păcate, la NASA, misiunile de explorare venusiană sunt încă în stadiul de concept. Una dintre ele DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) ar fi o misiune care va include un orbiter și o sondă care va coborî, timp de o oră prin atmosfera planetei, colectând și analizând eșantioane de gaz, și sondă orbitală care va studia atmosfera și va cartografia suprafața venusiană.
A doua misiune avută în vedere de către NASA este VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy). Așa cum îi spune și numele, aceasta are drept scop studierea suprafeței venusiene. Deși, cel puțin în varianta actuală, nu va studia atmosfera venusiană, VERITAS ne va transmite informații despre activitatea vulcanică de pe Venus putând astfel să ne ajute să identificăm, sau să excludem definitiv, posibilele surse abiotice ale fosfinei venusiene.
Din păcate, ambele proiecte, așa cum vă spuneam, se află în stadii extrem de incipiente și nu dacă, și când, se vor materializa.
La rândul ei, Agenția Spațială Europeană, ESA, analizează conceptul unei misiuni venusiene: EnVision. Ca și misiunea VERITAS a NASA ea are drept obiectiv principal studierea suprafeței venusiene și, dacă va fi acceptată de ESA, va pleca înspre Venus în 2035.
Răbdarea noastră este pusă la mare încercare. Suntem nevoiți să așteptăm mai bine de un deceniu până când vom obține datele necesare pentru dezlegarea enigmei fosfinei venusiene. Oricare va fi răspunsul pe care îl vom obține, sunt sigur, el va reprezenta un mare pas înainte în înțelegerea originii noastre. Iar asta nu este puțin lucru.
Încheiere
Tocmai când mă pregăteam să închei acest text, în care m-am arătat extrem de încrezător în originea biologică a fosfinei venusiene, am descoperit un articol, postat pe 24 septembrie și actualizat pe 2 octombrie, în care se enunță ipoteza conform căreia fosfina venusiană este de origine vulcanică. Articolul intitulat ”Hypothesis Perspectives: Might active volcanisms today contribute to the presence of phosphine in Venus’s atmosphere?” (Perspectivă ipotetică: este posibil ca vulcanismul din prezent să contribuie la prezența fosfinei în atmosfera venusiană?) și este semnat de către Jonathan I. Lunine, cercetător la Universitatea Cornell, și Ngoc Truong, student la aceeaşi universitate. Încă nu am apucat să citesc așa cum se cuvine articolul celor doi, dar ideea lui este clară și este cuprinsă chiar în introducerea lui: ”Ipoteza unui mecanism biologic pentru fosfina din atmosfera venusiană necesită [cel puțin două] afirmații extraordinare: viața există în norii venusieni și un mecanism prin care ea să rămână viabilă.” Din acest motiv, cei doi analizează ceea ce pentru ei este mai credibil: fosfina din atmosfera venusiană își are originea în activitățile vulcanice de pe Venus. Nu mi-am dat seama cât de fiabilă este această ipoteză. Dar, vedeți dumneavoastră, asta este foarte frumos în știință: confruntarea dintre ipoteze. O confruntare aspră, care se tranșează abia atunci când sunt colectate suficiente date. În cazul nostru, cel al fosfinei venusiene, va mai trebui să așteptăm ceva vreme.
