Aastakümneid on teadlased uskunud, et Jupiteri kuu Europa jäise pinna all võib olla elu. Sellest ajast peale on tekkinud mitu tõendusmaterjali, mis viitavad sellele, et ta pole üksi. Päikesesüsteemis on tõepoolest palju „ookeanimaailma”, mis võivad potentsiaalselt elu korraldada, sealhulgas Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton ja võib-olla isegi Pluuto.
Aga mis siis, kui eluks vajalikke elemente, nagu me seda teame, pole nendes maailmades piisavalt palju? Uues uuringus püüdsid kaks Harvard Smithsoniani astrofüüsika keskuse (CfA) teadlast kindlaks teha, kas ookeanimaailmades võib tegelikult olla bioesiste elementide nappust. Nende järeldustel võib olla päikesesüsteemis ja mujal elamise laiaulatuslik mõju, rääkimata meie võimest seda uurida.
Uuring pealkirjaga „Kas maaväline maaelu on maapinna ookeanimaailmas surutud alla bioessentsiaalsete elementide vähesuse tõttu?” ilmus hiljuti veebis. Uuringut juhtis Harvardi ülikooli ja CfA teooria- ja arvutusinstituudi (ITC) järeldoktor Manasvi Lingam, ITC direktori Abraham Loebi ja noorema professori Frank B. Bairdi toel. Harvardis.
Varasemates uuringutes on kuude ja muude planeetide asustatavuse küsimused kaldunud keskenduma vee olemasolule. See on olnud tõsi, kui rääkida Päikesesüsteemi planeetide ja kuude uurimisest, ja eriti tõsi, kui tegemist on Päikeseväliste planeetide uurimisega. Kui nad on leidnud uued eksoplaneedid, on astronoomid pööranud suurt tähelepanu sellele, kas kõnealune planeet tiirleb tähe elamispiirkonnas või mitte.
See on oluline määramaks, kas planeet suudab vedelat vett oma pinnal toetada või mitte. Lisaks on astronoomid proovinud saada kaljudelt eksoplaneetidelt spektrit, et teha kindlaks, kas selle atmosfäärist toimub veekaotus, mida tõendab vesinikgaasi olemasolu. Samal ajal on muude uuringute abil üritatud kindlaks teha energiaallikate olemasolu, kuna see on ka eluks vajalik, nagu me seda teame.
Seevastu dr Lingam ja prof Loeb arvasid, kuidas elu ookeani planeetidel võib sõltuda piiravate toitainete (LN) kättesaadavusest. Juba mõnda aega on arutatud selle üle, millised toitained oleksid maapealse elu jaoks hädavajalikud, kuna need elemendid võivad erineda kohati ja ajaliselt. Nagu Lingam rääkis ajakirjale Space Magazine:
Enamasti aktsepteeritud eluks vajalike elementide loend, nagu me teame, see sisaldab vesinikku, hapnikku, süsinikku, lämmastikku ja väävlit. Lisaks võivad teatud mikroelemendid (nt raud ja molübdeen) olla eluks väärtuslikud, nagu me seda teame, kuid bioessentsiaalsete mikrometallide loendis on suurem määramatus ja varieeruvus. ”
Nende eesmärkidel lõi dr Loeb Maa ookeanide abil mudeli, et teha kindlaks, kuidas allikad ja vajumid - s.t tegurid, mis vastavalt lisavad või kahandavad LN-elemente ookeanidesse - võiksid olla sarnased ookeanimaailmade omadega. Maal hõlmavad nende toitainete allikad fluviaalseid (jõgedest), atmosfääri- ja liustikuallikaid, energiat annavad päikesevalgus.
Nendest toitainetest leidsid nad, et kõige olulisem on fosfor, ja uurisid, kui rikkalikult see ja muud elemendid võivad olla ookeanimaailmades, kus tingimused on tohutult erinevad. Nagu dr Lingam selgitas, on mõistlik eeldada, et nendes maailmades taandub elu potentsiaalne tasakaal ka netosissevoolu (allikad) ja netoväljavoolu (valamud) vahel.
