Модель, основанная на гидротермальных источниках, оценивает возможность жизни на ледяной луне Юпитера

Леонид Гляделов

Новости космоса:
Ледяная луна Юпитера Europa является главной целью исследований в области астробиологии, поскольку она предлагает возможную среду обитания. Под его ледяной коркой толщиной 10 км находится океан жидкой воды глубиной более 100 км. Энергия, получаемая от гравитационного взаимодействия Луны с Юпитером, держит этот океан теплым.

Теоретические исследования для оценки микробной живучести Европы с использованием данных, собранных из аналогичных сред на Земле, были проведены группой бразильских исследователей, связанных с Университетом Сан-Паулу (USP).

Подробнее:

«Мы изучили возможные эффекты биологически полезного источника энергии Европы на основе информации, полученной из аналогичной окружающей среды на Земле», - сказал Дуглас Галанте, исследователь Бразильской Национальной лаборатории синхротронного света (LNLS) и Исследовательского центра астробиологии (NAP-Astrobio ) Университета Сан-Паулу, Института астрономии, геофизики и атмосферных наук (IAG-USP).

Галанте координирует исследование, целью которого является исследование мест в Бразилии и Африке с возможными остатками геохимических и изотопических превращений, связанных с появлением многоклеточной жизни в неопротерозойском веке.

В золотой шахте Mponeng в районе Йоханнесбурга, Южная Африка, на глубине 2,8 км исследователи обнаружили следы крупных изменений, связанных с историей жизни на Земле, и наземным контекстом, аналогичным европейскому. Они обнаружили, что бактерия Candidatus desulforudis audaxviator выживает внутри шахты без солнечного света с помощью радиолиза воды, диссоциации молекул воды ионизирующим излучением.

«У этой очень глубокой подземной шахты протекает вода через трещины, содержащие радиоактивный уран», - сказал Галанте. «Уран разрушает молекулы воды для получения свободных радикалов (H +, OH- и др.), Которые атакуют окружающие породы, особенно пирит (дисульфид железа, FeS2), производя сульфат. Бактерии используют сульфат для синтеза АТФ [аденозин трифосфат], нуклеотид, ответственный за хранение энергии в клетках. Впервые обнаружено, что экосистема выживает непосредственно на основе ядерной энергии».

По словам Галанте и его коллег, окружающая среда, колонизированная бактериями в шахте Мпенгенг, является отличным аналогом окружающей среды, предположительно существующей на дне океана Европы.

Хотя температура на поверхности Европы близка к абсолютному нулю, в ее ядре присутствует огромное количество тепловой энергии, что является следствием взаимодействия Европы с мощной силой Юпитера, что приводит к тому, что орбита спутника является чрезвычайно эллиптичной. Таким образом, Европа вращается либо очень близко, либо далеко от газового гиганта. Луна испытывает геометрическую деформацию в результате огромной приливной силы Юпитера. Энергия, выделяемая переменными состояниями удлинения и релаксации, делает подземную поверхность Европы способной размещать океан жидкой воды.

«Однако этого недостаточно, чтобы нагреть жидкую воду, - сказал Галанте. По мнению исследователя, биологическая активность основана на различиях в концентрациях молекул, ионов или электронов в отдельных областях, которые создают поток в определенном направлении, что позволяет выявлять клеточное дыхание, фотосинтез, производство АТФ и другие процессы, общие для живых существ.
«Гидротермальные эманации - молекулярного водорода [H2], сероводорода [H2S], серной кислоты [H2SO4], метана [CH4] и т. Д. - являются важными источниками химического дисбаланса и потенциальными факторами биологической трансдукции, т.е., трансформацией дисбаланса в биологически полезную энергию», - сказал Галанте.
«Эти гидротермальные источники являются наиболее правдоподобным сценарием для возникновения жизни на Земле».

Исследование условий в Европе для производства СПС

Группа оценила, как химический дисбаланс в Европе может быть инициирован за счет эманации воды, приводящей к цепным реакциям между водой и химическими элементами, обнаруженными в коре Европы, однако в целом отсутствует поддержка эмпирических данных. «Именно поэтому мы искали более универсальный физический эффект, который мог бы произойти. Этот эффект был действием радиоактивности», - сказал Галанте.

Небесные тела в солнечной системе с каменистыми ядрами имеют одни и те же радиоактивные материалы, выброшенные в космос взрывами сверхновых, которые возникли на солнце и планетах. Исследователи рассмотрели концентрацию урана, тория и калия на Европе на основе величин, которые уже наблюдались и измерялись на Земле, в метеоритах и ​​на Марсе.

«Из этих количеств мы смогли оценить выброшенную энергию, как эта энергия взаимодействует с окружающей водой, и эффективность радиолиза воды, возникающего в результате этого взаимодействия при образовании свободных радикалов», - сказал Галанте.

Согласно исследованию, наряду с радионуклидами, пирит является важнейшим ингредиентом, присутствие которого незаменимо для жизни на Европе. «Одно из предложений, вытекающих из нашего исследования, заключается в том, что следы пирита следует рассматривать как часть любой оценки обитаемости небесного тела», - сказал Галанте. Шансы на обнаружение пирита при гипотетической исследовательской миссии на Европу велики, поскольку сера (S) и железо (Fe) являются элементами, находящимися в изобилии во всей Солнечной системе.

«Океан на Европе, похоже, предлагает очень похожие условия для тех, которые существовали на примитивной Земле в течение первых миллиардов лет. Поэтому изучение Европы сегодня в какой-то мере напоминает взгляд в прошлое нашей собственной планеты. В дополнение к интересу направленного в сторону Европы и существования там биологической активности, исследование также является ключом для понимания происхождения и эволюции жизни во Вселенной».

Похожие статьи