Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Саган

Весьма сложно определить точный состав сложного твердого органического соединения. Например, химия угля изучена еще далеко не полностью, несмотря на стабильные экономические вливания. Но нам удалось кое-что узнать о толине с Титана. В нем содержатся все важнейшие вещества, на основе которых возникла земная жизнь. Действительно, если бросить толины Титана в воду, мы получим множество аминокислот – фундаментальных компонентов белков, а также нуклеотидные основания, первоэлементы ДНК и РНК. Некоторые аминокислоты, образующиеся таким образом, широко распространены в земной биохимии. Другие – вещества совершенно иного рода. Также здесь присутствует богатый набор иных органических молекул, некоторые из них важны для жизни, другие – нет. За минувшие 4 млрд лет из атмосферы Титана на поверхность спутника выпали колоссальные объемы органических молекул. Если все это вещество на протяжении прошедших эпох оставалось глубоко замороженным и нетронутым, то его слой должен иметь мощность как минимум несколько десятков метров, а то и километр.

Но вполне можно предположить, что при температуре –180 ℃ никакие аминокислоты не образуются. Попадание толинов в воду могло чем-то кончиться на юной Земле, а на Титане, по-видимому, нет. Однако время от времени о поверхность Титана должны разбиваться кометы и астероиды (другие спутники Сатурна, расположенные поблизости, усыпаны ударными кратерами, а атмосфера Титана недостаточно плотная, чтобы тормозить крупные быстролетящие объекты). Хотя мы и никогда не видели пейзажей Титана, планетологи тем не менее кое-что знают о составе этого спутника. Средний показатель плотности Титана находится где-то между плотностью льда и камня. Вероятно, там есть и то и другое. Лед и камень очень распространены в соседних мирах, а некоторые спутники вообще состоят изо льда почти без примесей. Если поверхность Титана льдистая, то мощный удар кометы на время его растопит. Мы с Томпсоном оценили: в любой точке Титана существует вероятность более 50 %, что хотя бы однажды лед там подтаивал, причем жидкая масса на месте такого удара должна была сохраняться в среднем на протяжении почти тысячи лет.

Это уже совсем другое дело. Вероятно, жизнь на Земле зародилась в океанах и мелких заводях. Земная жизнь состоит в основном из воды, которая играет для нее важнейшую физическую и химическую роль. Действительно, нам – насквозь пропитанным водой существам – сложно вообразить безводную жизнь. Если на нашей планете жизнь успела зародиться менее чем за сто миллионов лет, есть ли шанс, что на Титане это могло произойти за тысячу миллионов лет? Если толины подмешивались в жидкую воду на поверхности Титана, то процессы биологической эволюции здесь могли зайти гораздо дальше, чем мы думаем.

НЕСМОТРЯ НА ВСЕ ЭТО, мы удручающе мало знаем о Титане. Я был вынужден это признать на научном симпозиуме по проблемам Титана, проходившем в Тулузе под эгидой Европейского космического агентства (ESA). Океаны жидкой воды на Титане существовать не могут, а вот океаны жидких углеводородов – другое дело. Вероятно, облака метана (CH4), самого распространенного углеводорода, находятся недалеко от поверхности спутника. Этан (C2H6), второй по встречаемости углеводород, должен конденсироваться на поверхности в ходе таких же процессов, как и водяной пар, превращающийся в жидкость у самой Земли, где температура обычно находится между точками замерзания и таяния. За время существования Титана на нем должны были возникнуть обширные океаны жидких углеводородов. Вероятно, они располагаются глубоко под дымкой и облаками. Но это не означает, что такие океаны для нас полностью недосягаемы – радиоволны легко проникают через атмосферу Титана и взвешенные в ней, медленно оседающие тончайшие частицы[28].

