Research press release


Nature Astronomy

Planetary science: Water activity of Venus’s clouds too low to sustain life

金星をはじめとする太陽系内のほとんどの惑星の、雲内部の水の相対的な利用可能性は、地球上の極端な環境での生存に適応した生命を維持するには低過ぎることを示唆する論文が、Nature Astronomy に掲載される。この知見は、雲の多いほとんどの惑星環境は、私たちが知っているような生命の生存に適さないことを示している。


今回、John Hallsworthたちの研究チームは、太陽系の金星や他の惑星の雲内部での水分活性に起因する生命の限界を計算した。その結果、金星の雲の水分活性は、硫酸の液滴によって0.004以下(生命の限界の100分の1未満)に低下することが分かった。一方、火星の雲の典型的な水分活性は0.537で、これは生命の生存可能範囲をわずかに下回り、地球大気の2番目の層である成層圏の水分活性とほぼ同じであった。しかし、地球大気の最下層である対流圏は、生命にとって許容できるものである。木星の大気は、–10~+40℃の温度で0.585以上の生物学的に許容可能な水分活性であるが、雲の組成などの要因が生命の生存可能性を制限する可能性がある。


The relative availability of water within the clouds of Venus and most planets in the Solar System is too low to sustain even organisms that are adapted to live in extreme environments on Earth, suggests a paper published in Nature Astronomy. This finding indicates that most cloudy planetary environments are not conducive to life as we know it.

Water activity, measured on a scale of 0 to 1, is equivalent to the relative humidity, or availability of water, in a planet’s atmosphere. The water activity of an environment can considerably affect organisms, including those that are capable of living in extreme environments, known as extremophiles. Laboratory studies have shown that life requires a water activity of at least 0.585 for metabolism and reproduction to take place.

John Hallsworth and colleagues calculated the limit for life due to water activity within the clouds of Venus and other planets in the Solar System. The authors find that droplets of sulphuric acid reduce the water activity of Venus’s clouds to below 0.004, more than 100 times less than the limit for life. Comparatively, the representative water activity in Mars’s clouds is 0.537, which is slightly below the habitable range for life and similar to that of the second layer, or stratosphere, of the Earth’s atmosphere. The lowest atmospheric layer of Earth, the troposphere, is, however, permissible for life. Jupiter’s atmosphere has a biologically permissive water activity of greater than 0.585 for temperatures between –10 °C and +40 °C, although factors such as cloud composition may limit habitability.

The authors conclude that the approach used in this study can also be used to determine water activity in the atmospheres of planets beyond our Solar System, thus narrowing down the extraterrestrial search for life.

doi: 10.1038/s41550-021-01391-3

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