Gadu desmitiem zinātnieki uzskatīja, ka zem Jupitera mēness Europa ledainās virsmas varētu būt dzīvība. Kopš tā laika ir parādījušās vairākas pierādījumu līnijas, kas liek domāt, ka tas nav viens pats. Patiešām, Saules sistēmā ir daudzas “okeāna pasaules”, kas potenciāli varētu uzņemt dzīvību, ieskaitot Sēru, Ganimīdu, Enceladu, Titānu, Dionu, Tritonu un varbūt pat Plutonu.
Bet kā būtu, ja dzīvības elementi, kā mēs to zinām, nebūtu pietiekami bagātīgi šajās pasaulēs? Jaunā pētījumā divi pētnieki no Hārvarda Smitsona astrofizikas centra (CfA) centās noteikt, vai patiesībā okeāna pasaulēs varētu būt bioessenciālu elementu trūkuma. Viņu secinājumiem varētu būt plaša ietekme uz dzīves esamību Saules sistēmā un ārpus tās, nemaz nerunājot par mūsu spēju to izpētīt.
Pētījums ar nosaukumu “Vai virszemes okeāna pasaulēs bioenerģētisko elementu trūkuma dēļ ir apspiesta ārpuszemes dzīve?” nesen parādījās tiešsaistē. Pētījumu vadīja Manasvi Lingams, Hārvarda universitātes un CfA Teorijas un skaitļošanas institūta (ITC) pēcdoktorantūras students ar Abraham Loeb atbalstu - ITC direktoru un Franku B. Bairdu, Jr profesoru. zinātne Hārvarda štatā.
Iepriekšējos pētījumos jautājumiem par pavadoņu un citu planētu apdzīvojamību bija tendence koncentrēties uz ūdens esamību. Tas ir bijis taisnība, kad runa ir par planētu un pavadoņu izpēti Saules sistēmā, un it īpaši, ja runa ir par ārpus Saules planētām. Kad viņi ir atraduši jaunas eksoplanetes, astronomi ir pievērsuši īpašu uzmanību tam, vai attiecīgā planēta riņķo tās zvaigznes apdzīvojamā zonā.
Tas ir atslēga, lai noteiktu, vai planēta uz tās virsmas var uzturēt šķidru ūdeni. Turklāt astronomi ir mēģinājuši iegūt spektrus no aptuveni klinšainajām eksoplanetām, lai noteiktu, vai no tās atmosfēras notiek ūdens zudumi, par ko liecina ūdeņraža gāze. Tikmēr citi pētījumi ir mēģinājuši noteikt enerģijas avotu klātbūtni, jo tas ir svarīgi arī dzīvībai, kā mēs to zinām.
Pretstatā tam, doktors Lingams un prof. Loebs uzskatīja, kā dzīvības esamība uz okeāna planētām varētu būt atkarīga no ierobežojošo barības vielu (LN) pieejamības. Jau kādu laiku notiek nopietnas debates par to, kuras barības vielas būtu būtiskas ārpuszemes dzīvei, jo šie elementi var atšķirties dažādās vietās un laika gaitā. Kā Lingams pa e-pastu stāstīja žurnālam Space Magazine:
“Visbiežāk pieņemtais dzīvei nepieciešamo elementu saraksts, kā mēs zinām, tas sastāv no ūdeņraža, skābekļa, oglekļa, slāpekļa un sēra. Turklāt daži mikroelementi (piemēram, dzelzs un molibdēns) var būt arī dzīvībai vērtīgi, kā mēs to zinām, taču bioessenciālo mikroelementu saraksts ir pakļauts lielākai nenoteiktībai un mainīgumam. ”
Viņu vajadzībām Dr Loebs izveidoja modeli, izmantojot Zemes okeānus, lai noteiktu, kā avoti un izlietnes - t.i., faktori, kas attiecīgi pievieno vai noārda LN elementus okeānos - varētu būt līdzīgi tiem, kas atrodas okeāna pasaulēs. Uz Zemes šo barības vielu avoti ir fluviāli (no upēm), atmosfēras un ledus avoti, un enerģiju nodrošina saules gaisma.
No šīm barības vielām viņi noteica, ka vissvarīgākais būs fosfors, un pārbaudīja, cik bagātīgs šis un citi elementi varētu būt okeāna pasaulēs, kur apstākļi ir ļoti atšķirīgi. Kā paskaidroja doktors Lingams, ir pamatoti uzskatīt, ka šajās pasaulēs dzīvības iespējamā pastāvēšana arī samazinās līdz līdzsvaram starp neto pieplūdumu (avotiem) un neto aizplūšanu (izlietnēm).