„Kui valamud on allikatest palju domineerivamad, võib see näidata, et elemendid kaovad suhteliselt kiiresti. Allikate ja valamute suuruse hindamiseks kasutasime oma teadmisi Maast ja seostasime neid teiste ookeanimaailmade põhiparameetritega, nagu ookeani pH, maailma suurus jne, mis on teada vaatlustest / teoreetilised mudelid. ”
Kuigi sise ookeanidele atmosfääriallikad poleks kättesaadavad, kaalus dr Loeb hüdrotermiliste õhuavade panust. Juba on rohkesti tõendeid selle kohta, et need eksisteerivad Euroopas, Enceladus ja teistes ookeanimaailmades. Nad kaalusid ka abiootilisi allikaid, mis koosnevad kividest, mis on vihma tõttu Maalt vihmast leostunud, kuid koosneksid kivide ilmastikutingimustest nende kuude sisemere vahel.
Lõppkokkuvõttes leidsid nad, et erinevalt veest ja energiast võib meie päikesesüsteemi ookeanimaailmadega seotud toitainete sisaldus olla piiratud:
„Leidsime, et vastavalt meie mudeli eeldustele kaob fosfor, mis on üks bioessentsi elemente, kiire aja jooksul (geoloogiliste standardite järgi) ookeanimaailmades, mille ookeanid on oma olemuselt neutraalsed või aluselised ning millel on hüdrotermiline aktiivsus (st hüdrotermilised õhutussüsteemid ookeani põhjas). Seetõttu viitab meie töö sellele, et elu võib nendes ookeanimaailmades eksisteerida kogu maailmas väikestes kontsentratsioonides (või esineda ainult kohalikes paikades) ja seetõttu ei pruugi see olla hõlpsasti tuvastatav. "
Sellel on loomulikult mõju missioonidele, mis on ette nähtud Euroopa ja teiste kuude jaoks Päikesesüsteemis. Nende hulka kuulub NASAEuropa Clipper missioon, mille kavandatud käivitamine on kavandatud vahemikus 2022 kuni 2025. Europa prooviandmete abil üritab see sond mõõta biomarkereid Kuu pinnalt tuleva sulestiku aktiivsuses.
Sarnaseid missioone on kavandatud ka Enceladusse ning NASA kaalub ka „Dragonfly“ missiooni Titani atmosfääri, pinna- ja metaanijärvede uurimiseks. Kui aga dr Loebi uuring on õige, siis on tõenäoline, et need missioonid leiavad Päikesesüsteemis ookeanimaailmas elumärke. Nagu Lingam märkis, usuvad nad siiski, et sellised missioonid tuleks korraldada.
"Ehkki meie mudel ennustab, et tulevastel kosmosemissioonidel nendesse maailmadesse võib maavälise elu avastamisel olla vähe võimalusi, usume, et sellised missioonid on siiski väärt jätkamist," sõnas ta. "Seda seetõttu, et need pakuvad suurepärast võimalust: (i) testida ja / või võltsida meie mudeli peamisi ennustusi ja (ii) koguda rohkem andmeid ja parandada meie arusaamist ookeanimaailmadest ja nende biogeokeemilistest tsüklitest."
Lisaks, nagu prof Loeb e-posti teel märkis, keskendus see uuring „elule sellisena, nagu me seda tunneme”. Kui missioon nendesse maailmadesse leiaks maapealse elu allikaid, siis see osutaks, et elu võib tekkida tingimustest ja elementidest, millega me pole tuttavad. Sellisena pole Euroopa ja teiste ookeanimaailmade uurimine mitte ainult soovitatav, vaid ka vajalik.
"Meie paberist selgub, et elemendid, mis on elutähtsa keemia jaoks me-teame-oluliseks, näiteks fosfor, on maa-aluste ookeanide kahanenud," ütles ta. „Selle tagajärjel oleks ookeanides, mille kohta kahtlustatakse eksisteerivat Europa või Enceladus, jää jää all, keeruline elu. Kui tulevased missioonid kinnitavad fosfori ammendatud taset, kuid leiavad sellest hoolimata elu nendes ookeanides, teaksime uut elu keemilist rada peale Maakera. "
Lõpuks on teadlased sunnitud universumis elu otsimisel kasutama “madala rippuva puuvilja” lähenemisviisi. Kuni selle ajani, kuni leiame elu Maast kaugemal, põhinevad kõik meie haritud arvamised sellel elul, nagu see siin on. Ma ei kujuta ette paremat põhjust sinna välja minna ja Universumit uurida kui see!
