Venuše, přezdívaná „naše sesterská planeta“ pohledem objektivu lodi Mariner 10. Snímek ve viditelném a ultrafialovém světle působí mírumilovným dojmem. Kyselými mraky zahalený povrch planety ale drtí vysoký atmosferický tlak a sužuje nedostatek vody. Kredit: NASA.

Život na Venuši zažívá periodické vzestupy a pády. Zda je tomu tak i v reálu, v atmosféře Venuše, pochopitelně nevíme, ale rozhodně to platí pro pohled na jeho pravděpodobnost mezi odbornou veřejností i astrobiologickými nadšenci.

Celou debatu nedávno rozvířil objev fosfanu v mracích Venuše (Greavesová a kol., 2020), který byl později zpochybněn (Akins a kol., 2021; Villanueva a kol., 2021) a opět resuscitován (Greavesová a kol.), případně byla zpochybněna jeho biologická interpretace (Truong a Lunine, 2021). Reanalýza dat ze sondy Pioneer Venus k němu přidala další potenciálně biogenní plyny: metan a další uhlovodíky, sirovodík a možná i čpavek (Mogul a kol., 2021).

Picrophilus torridus. Kredit: Wolfgang Liebl. Georg-August-Universität Göttingen.

Nyní se mezinárodní tým vědců v čele s Johnem E. Hallsworthem (první autor studie) podíval na to, jak by se v oblacích Venuše líbilo pozemským organismům. Své výsledky nedávno publikovali v odborné studii v prestižním časopise Nature Astronomy. My si je můžeme shrnout jedním slovem: Nelíbilo.

Na paškál si vzali vodu. Voda je základ života, ale sama o sobě nestačí. Pokud je nedostupná, je živým organismům k malému užitku. Látky ve vodě rozpuštěné část vodních molekul vážou a nerady se jich zbavují. Z hlediska živého organismu je v takové kapalině sucho. Nejen trosečníci na širém moři, ale i mořské ryby a mořští hadi se tak potýkají s neuhasitelnou žízní, protože mají problém vytáhnout ze slaného moře dostatek vody. Nasolené maso, kandované ovoce nebo třeba sladký sirup se nezkazí, protože sůl, respektive cukr si zaberou všechnu vodu pro sebe a všechny škodlivé organismy jednoduše vysuší.

Odborně se hovoří o aktivitě vody, což je veličina odpovídající relativní vlhkosti vzduchu, při které daný roztok ani nevysychá, ani nenatahuje vodní páru, ale je se vzduchem v rovnováze. Vodní aktivita čisté vody je rovna jedné, s koncentrací roztoku klesá. Pokud je vodní aktivita roztoku vyšší než vzdušná vlhkost, roztok vysychá, pokud je naopak nižší, chová se hygroskopicky a natahuje vodní páru z okolí. Vodní aktivita mořské vody je 0,98, a většina mikrobů začíná žíznit pod 0,92. Trochu odolnější jsou plísně – proto sirupy a marmelády konzervované cukrem spíše zplesnivějí, než by se normálně „zkazily“. Nejextrémnější známý „suchomil“, plíseň Aspergillus penicillioides, přestává růst při vodní aktivitě pod 0,585.

Venuše ve velikostním porovnání se Zemí. Snímek Země je z dílny posádky lodi Apollo 17. Kredit: NASA.

Mraky Venuše netvoří ani sůl, ani cukr, nýbrž kyselina sírová. Žádný problém, řekli byste, to přece bakterie v sopečných pramenech běžně „dávají“. Ale ne tak rychle. Nejodolnější acidofilové tolerují roztoky sírovky s koncentrací kolem 11 hmotnostních procent, zatímco na Venuši je to spíše kolem osmdesáti (75 – 96 %) – to už je spíše malé množství vody rozpuštěné v kyselině nežli naopak. Autoři aktuální studie jen tak mimochodem dospěli k překvapivému zjištění, že pozemský rekordman v oboru kyselosti - extrémní acidofil Picrophilus torridus z říše archeí – ve skutečnosti není ve svém rozletu limitován ani tak kyselostí svého prostředí, jako právě vodní aktivitou. Protože kyselina sírová je kyselina sírová, a ta se o vodu nedělí.

