Het is moeilijk om je een meer onherbergzame wereld voor te stellen dan onze naaste planetaire buur. Met een atmosfeer die dik is van koolstofdioxide en een oppervlak dat heet genoeg is om lood te smelten, is Venus een verschroeide en verstikkende woestenij waar het leven zoals we dat kennen niet zou kunnen overleven. De wolken van de planeet zijn eveneens vijandig en bedekken de planeet met druppeltjes zwavelzuur die bijtend genoeg zijn om een ​​gat door de menselijke huid te branden.

En toch ondersteunt een nieuwe studie het al lang bestaande idee dat als leven bestaat, het een thuis zou kunnen zijn in de wolken van Venus. De auteurs van het onderzoek, van MIT, Cardiff University en Cambridge University, hebben een chemisch pad geïdentificeerd waardoor het leven de zure omgeving van Venus kan neutraliseren, waardoor een zelfvoorzienend, bewoonbaar zakje in de wolken ontstaat.

Binnen de atmosfeer van Venus hebben wetenschappers lang raadselachtige anomalieën waargenomen - chemische kenmerken die moeilijk te verklaren zijn, zoals kleine concentraties zuurstof en niet-bolvormige deeltjes in tegenstelling tot de ronde druppeltjes van zwavelzuur. Misschien wel het meest raadselachtige is de aanwezigheid van ammoniak, een gas dat in de jaren zeventig voorlopig werd gedetecteerd en dat volgens alle berichten niet zou moeten worden geproduceerd via een chemisch proces dat op Venus bekend is.

In hun nieuwe studie hebben de onderzoekers een reeks chemische processen gemodelleerd om aan te tonen dat als ammoniak inderdaad aanwezig is, het gas een cascade van chemische reacties zou veroorzaken die omringende druppeltjes zwavelzuur zouden neutraliseren en ook de meeste anomalieën zouden kunnen verklaren die zijn waargenomen in De wolken van Venus. Wat betreft de bron van ammoniak zelf, stellen de auteurs voor dat de meest plausibele verklaring van biologische oorsprong is, in plaats van een niet-biologische bron zoals bliksem of vulkaanuitbarstingen.

Zoals ze in hun studie schrijven, suggereert de chemie dat "het leven zijn eigen omgeving op Venus zou kunnen maken."

Deze prikkelende nieuwe hypothese is testbaar en de onderzoekers geven een lijst met chemische handtekeningen voor toekomstige missies om te meten in de wolken van Venus, om hun idee te bevestigen of tegen te spreken.

"Geen leven dat we kennen, zou kunnen overleven in de Venus-druppels", zegt co-auteur Sara Seager, de Class of 1941 Professor of Planetary Sciences in het MIT's Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS). "Maar het punt is dat er misschien leven is en dat het zijn omgeving aanpast zodat het leefbaar is."

De co-auteurs van de studie zijn Janusz Petkowski, William Bains en Paul Rimmer, die verbonden zijn aan MIT, Cardiff University en Cambridge University.

Levensverdachte

"Leven op Venus" was vorig jaar een trending term, toen wetenschappers, waaronder Seager en haar co-auteurs, de detectie van fosfine in de wolken van de planeet rapporteerden. Op aarde is fosfine een gas dat voornamelijk wordt geproduceerd door biologische interacties. De ontdekking van fosfine op Venus laat ruimte voor de mogelijkheid van leven. Sindsdien is de ontdekking echter alom betwist.

"De detectie van fosfine werd uiteindelijk ongelooflijk controversieel", zegt Seager. "Maar fosfine was als een toegangspoort, en er is een heropleving bij mensen die Venus bestuderen."

Geïnspireerd om beter te kijken, begon Rimmer de gegevens van eerdere missies naar Venus te doorzoeken. In deze gegevens identificeerde hij anomalieën, of chemische handtekeningen, in de wolken die decennialang onverklaard waren gebleven. Naast de aanwezigheid van zuurstof en niet-sferische deeltjes, omvatten anomalieën onverwachte niveaus van waterdamp en zwaveldioxide.

Rimmer stelde voor dat de anomalieën kunnen worden verklaard door stof. Hij voerde aan dat mineralen, die van het oppervlak van Venus en in de wolken worden meegesleurd, in wisselwerking kunnen treden met zwavelzuur om enkele, maar niet alle, van de waargenomen afwijkingen te produceren. Hij liet zien dat de chemie gecontroleerd was, maar de fysieke vereisten waren onhaalbaar:er zou een enorme hoeveelheid stof in de wolken moeten opstijgen om de waargenomen afwijkingen te veroorzaken.

Seager en haar collega's vroegen zich af of de afwijkingen te verklaren waren door ammoniak. In de jaren zeventig werd het gas voorlopig gedetecteerd in de wolken van de planeet door de Venera 8- en Pioneer Venus-sondes. De aanwezigheid van ammoniak, of NH_3, was een onopgelost mysterie.

"Ammoniak zou niet op Venus moeten zijn", zegt Seager. "Er zit waterstof aan vast en er is heel weinig waterstof in de buurt. Elk gas dat niet in de context van zijn omgeving thuishoort, is automatisch verdacht omdat het door het leven wordt gemaakt."

Leefbare wolken

Als het team zou aannemen dat leven de bron van ammoniak was, zou dit dan de andere anomalieën in de wolken van Venus kunnen verklaren? De onderzoekers modelleerden een reeks chemische processen op zoek naar een antwoord.

Ze ontdekten dat als het leven op de meest efficiënte manier ammoniak zou produceren, de bijbehorende chemische reacties van nature zuurstof zouden opleveren. Eenmaal aanwezig in de wolken zou ammoniak oplossen in druppeltjes zwavelzuur, waardoor het zuur effectief wordt geneutraliseerd om de druppeltjes relatief bewoonbaar te maken. De introductie van ammoniak in de druppeltjes zou hun voorheen ronde, vloeibare vorm veranderen in een meer niet-bolvormige, zoutachtige slurry. Als ammoniak eenmaal is opgelost in zwavelzuur, zou de reactie ervoor zorgen dat ook het omringende zwaveldioxide oplost.

De aanwezigheid van ammoniak zou dan inderdaad de meeste van de belangrijkste anomalieën in de wolken van Venus kunnen verklaren. De onderzoekers tonen ook aan dat bronnen zoals bliksem, vulkaanuitbarstingen en zelfs een meteorietinslag chemisch niet de hoeveelheid ammoniak kunnen produceren die nodig is om de anomalieën te verklaren. Het leven zou echter kunnen.

Het team merkt zelfs op dat er levensvormen op aarde zijn - met name in onze eigen magen - die ammoniak produceren om een ​​anders zeer zure omgeving te neutraliseren en leefbaar te maken.

"Er zijn zeer zure omgevingen op aarde waar het leven wel leeft, maar het lijkt in niets op de omgeving op Venus - tenzij het leven sommige van die druppels neutraliseert", zegt Seager.

Wetenschappers kunnen de komende jaren misschien de aanwezigheid van ammoniak en tekenen van leven controleren met de Venus Life Finder Missions, een reeks voorgestelde particulier gefinancierde missies, waarvan Seager hoofdonderzoeker is, die van plan zijn ruimtevaartuigen te sturen naar Venus om de wolken te meten voor ammoniak en andere kenmerken van leven.

"Venus heeft aanhoudende, onverklaarbare atmosferische anomalieën die ongelooflijk zijn", zegt Seager. "Het laat ruimte voor de mogelijkheid van leven."