спутникам планет, большинство из которых столь малы, что не в состоянии даже удержать собственную атмосферу и потому не обладают ею. Однако в семействе спутников имеются исключения. Это прежде всего спутник Сатурна Титан, а также спутник Юпитера Европа.
Титан по размеру несколько уступает юпитерианскому Ганимеду (самому крупному спутнику в Солнечной системе), но, так же как и последний, превосходит Меркурий. Особый интерес представляет то обстоятельство, что Титан имеет мощную атмосферу. У поверхности Титана давление в 1,6 раза больше, чем у поверхности Земли, а плотность атмосферы в 8 раз превышает плотность земной атмосферы. Благодаря малой массе Титана водород улетучился из его атмосферы, но она все же сохраняет восстановительный характер, подобно атмосфере первобытной Земли. В основном атмосфера Титана состоит из азота (95 %), имеется также метан и в небольшом количестве другие газы. Красноватая окраска Титана обусловлена фотохимическим смогом, который активно поглощает солнечный свет, благодаря чему температура атмосферы в области смога повышается до —100 °C; температура поверхности значительно ниже: —180 °C. При такой температуре метан на поверхности может находиться в жидкой фазе (как вода на Земле), в то время как в атмосфере он присутствует в газообразном состоянии. Как показали исследования, проведенные с помощью космического аппарата «Вояджер-1», фотохимический смог на Титане состоит из органических соединений! В его состав входят: метан, этан, пропан, ацетилен, метилацетилен и цианистый водород. Особенно существенно наличие цианистого водорода, ибо он, как мы видели (п. 4.2.3), является важным промежуточным звеном в синтезе сложных органических соединений. Содержащий органические вещества смог постепенно оседает на поверхность, в резервуары жидкого метана, где могут накапливаться органические молекулы. Как отмечают Голдсмит и Оуэн, возможно, на ранних стадиях эволюции на Титане (как и на Марсе) было значительно теплее, и на его поверхности мог существовать не только жидкий метан, но и жидкий аммиак. В аммиачных водоемах могли происходить разнообразные химические реакции и образовываться более сложные органические соединения. Если этот процесс имел место, то образовавшиеся в те далекие времена органические соединения должны были бы хорошо сохраниться в этом холодном ледяном мире; было бы важно попытаться обнаружить их присутствие.
Но органические молекулы — это еще не жизнь. Может ли существовать жизнь на Титане? Если она там существует, то она, конечно, отличается от земной жизни, ибо на Титане нет жидкой воды и нет свободного кислорода. При температуре -180 °C все химические реакции идут очень медленно. Поэтому главной характерной особенностью такой жизни были бы крайне замедленные жизненные процессы. Существа, обитающие там, вынуждены были бы вести трудную жизнь в условиях ужасающего холода, при крайней скованности своих жизненных отправлений. Конечно, творческие возможности такой жизни были бы сильно ограничены.
Еще один спутник, который привлекает ученых с точки зрения возможности существования на нем жизни, это Европа — один из 4 спутников Юпитера, обнаруженных еще Галилеем. Размер Европы около 3000 км; средняя плотность составляет 2,97 г/см3. Это указывает на то, что спутник в основном состоит из силикатных пород. Но его яркая блестящая поверхность, покрытая сетью темных трещин, образована водяным льдом. В начале 1990-х годов группа исследователей из Университета им. Дж. Хопкинса (США) под руководством Д. Холла обнаружила с помощью Космического телескопа «Хаббл» кислородную (!) атмосферу на Европе. Помимо Титана, из спутников планет более слабую атмосферу имеет еще Тритон, спутник Нептуна, и, наконец, совсем слабые следы атмосферы ранее были обнаружены у спутника Юпитера Ио и у нашей Луны. Таким образом, Европа стала пятым спутником в Солнечной системы, у которых имеется атмосфера. Платность ее очень мала, давление атмосферы у поверхности Европы в 100 млрд раз меньше, чем давление земной атмосферы, но все же оно в 10 раз превышает давление атмосферы у поверхности Луны. Однако самое удивительное состоит в том, что атмосфера Европы содержит кислород. Э то единственный спутник в Солнечной системе, имеющий кислородную атмосферу. А из планет кислородную атмосферу имеет только Земля. Почему это так важно?
Проблема состоит в том, что кислород не может долго находиться в свободном состоянии, он активно вступает в реакции с углеродо-содержащими газами, образуя двуокись углерода. Следовательно, на Европе, как и на Земле, должен существовать постоянный источник кислорода. На Земле таким источником является жизнедеятельность зеленых растений, вырабатывающих кислород в процессе фотосинтеза. А на Европе?
Ученые предполагают, что под поверхностью Европы, на глубине 100 км, имеется океан жидкой воды, поддерживаемый в незамерзающем состоянии за счет энергии приливов и радиоактивного распада. Заманчиво предположить, что в океане обитают какие-то формы жизни, вырабатывающие кислород, который через трещины в ледяной поверхности поступает в атмосферу. Нечто подобное имеет место в антарктических озерах. Однако достаточен ли световой поток от Солнца, достигающий Европы, чтобы обеспечить процесс фотосинтеза — это пока не ясно. С другой стороны, кислород может образовываться и без помощи зеленых растений — в процессе сублимации льда, т. е. образования водяного пара с последующей диссоциацией (распадом) молекулы Н2О на водород и кислород. Можно ли установить, какой из процессов имеет место на самом деле? В принципе, это возможно, ибо изотопный состав кислорода, образуемого в этих процессах, различен, но такие исследования сопряжены с большими трудностями. Конечно, со временем они будут выполнены.
Возможно, на Европе нет жизни. Но если подповерхностный океан там действительно существует, то он может представлять собой потенциальный резервуар для пребиотической химии, что очень важно для изучения процесса происхождения жизни.
Еще одно важное открытие было сделано в 1990-х годах учеными из Палеонтологического института РАН — найдены следы микроорганизмов в метеоритах. При этом обнаружено морфологическое единство земных микроорганизмов (как современных, так и ископаемых) с микроорганизмами, найденными в метеоритах. По мнению одного из участников открытия, чл.-корр. РАН А. Ю. Розанова, можно сделать вывод, что жизнь на Земле не уникальна; в некоторых областях Вселенной она возникла раньше, чем на Земле, и могла быть занесена на Землю из Космоса; в тех или иных формах она может существовать и сейчас на других планетах Солнечной системы.
Если речь идет о простейших формах жизни, надо иметь в виду, что приспособительные возможности ее поразительны. На Земле простейшая жизнь обнаруживается в условиях очень низких и очень высоких температур, при наличии агрессивной химической среды; микроорганизмы живут в горячих источниках и в вечной мерзлоте. На многокилометровой глубине они обитают без воздуха и без солнечного света, извлекая все необходимое из окружающего вещества и используя внутреннее тепло Земли в качестве источника энергии. Может быть, это какие-то тупиковые формы жизни, не способные к дальнейшей эволюции. Но важно,
