Спутник Сатурна Энцелад — одно из главных внеземных мест Солнечной системы, где процветает жизнь. Он таит в себе глобальный соленый океан, в котором внутреннее отопление теоретически поддерживает температуру, приемлемую для чужеродной морской экосистемы.
Однако обнаружить эту жизнь не так-то просто. Луна окружена ледяной оболочкой, толщина которой в самом тонком месте оценивается в 5 километров (3,1 мили), а глубина океана под ней составляет 10 километров. Это было бы достаточно серьезной проблемой здесь, на Земле, не говоря уже о луне, находящейся в половине Солнечной системы.
Но нам, возможно, не нужно прилагать все усилия, чтобы просверлить оболочку Энцелада, в конце концов. Новое исследование показывает, что мы должны быть в состоянии обнаружить жизнь на ледяной луне в шлейфах соленой воды, которые извергаются с ее поверхности, даже если там не так много жизни.
«Очевидно, что отправить робота ползти через ледяные трещины и глубоко погружаться на морское дно будет непросто», — говорит биолог-эволюционист Реджис Феррьер из Аризонского университета.
«Моделируя данные, которые более подготовленный и продвинутый орбитальный космический корабль собирал бы только из шлейфов, наша команда показала, что этого подхода будет достаточно, чтобы с уверенностью определить, есть ли жизнь в океане Энцелада, без фактического зондирования. глубины луны. Это захватывающая перспектива».
Энцелад сильно отличается от Земли; вряд ли он кишит коровами и бабочками. Но глубоко под земным океаном, вдали от живительного солнечного света, возникла экосистема другого типа. Жизнь, сгруппированная вокруг жерл на дне океана, извергающих тепло и химические вещества, зависит не от фотосинтеза, а от использования энергии химических реакций.
То, что мы знаем об Энцеладе, предполагает, что подобные экосистемы могут скрываться на его морском дне. Он совершает оборот вокруг Сатурна каждые 32,9 часа, путешествуя по эллиптической траектории, изгибающей внутреннюю часть спутника, вырабатывая достаточно тепла, чтобы вода, находящаяся ближе всего к ядру, оставалась жидкой.
Это не просто теория: на южном полюсе, где ледяная оболочка самая тонкая, были замечены гигантские столбы воды высотой в сотни километров, извергающиеся из-подо льда, извергающие воду, которая, по мнению ученых, способствует образованию льда на поверхности Сатурна. кольца.
Когда более десяти лет назад зонд Saturn Cassini пролетел через эти шлейфы, он обнаружил несколько любопытных молекул, в том числе высокие концентрации молекул, связанных с гидротермальными жерлами Земли: метан и меньшее количество диводорода и углекислого газа. Это может быть связано с производящими метан археями здесь, на Земле.
«На нашей планете гидротермальные источники изобилуют жизнью, большой и маленькой, несмотря на темноту и безумное давление», — сказал Ферьер. «Самые простые живые существа — это микробы, называемые метаногенами, которые питаются энергией даже в отсутствие солнечного света».
Метаногены метаболизируют диводород и углекислый газ, выделяя метан в качестве побочного продукта. Ферьер и его коллеги смоделировали биомассу метаногена, которую мы могли бы ожидать обнаружить на Энцеладе, если бы биомасса существовала вокруг гидротермальных источников, подобных тем, которые обнаружены на Земле.
Затем они смоделировали вероятность того, что клетки и другие биологические молекулы будут выброшены через вентиляционные отверстия, и сколько этих материалов мы, вероятно, найдем.
«Мы были удивлены, обнаружив, что гипотетическое количество клеток будет равняться биомассе только одного кита в глобальном океане Энцелада», — говорит биолог-эволюционист Антонин Аффхолдер, ныне работающий в Университете Аризоны, но работавший в парижском Институте наук и литературы. Университет во Франции на момент проведения исследования.
«Биосфера Энцелада может быть очень разреженной. И все же наши модели показывают, что она была бы достаточно продуктивной, чтобы питать шлейфы органическими молекулами или клетками, достаточными для того, чтобы их можно было уловить приборами на борту космического корабля будущего».
Оснащенный ожидаемым содержанием этих соединений, орбитальный космический корабль мог бы обнаружить их, если бы он смог совершить несколько пролетов шлейфа, чтобы собрать достаточно материала.
Даже в этом случае может не хватить биологического материала, и шанс, что клетка переживет путешествие сквозь лед и выброс в космос, вероятно, довольно мал.
В отсутствие такого неопровержимого доказательства команда предполагает, что аминокислоты, такие как глицин, будут служить альтернативным косвенным признаком, если их содержание превысит определенный порог.
«Учитывая, что, согласно расчетам, любая жизнь на Энцеладе будет чрезвычайно редкой, все же есть хороший шанс, что мы никогда не найдем достаточно органических молекул в шлейфах, чтобы однозначно заключить, что она там есть», — говорит Ферьер.
«Итак, вместо того, чтобы сосредоточиться на вопросе, сколько достаточно, чтобы доказать существование жизни, мы спросили: «Каково максимальное количество органического материала, которое могло бы присутствовать в отсутствие жизни?»
Эти цифры, по словам исследователей, могут помочь в разработке будущих миссий в ближайшие годы. Тем временем мы просто будем здесь, на Земле, размышляя о том, как может выглядеть экосистема глубоко под океаном на спутнике, вращающемся вокруг Сатурна.
No comments:
Post a Comment