A tudósok évtizedek óta úgy gondolják, hogy a Jupiter holdja Europa jeges felületén élet lehet. Azóta többféle bizonyíték merült fel, amelyek arra utalnak, hogy nem egyedül. Valójában a Naprendszerben sok olyan „óceán világ” létezik, amelyek potenciálisan otthont adhatnak az életnek, köztük Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton és talán még Plútó is.
De mi van, ha az élet elemei, amint tudjuk, nem elég bőségesek ezekben a világokban? Egy új tanulmányban a Harvard Smithsonian Asztrofizikai Központjának (CfA) két kutatója megkísérelte meghatározni, vajon valóban lehet-e kevés bioesszenciális elem az óceánvilágokban. Következtetéseik széles körű következményekkel járhatnak a Naprendszerben és azon túlmutató élet létezésére, nem is beszélve arról, hogy mi tudjuk azt tanulmányozni.
A „A földön kívüli életet a bio-esszenciális elemek szegénysége miatt elfojtják a föld alatti óceáni világok?” Című tanulmány nemrégiben megjelent az interneten. A tanulmányt Manasvi Lingam vezette, a Harvard Egyetem és a CfA Elmélet és Számítástechnikai Intézet (ITC) posztdoktori ösztöndíja, Abraham Loeb - az ITC igazgatója és Frank B. Baird, Jr professzor - támogatásával. a Harvardon.
A korábbi tanulmányokban a holdak és más bolygók lakhatóságával kapcsolatos kérdések inkább a víz létezésére összpontosítottak. Ez igaz volt a Naprendszeren belüli bolygók és holdak tanulmányozásakor, és különösen igaz, ha az a Napen kívüli bolygók tanulmányozására vonatkozik. Amikor új exoplanetokat találtak, a csillagászok nagy figyelmet fordítottak arra, hogy a kérdéses bolygó kering-e csillag lakóövezetében vagy sem.
Ez kulcsfontosságú annak meghatározásához, hogy a bolygó képes-e a felszínén folyékony vizet támasztani-e vagy sem. Ezen túlmenően a csillagászok megkíséreltek spektrumokat szerezni a sziklás exoplanetek körül, hogy meghatározzák, van-e vízveszteség a légköréből, amit a hidrogéngáz jelenléte bizonyít. Eközben más tanulmányok megkísérelték meghatározni az energiaforrások jelenlétét, mivel ez szintén nélkülözhetetlen az élethez, amint azt ismerjük.
Ezzel szemben Dr. Lingam és Loeb professzor megvizsgálta, hogy az óceánbolygók életének függése lehet-e a korlátozó tápanyagok (LN) rendelkezésre állásától. Egy ideje jelentős vita folyik arról, hogy mely tápanyagok lennének nélkülözhetetlenek a földi földön kívüli élethez, mivel ezek az elemek helyről-időre változhatnak, és időbeli ütemben is változhatnak. Mint Lingam e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„Az élethez szükséges elemek leggyakrabban elfogadott listája, mivel tudjuk, hogy hidrogénből, oxigénből, szénből, nitrogénből és kénből áll. Ezenkívül bizonyos nyomelek (például a vas és a molibdén) az élet szempontjából is értékesek lehetnek, amint azt tudjuk, de a bioesszenciális nyomelek listájára nagyobb a bizonytalanság és a variabilitás. ”
Céljukra, Dr. Loeb a Föld óceánjait felhasználva készített egy modellt annak meghatározására, hogy a források és a süllyedések - azaz azok a tényezők, amelyek az LN-elemeket az óceánokhoz adják, vagy ezek kimerítik - hasonlóak lehetnek az óceánvilágokban. A Földön ezeknek a tápanyagoknak a forrásai a folyókból (folyókból), légköri és jégforrásokból származnak, az energiát a napfény biztosítja.
Ezen tápanyagok közül úgy határoztak, hogy a legfontosabb a foszfor lesz, és megvizsgálták, hogy ez és más elemek mennyiben lehetnek óceáni világokban, ahol a körülmények rendkívül eltérőek. Mint Dr. Lingam kifejtette, ésszerű feltételezni, hogy ezeken a világokon az élet lehetséges létezése egyensúlyba kerülne a nettó beáramlás (források) és a nettó kiáramlás (süllyedések) között.