Pozemské organismy, snad podle hesla „mnoho psů - zajícova smrt“, špatně tolerují souběh více extrémů. Nízká aktivita vody jim tak ubírá sil, které potřebují pro boj s kyselostí, případně naopak.

A jak je to na té Venuši? Vodní aktivita v oblačné pokrývce je nižší než 0,004 – o dva řády menší, než jakou potřebují pozemské organismy, a více než 60x nižší, než například na Sahaře.

Rozhodně se tedy nemusíme obávat, že bychom na dnešní Venuši našli něco příliš podobného pozemským organismům. Exotický život, který by hrál podle úplně jiných pravidel, to je pochopitelně jiná otázka (trochu jsem se jí dotkl v předchozím článku „Fosfan na Venuši“).

Vodní aktivitu na Venuši již dříve posuzoval jako limitující faktor také známý astrobiolog Dirk Schulze-Makuch, který poukázal na to, že pro přežití organismů nemusí být podstatné typické podmínky na daném tělese, ale stačí i nepatrná mikroprostředí, nebo pomíjivě se objevující příležitosti. Řada organismů může být většinu času vyschlá či zmrzlá, a stačí jim ožít jen tu a tam. Je snazší představit si takové prchavé příležitosti na Marsu než v oblacích Venuše, které se jeví jako stálé a homogenní prostředí, ale to může být dané jen mírou naší neznalosti.

Autoři studie, jakmile byli hotovi s Venuší, podívali se i na jiné planety. Zjistili, že prostředí na povrchu Marsu vykazuje vodní aktivitu okolo 0,537, což je mimo hranice známého života, ale jen těsně. Překvapivější byly výsledky pro Jupiter: král planet má ve svých mracích, v místech, kde panuje tlak kolem 5 bar a zároveň i docela pozemská teplota, vodní aktivitu slučitelnou s pozemským životem: přes 0,585. Navíc je tu i spousta organických látek. To poněkud oživuje dávné vize organismů vznášejících se mezi barevnými oblaky této obří planety, jak je nastínili Carl Sagan, A. C. Clarke a další.

Video: První reálné snímky z Venuše

Zdroje:

https://astronomycommunity.nature.com/posts/on-venus-water-everywhere-nor-any-drop-to-drink-3b8a3a6f-5282-4477-8bf5-d34aaea2917f
(odtud lze také čerpat obrázky)

Akins, A. B., Lincowski, A. P., Meadows, V. S. & Steffes, P. G. Preprint at https://arxiv.org/abs/2101.09831 (2021).

Greaves, J. S., Richards, A., Bains, W., Rimmer, P. B., Sagawa, H., Clements, D. L., ... & Hoge, J. (2021). Phosphine gas in the cloud decks of Venus. Nature Astronomy, 5(7), 655-664.

Villanueva, G. L., Cordiner, M., Irwin, P. G. J., De Pater, I., Butler, B., Gurwell, M., ... & Kopparapu, R. (2021). No evidence of phosphine in the atmosphere of Venus from independent analyses. Nature Astronomy, 5(7), 631-635.

Truong, N., & Lunine, J. I. (2021). Volcanically extruded phosphides as an abiotic source of Venusian phosphine. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118(29).

Mogul, R., Limaye, S. S., Way, M. J., & Cordova, J. A. (2021). Venus' mass spectra show signs of disequilibria in the middle clouds. Geophysical Research Letters, 48(7), e2020GL091327.

Greaves, J. S., Richards, A., Bains, W., Rimmer, P. B., Clements, D. L., Seager, S., ... & Fraser, H. J. Re-analysis of phosphine in Venus' clouds. arXiv preprint arXiv:2011.08176.

Hallsworth, J. E., Koop, T., Dallas, T. D., Zorzano, M. P., Burkhardt, J., Golyshina, O. V., ... & McKay, C. P. (2021). Water activity in Venus’s uninhabitable clouds and other planetary atmospheres. Nature Astronomy, 1-11. doi.org/10.1038/s41550-021-01391-3

Schulze-Makuch, D. (2021). The case (or not) for life in the Venusian clouds. Life, 11(3), 255.