“Ja izlietnes ir daudz dominējošākas nekā avoti, tas varētu norādīt, ka elementi tiks samērā ātri iztērēti. Citā, lai novērtētu avotu un izlietņu lielumu, mēs izmantojām savas zināšanas par Zemi un savienojam tās ar citiem šo okeānu pasaulu pamatparametriem, piemēram, okeāna pH, pasaules lielumu utt., Kas zināmi no novērojumiem. / teorētiskie modeļi. ”
Kaut arī atmosfēras avoti iekšējiem okeāniem nebūtu pieejami, doktors Loebs apsvēra hidrotermisko ventilācijas sistēmu ieguldījumu. Jau tagad ir daudz pierādījumu, ka tie pastāv Eiropā, Enceladus un citās okeāna pasaulēs. Viņi arī apsvēra abiotiskos avotus, kas sastāv no minerāliem, ko no klintīm izskalojis lietus uz Zemes, bet kas sastāvētu no klintīm, ko šie pavadoņu iekšējie okeāni izturēja pret klimatu.
Galu galā viņi atrada, ka atšķirībā no ūdens un enerģijas barojošo vielu ierobežošana var būt ierobežota, ja runa ir par okeāna pasaulēm mūsu Saules sistēmā:
“Mēs noskaidrojām, ka, ņemot vērā mūsu modeļa pieņēmumus, fosfors, kas ir viens no bioesenciālajiem elementiem, ātrā laika posmā (pēc ģeoloģiskajiem standartiem) tiek iztērēts okeāna pasaulēs, kuru okeāniem ir neitrāls vai sārmains raksturs un kuriem piemīt hidrotermālā aktivitāte (ti, hidrotermiskās ventilācijas sistēmas pie okeāna dibena). Līdz ar to mūsu darbs liek domāt, ka šajās okeāna pasaulēs dzīvība var pastāvēt zemā koncentrācijā (vai atrasties tikai vietējos plāksteros), un tāpēc tā nav viegli nosakāma. ”
Tas, protams, ietekmē misijas, kas paredzētas Eiropai un citiem pavadoņiem ārējā Saules sistēmā. Tajos ietilpst NASAEuropa Clipper misija, kuru pašlaik plānots sākt no 2022. līdz 2025. gadam. Izmantojot virkni lidotāju Europa, šī zonde mēģinās izmērīt biomarķierus plūmju aktivitātē, kas nāk no Mēness virsmas.
Līdzīgas misijas ir ierosinātas Enceladus, un NASA apsver arī “Dragonfly” misiju, lai izpētītu Titāna atmosfēru, virszemes un metāna ezerus. Tomēr, ja doktora Loeba pētījums ir pareizs, tad šo misiju iespējas atrast jebkādas dzīvības pazīmes okeāna pasaulē Saules sistēmā ir diezgan niecīgas. Tomēr, kā norādīja Lingam, viņi joprojām uzskata, ka šādas misijas ir jāizveido.
"Lai arī mūsu modelis paredz, ka nākotnes misijām šajās pasaulēs varētu būt zema veiksmes izredzes atklāt ārpuszemes dzīvi, mēs uzskatām, ka šādas misijas joprojām ir vērts turpināt," viņš sacīja. “Tas ir tāpēc, ka tie piedāvās lielisku iespēju: (i) pārbaudīt un / vai falsificēt mūsu modeļa galvenās prognozes un (ii) savākt vairāk datu un uzlabot mūsu izpratni par okeāna pasaulēm un to bioģeoķīmiskajiem cikliem.”
Turklāt, kā prof. Loebs norādīja pa e-pastu, šis pētījums bija vērsts uz “dzīvi tādu, kādu mēs to zinām”. Ja misija šajās pasaulēs atrastu ārpuszemes dzīves avotus, tad tas norādītu, ka dzīve var rasties no apstākļiem un elementiem, kas mums nav pazīstami. Tādējādi Eiropas un citu okeāna pasaulju izpēte ir ne tikai ieteicama, bet arī nepieciešama.
"Mūsu dokuments parāda, ka elementi, kas ir nepieciešami" dzīves ķīmijai, kā mēs to zinām ", piemēram, fosfors, ir noplicināti okeānos," viņš teica. “Rezultātā dzīve būtu izaicinoša okeānos, par kuriem pastāv aizdomas, ka tie atrodas zem Europa vai Enceladus virszemes ledus. Ja turpmākās misijas apstiprinās noplicināto fosfora līmeni, bet tomēr atradīs dzīvību šajos okeānos, tad mēs zinātu par jaunu ķīmisku ceļu dzīvībai, kas nav tā, kas atrodas uz Zemes. ”
Rezultātā zinātnieki ir spiesti izvēlēties “zemu nokarenu augļu” pieeju, meklējot dzīvību Visumā. Līdz brīdim, kad mēs atradīsim dzīvi ārpus Zemes, visi mūsu izglītotie minējumi balstīsies uz dzīvi, kāda tā pastāv šeit. Es nevaru iedomāties labāku iemeslu izkāpt tur un izpētīt Visumu, nekā šis!
