Когда космический аппарат NASA / ESA / ISA «Кассини-Гюйгенс» (далее Кассини), запущенный 15 октября 1997 года для изучения системы Сатурна, пролетел через соленые водяные шлейфы, извергающиеся из недр Энцелада, спутника газового гиганта, он обнаружил нечто неожиданное: химические соединения, которые были аналогичны тем, что выбрасываются гидротермальными жерлами на дне океана Земли.
В частности, внимание астробиологов привлекло количество метана, фиксируемое в шлейфах, — оно было аномально высоким. Скептически настроенные ученые сначала предположили, что за изобилие метана могут отвечать геохимические (то есть небиологические) процессы.
Поиск жизни на Энцеладе
Исследование показало, что ни один из известных геохимических процессов не может производить такое количество метана, которое Кассини зафиксировал в водяных шлейфах Энцелада. Это означает, что за «генерацию» метана может отвечать неизвестный науке процесс или же он имеет биологическое происхождение.
«Мы хотели бы знать: могут ли микробы, которые «поедают» дигидроген [H2] и производят метан, объяснить удивительно большое количество метана, обнаруженное Кассини?», — задается вопросом биолог Регис Ферриер из Университета Аризоны. — «Поиск таких микробов, известных как метаногены, на морском дне Энцелада потребует чрезвычайно сложных глубоководных миссий».
Однако то, что мы не можем добраться до океанических недр Энцелада, не означает, что у нас нет инструментов для прояснения некоторых вопросов. Исследователи обратились к математическому моделированию с использованием известных переменных — процессов, отвечающих за производство метана здесь, на Земле.
Таинственный Энцелад
Энцелад — завораживающее место. Он расположен далеко от Солнца и покрыт толстым слоем льда, под которым скрывается огромный глобальный океан. В этом «резервуаре» жидкой воды могут быть течения и необходимые ингредиенты для зарождения и поддержания жизни.
Можно было бы подумать, что океанический мир вдали от Солнца будет слишком холодным, чтобы поддерживать жизнь, но действующие планетарные приливные силы со стороны Сатурна способны разогревать внутреннюю часть спутника. Это не только помогает защитить глобальный океан от замерзания, но также может обеспечить наличие гидротермальных жерл — полостей в породе на океаническом дне, через которые морская вода проникает глубоко в кору, нагревается и выбрасывается в виде горячего раствора различных веществ.
На Земле эти жерла представляют собой особенно интересные экосистемы: жизнь, которая там процветает, является частью пищевой сети, основанной на химических реакциях, известных как хемосинтез, а не на фотосинтезе, который зависит от Солнца.
Итак, если на Энцеладе есть гидротермальные источники — а все данные указывают на это, — то они могут поддерживать жизнь, которая более или менее похожа на земную.
Соединения, связанные с гидротермальными источниками, которые Кассини обнаружил в шлейфах Энцелада, включали, наряду с метаном, дигидроген и углекислый газ. Исследовательская группа включила в свое моделирование известные биологические и геохимические процессы, чтобы посмотреть, смогут ли они воспроизвести относительное содержание зафиксированных соединений.
- Первым шагом было посмотреть на содержание дигидрогена и определить, может ли он быть произведен гидротермальной деятельностью.
- Вторым шагом было определить, достаточно ли этого, чтобы накормить популяцию гидрогенотрофных метаногенов. Здесь, на Земле, это археи (одноклеточные микроорганизмы), которые метаболизируют молекулярный водород и углекислый газ с образованием метана.
«Мы могли бы не только оценить, совместимы ли наблюдения Кассини с окружающей средой, пригодной для жизни, но мы также могли бы сделать количественные прогнозы относительно ожидаемых наблюдений, если метаногенез действительно происходит на морском дне Энцелада», — сказал Ферриер.
Работа была кропотливой: учитывались температура морского дна и гидротермальных источников, а также влияние, которое популяции микробов способны оказывать на окружающую среду. В конце концов, команда исследователей установила, что наблюдаемое содержание метана слишком высоко, чтобы быть результатом известных геохимических процессов.
Это означает, что там, в темных глубинах океана Энцелада, могут проживать микроорганизмы
Конечно, это не единственное объяснение. На Энцеладе также могут происходить геохимические процессы, которые не происходят здесь, на Земле, производящие метан:
- Первичный метан мог быть захвачен Энцеладом из солнечной туманности во время формирования Солнечной системы, и, оказавшись в «ледяном плену», он лишь изредка просачивался наружу;
- Произошел распад первичного органического вещества с образованием метана в качестве побочного продукта.
Однако, что очень важно, эти гипотетические геохимические процессы сложно смоделировать, но ученые не исключают, что они имеют место.
«Очевидно, мы не делаем вывод о существовании жизни в океане Энцелада. Скорее, мы хотели понять, насколько вероятно, что гидротермальные жерла Энцелада могут быть обитаемыми для земноподобных микроорганизмов. Биологический метаногенез, похоже, совместим с данными Кассини», — пояснил Ферриер.
В настоящее время нет запланированных миссий по посещению Энцелада, но, к счастью, в Солнечной системе есть и другие подобные ледяные тела, которые могут дать больше информации о возможной обитаемости спутника Сатурна. Например, миссия NASA Europa Clipper, намеченная на 10 октября 2024 года, займется изучением Европы, ледяного спутника Юпитера, у которого тоже есть подповерхностный океан.
Отметим, что открытие метана в водяных шлейфах Энцелада вызвало рост интереса к повторному посещению странного, замороженного мира и сбору новых данных. Не исключено, что миссия по поиску жизни на Энцеладе не заставит себя ждать.
Один комментарий к “На Энцеладе найден метан, который может быть признаком жизни”