В Тулузе Дуэйн Мулеман из Калифорнийского технологического института рассказал нам об очень сложном техническом проекте – передаче серии импульсов от радиотелескопа, расположенного в пустыне Мохаве в Калифорнии, которые достигают Титана, проникают сквозь дымку и облака до самой его поверхности, а затем отражаются обратно в космос. После этого они принимаются на Земле. Здесь многократно ослабевший сигнал подхватывается системой радиотелескопов, развернутой близ Сокорро в Нью-Мексико. Отлично. Если поверхность Титана состоит изо льда и камня, то отразившийся от нее радарный импульс будет вполне возможно поймать на Земле. Но если Титан покрыт углеводородными океанами, то Мулеман не должен ничего увидеть: жидкие углеводороды выглядят черными для радиоволн, никакой эхосигнал на Землю не вернулся бы. Фактически гигантская радарная система Мулемана фиксирует отражение сигнала, только когда Титан повернут к Земле под определенными долготами, а под другими – нет. «Хорошо, – можете сказать вы, – значит, на Титане есть океаны и континенты, от такого континента радиосигнал может отразиться и попасть на Землю». Но если Титан в этом отношении похож на Землю, то есть одни его меридианы пролегают преимущественно по континентам (как на Земле – через Европу и Африку), а другие – по океанам (как на Земле – через центр Тихого океана), то мы сталкиваемся уже с другой проблемой.

Орбита Титана вокруг Сатурна является не идеальной окружностью, а имеет выраженно эллиптическую форму. Если же на Титане есть обширные океаны, то гигантская планета Сатурн должна вызывать на нем серьезные приливы, а возникающее в таком случае приливное трение должно было округлить орбиту Титана за время, значительно меньшее, чем возраст Солнечной системы. В 1982 г. я и Стэнли Дермотт, в настоящее время работающий во Флоридском университете, опубликовали научную статью «Приливы в морях Титана» (The Tide in the Seas of Titan), в которой высказали точку зрения, что по вышеуказанной причине Титан должен состоять либо из одной суши, либо только из океанов. В противном случае океанские приливы на отмелях обязательно повлияли бы на спутник. На Титане можно допустить существование озер или островов, но если бы там были более обширные пространства жидкости, то сейчас мы бы видели у Титана орбиту совершенно иной формы.

Итак, у нас есть три научные посылки. Согласно первой, Титан практически полностью покрыт углеводородными океанами. Согласно второй, на нем есть как океаны, так и континенты. Третья требует сделать выбор, подсказывая, что Титан не может одновременно обладать обширными океанами и масштабными континентами. Интересно будет узнать, каков правильный ответ.

То, о чем я вам только что рассказал, – своего рода текущий научный отчет. Уже завтра могут появиться новые находки, которые прояснят эти тайны и противоречия. Может быть, что-то не так с данными от радаров Мулемана, однако это маловероятно: его система сообщает, что Титан виден на минимальном расстоянии, когда и должен быть виден. Может быть, какие-то ошибки закрались в наши с Дермоттом вычисления относительно изменений орбиты Титана под действием приливов, но пока никто не смог найти такие просчеты. Причем сложно себе представить, как этан мог бы избежать конденсации на поверхности Титана. Может быть, несмотря на низкие температуры, за миллиарды лет в химии спутника произошли какие-то изменения. Возможно, там сложилась некая комбинация падающих с неба комет, вулканизма и других тектонических явлений, дополненная воздействием космических лучей. В результате жидкие углеводороды могли сгуститься и превратиться в сложную органическую твердь, отражающую радиоволны в космос. Возможно, на поверхности океанов Титана плавают некие массы, отражающие радиоволны. Но жидкие углеводороды очень неплотные: все известные твердые органические вещества, если только они не очень пористые, камнем шли бы на дно морей Титана.

Мы с Дермоттом размышляем, не идем ли на поводу у нашего земного опыта, когда воображаем на Титане океаны и континенты. Может быть, это просто земной шовинизм. Остальные миры системы Сатурна изрыты кратерами, там повсюду ударные воронки. Если бы мы изобразили, как один из этих миров постепенно покрывается толщей жидких углеводородов, то у нас получились бы не глобальные океаны, а изолированные большие кратеры, заполненные, хотя и не доверху, такими углеводородами. Множество круглых озер с нефтью, некоторые из них – сотни километров в поперечнике – должны быть разбросаны по поверхности, но при этом далекий Сатурн не поднимал бы на спутнике никаких ощутимых волн и, продолжая аналогию, там невозможно было бы представить себе корабли, пловцов, виндсерфинг и рыбалку. Мы рассчитали, что в таком случае приливное трение было бы пренебрежимым и вытянутая эллиптическая орбита Титана не должна была бы округлиться. Мы не можем судить об этом с уверенностью, пока не получим изображений поверхности Титана на радаре или в ближнем инфракрасном диапазоне. Но, возможно, именно так и разрешается наша дилемма: Титан может быть миром больших углеводородных озер, причем на некоторых долготах они встречаются чаще, на других – реже.