„Ha a mosogatók sokkal domináltabbak, mint a források, akkor ez azt jelezheti, hogy az elemek viszonylag gyorsan kimerülnek. A források és a süllyedések nagyságának becslése céljából a Földre vonatkozó ismereteinkre támaszkodtunk, és ezeket az óceánvilágok más alapvető paramétereivel kapcsoltuk össze, például az óceán pH-jával, a világ méretével stb., Amelyek a megfigyelésekből ismertek. / elméleti modellek. ”
Noha a légköri források nem állnának rendelkezésre a belső óceánok számára, Dr. Loeb fontolóra vette a hidrotermikus szellőzők hozzájárulását. Már rengeteg bizonyíték van arra, hogy ezek léteznek az Európában, az Enceladuson és más óceánvilágokban. Megvizsgálták az abiotikus forrásokat is, amelyek az ásványokból állnak, amelyeket a Föld esője kőzetekből szivárogtatott ki, de ezeknek a holdoknak az óceánjai általi kőzetjárással járnak.
Végül azt találták, hogy ellentétben a vízzel és az energiával, a tápanyagok korlátozott ellátottsága korlátozott lehet, ha a Naprendszerünk óceánvilágainál van dolgunk:
„Megállapítottuk, hogy a modellünk feltételezései szerint a foszfor, amely egyike a bioesszenciális elemeknek, gyors időtartamon belül (földtani szabványok szerint) kimerül az óceáni világokon, amelyek óceánjai semleges vagy lúgos természetűek, és amelyek hidrotermális aktivitással rendelkeznek. (azaz hidrotermikus szellőzőrendszerek az óceán fenekén). Ezért munkánk azt sugallja, hogy az élet globálisan alacsony koncentrációban létezhet ezeken az óceán világokon (vagy csak helyi foltokban lehet jelen), és ezért nem könnyű felismerni. ”
Ennek természetesen kihatásai vannak a külsõ Naprendszerben az Európára és más holdakra szánt küldetésekre. Ide tartozik a NASAEuropa Clipper Ez a szonda az Europa flybys sorozatán keresztül megpróbálja megmérni a hold felszínéből származó tömeg aktivitásának biomarkereit.
Hasonló küldetéseket javasoltak Enceladusra, és a NASA egy „szitakötő” küldetést is fontolgat a Titán légkörének, a felszíni és a metán tavak feltárására. Ha azonban Dr. Loeb tanulmánya helyes, akkor ezeknek a misszióknak az esélyei, hogy bármilyen életjelet találjanak a Naprendszer óceánvilágán, meglehetősen csekélyek. Mindazonáltal, amint azt Lingam jelezte, továbbra is úgy vélik, hogy ilyen missziókat fel kell szerelni.
"Noha modellünk előrejelzi, hogy ezeknek a világoknak a jövőbeli űri missziói kevés eséllyel lehetnek sikeresek a földönkívüli élet felderítése szempontjából, úgy gondoljuk, hogy az ilyen missziók továbbra is érdemesek folytatni" - mondta. "Ennek oka az, hogy kiváló lehetőséget kínálnak: (i) teszteljük és / vagy hamisítják modellünk alapvető előrejelzéseit, és (ii) több adat gyűjtése és jobb megértésünk az óceánvilágokkal és azok biogeokémiai ciklusaival kapcsolatban."
Ezenkívül, amint Loeb professzor e-mailben jelezte, ez a tanulmány az „életre, ahogy mi ismerjük” témájára összpontosított. Ha ezeknek a világoknak a küldetése találnánk a földön kívüli élet forrásait, akkor ez azt jelzi, hogy az élet olyan körülményekből és elemekből származhat, amelyekkel még nem vagyunk ismerők. Mint ilyen, az Európa és más óceáni világok feltárása nemcsak ajánlott, hanem szükséges.
"A tanulmányunk kimutatja, hogy az élet kémiai szempontjából elengedhetetlen elemek, mint például a foszfor, kimerülnek a felszín alatti óceánokban" - mondta. „Ennek eredményeként az Európa vagy az Enceladus felszíni jégének feltehetően létező óceánokban az élet kihívást jelent. Ha a jövőbeli missziók megerősítik a foszfor kimerült szintjét, és mégis megtapasztalják az életet ezekben az óceánokban, akkor tudnánk egy új, a Földön alkalmazott kémiai útról az élet számára. ”
Végül a tudósok arra kényszerülnek, hogy az „alacsonyan lógó gyümölcs” megközelítést alkalmazzák az élet világegyetemben való keresésekor. Mindaddig, amíg a Földön túli életet meg nem találjuk, minden képzett találgatásunk az itt létező életre épül. Nem tudom elképzelni, mi lenne jobb ok arra, hogy odamenjek és felfedezzék az Univerzumot, mint ez!
