Ось уже більше двох десятиліть науковців непокоїть питання, чи може існувати позаземне життя глибоко під льодовою кіркою, яка покриває декілька супутників у зовнішній Сонячній системі.
Європа, супутник Юпітера, можливо, приховує під льодом величезний океан. Але якщо там немає геологічної активності, то він, найімовірніше, мертвий.
Космічні місії “Галілео” та “Кассіні”, які досліджували Юпітер, Сатурн та їхні супутники, встановили, що окремі з них, найімовірніше, приховують підльодовикові океани. Гравітація планет-гігантів, довкола яких ті обертаються, зумовлює тертя в їхніх надрах, якого має бути достатньо, щоби розплавити лід і утворити гігантські резервуари води. А дослідники морських глибин на Землі виявили динамічні спільноти мікроорганізмів, які живуть в умовах цілковитої темряви глибоко під водою довкола гідротермальних джерел. Якщо поєднати ці два фактори, можна уявити можливість існування колоній позаземних організмів у глибинах океанів Європи чи Енцеладу. Але, на жаль, нове дослідження кидає тінь на таку можливість. Математичні розрахунки показують, що ці перспективні цілі для пошуку позаземного життя у зовнішній Сонячній системі можуть бути мертві не лише біологічно, а й геологічно.
"Ми спробували уявити, що б ви побачили, якби змогли проплисти на субмарині над дном супутника Юпітера Європи", — розповів в інтерв’ю виданню Space.com головний автор дослідження Поль Бірн, планетарний геолог з Університету штату Північна Кароліна. Розмова відбулася минулого місяця під час щорічної конференції Американського геофізичного товариства у Вашингтоні.
Астробіологи сподівалися, що на дні Європи битимуть гарячі мінеральні джерела, які постачатимуть для організмів-хемотрофів енергію та поживні речовини так само, як це відбувається довкола “чорних курців” на Землі. Насичений потік необхідних для їхнього життя мінералів виникає, коли гаряча порода контактує з морською водою. Якщо подібні явища існують на далеких супутниках Юпітера та Сатурна, то ймовірність виникнення там життя значно зростає.
"Спершу я сподівався, що ми охарактеризуємо, як мають виглядати ланцюги вулканів чи рифтові зони на їхньому дні, але згодом до нас дійшло: “Стривайте, найімовірніше, їх там узагалі немає”", — сказав Бірн.
На такий невтішний висновок науковців наштовхнув аналіз породи супутників Юпітера та Сатурна, а саме розрахунок, скільки потрібно сили, щоб її розламувати у такий спосіб, як це відбувається на Землі. Так, зокрема, утворюються нормальні скиди, коли порода розколюється навпіл, та насуви, коли вона сплющується (що потребує набагато більше зусиль). Що міцніша порода, то менше геологічної активності відбувається у її надрах — і, як наслідок, менше контакту з водою, у результаті чого утворюються потрібні для життя бактерій речовини.
Бірн та його колеги дослідили чотири потенційні океанічні світи: супутники Юпітера Європу і Ганімед та Сатурна — Енцелад і Титан. Для кожного з них вони розрахували міцність породи. І хоча багато даних про них наразі відсутні, розрахунок міцності породи, який часто проводять на Землі під час гірничих робіт, виявився цілком досяжним завданням.
Ці розрахунки ґрунтуються на товщині холодного і твердого верхнього шару породи, що лежить на теплішому і м’якшому нижньому, який не може ламатися. Проста аналогія дозволяє це собі уявити: "Візьміть шоколадний батончик “Мілкі Вей” або “Марс”. Де шоколад торкається карамелі, це нагадує взаємодію цих двох шарів. Ця глибина нагадує товщу ламкого й твердого шару", — пояснює. Що шар товстіший, то важче його розламати.
Далі команда додала низку інших змінних, зокрема гравітацію супутника й глибину та масу води і льоду на його кам’янистій серцевині. Навіть коли вони включили діапазон можливих значень для наразі невідомих даних, кінцеві розрахунки лежали в однаковому загальному діапазоні для кожного супутника.
Бірн повідомив на конференції: як свідчать попередні дані його команди, порода повинна бути настільки міцна, що не залишає жодної достатньої сили, щоби регулярно її розламувати. Причина цього — передусім у масі льодовикового покриву і води, які на неї тиснуть.
Рівень міцності породи виявився різним для кожного супутника. Але результати багато не обіцяють щодо існування умов для позаземного життя. "Для Європи, — розповів Бірн, — виглядає на те, потрібні дуже-дуже великі сили, щоб утворилися хоча б якійсь насуви або скиди. Для Титана і Ганімеда цифри дещо кращі, але все-таки недостатні, щоби там могла бути якась суттєва геологічна активність".
Лише для Енцелада картина здається дещо оптимістичнішою, адже супутник набагато менший, ніж інші три, отже маса льоду, що тисне на його поверхню, також менша. Крім того, порода Енцелада є більше пористою. А коли пори вирівнюються, це створює умови для необхідної для існування життя циркуляції води. Крім того, на відміну від інших супутників, є неспростовні докази, що вода і порода взаємодіють на Енцеладі, про що свідчать гейзери, які б’ють з його поверхні високо у космос. "Це переконливий доказ, — стверджує Бірн. — Важко пояснити, що в основі цього явища може бути якийсь інший механізм".
Якщо порода кожного крижаного супутника надто міцна, щоб регулярно ламатися, дуже важко уявити, що там щось може відбуватися. Основними факторами, які формують дно світового океану на Землі, є вимивання ґрунту з континентів і тіла морських істот, що спускаються на дно і розкладаються. Неправдоподібно, що ці фактори наявні на крижаних супутниках Юпітера та Сатурна. Космічні зонди також не побачили жодного ударного кратера від зіткненням з космічними об’єктами, який міг би бути достатньо потужним, щоб залишити сліди на океанічному дні. З їхніх розрахунків також випливає, що порода має бути надто міцною, щоб супутники могли стискатися, як Меркурій, або мати вулканічні ланцюги та рифтові зони.
Тобто якщо ви зможете поплавати в цих океанах на субмарині, прогулянка, схоже, не буде надто цікавою. "Перелік речей, які ми хотіли б там побачити, перетворився на перелік того, чого там не мало б бути, — додає Бірн. — Ці супутники нагадують більярдні кулі: вони надто тверді і гладкі, щоби там могла бути якась геологічна активність".
Вчений, однак, наголосив, що висновки його команди не є остаточними й поки чекають на відповідь від інших науковців. Зрештою, можуть минути десятиліття, перш ніж з’являться вже неспростовні експериментальні дані. Крапки над "і" зможуть поставити лише дані сейсмометрів, встановлених безпосередньо на їхній поверхні. Надійні сейсмічні дані з іншої планети вперше в історії з’явилися лише цього року — завдяки посадковому зонду InSight на Марсі.
Бірн ставиться по-філософськи до того, наскільки результати його команди можуть підірвати віру людства в можливість позаземного життя в підльодовикових океанах зовнішньої Сонячної системи. "Якщо ми помиляємося, то ми це приймемо і будемо тільки раді. Зрештою, так працює наука", — сказав він. Хоча й зізнався, що результати його засмутили: "Було б чудово, якби ми встановили там щось цікаве, адже ці світи є неймовірними і, можливо, там справді існує життя. Але якщо ми маємо рацію, то, мабуть, варто переглянути їх як перспективні цілі для майбутніх космічних місій".
Meghan Bartels,
Ocean Moons, Promising Targets in Search for Alien Life, Could Be Dead Inside
Scientific American, 14/01/2019
Зреферував Є. Л.
21.01.2019