Gadu desmitiem Eiropa, viens no Jupitera lielākajiem pavadoņiem, tika uzskatīta par vienu no zvaigžņu kandidātiem meklējumos. dzīvība ārpus ZemesZem tā ledainās virsmas atrodas plašs pazemes sālsūdens okeāns, kam, šķiet, uz papīra piemīt vairākas pamatprasības apdzīvojamībai.
Tomēr vairāki neseni darbi, kuru priekšgalā ir pētījums, kas publicēts 2006. gadā, Nature CommunicationsViņi glezno daudz aukstāku ainu, visādā ziņā. Iekšējie modeļi liecina, ka šī okeāna jūras gultne būtu pārāk stingrs un ģeoloģiski blāvs lai nodrošinātu enerģiju un barības vielas, kas nepieciešamas pat visizturīgākajiem mikrobiem.
Plašs okeāns, kas negarantē dzīvību
Zem Eiropas ledainās garozas atrodas globāls okeāns, kas saskaņā ar visplašāk pieņemtajām aplēsēm varētu sasniegt no 60 līdz 150 kilometriem dziļumāTas viss ir pārklāts ar ledus kārtu apmēram 15 līdz 25 kilometru biezumā, ļoti saplaisājis virspusē, bet, acīmredzot, atrodas uz pārsteidzoši mierīga dibena.
Lai gan tā diametrs ir aptuveni 3.100 kilometri — nedaudz mazāks nekā mūsu Mēness —, aprēķini liecina, ka šis sālsūdens okeāns varētu saturēt vairāk ūdens nekā visos Zemes okeānos kopāVien šis skaitlis gadiem ilgi veicināja domu, ka Eiropa ir viena no daudzsološākajām vietām Saules sistēmā, kur atrast dzīvību.
Jaunais pētījums, ko vadīja planētu zinātnieks Pols BērnsPētnieks no Vašingtonas Universitātes Sentluisā apstrīd šo optimistisko uzskatu. Pēc Mēness interjera rekonstrukcijas, izmantojot fiziskos modeļus, un tā īpašību salīdzināšanas ar Mēness īpašībām, viņš atklāja, ka Mēness interjers patiešām ir visreālistiskākais. Zeme, Mēness un Io (vēl viens ārkārtīgi vulkānisks Jupitera pavadonis), komanda secina, ka Eiropas pamatieži būtu mehāniski ļoti izturīgs, līdz brīdim, kad tiek novērsta lielu tektonisku struktūru veidošanās.
Pēc autoru domām, tajā okeāna gultnē nekas nebūtu gaidāms. garas okeāna vidusdaļas grēdas, dziļas tranšejas, zemūdens vulkāni vai aktīvi hidrotermālie avotiPraksē mēs saskartos ar pasauli ar milzīgu okeānu, bet atrastos uz gandrīz nemainīgas akmeņainas zemes.
Kāpēc okeāna dibens ir apdzīvojamības atslēga
Uz Zemes daudzas hipotēzes par dzīvības izcelsmi norāda uz jūras gultnes hidrotermālās strūklasTur karsto iežu un jūras ūdens mijiedarbība, ko veicina plātņu tektonika un vulkānisms, rada ķīmiskus savienojumus, piemēram, metānu, un mikroorganismiem pieejamu bagātīgu enerģiju.
Bērna komanda nodeva šīs zināšanas uz Eiropu, lai izpētītu, vai uz šī pavadoņa varētu notikt līdzīgi procesi. Viņu secinājums ir tāds, ka Eiropas jūras gultne būtu pārāk stingra lai tie ilgstoši sabruktu un atjaunotos, kas novērstu tāda veida dinamisko vides atveidošanos, kādu mēs pazīstam Zemes okeāna dibenā.
Bērna paša vārdiem runājot, ja mēs varētu nosūtīt robotizēta zemūdene uz Eiropas okeānu mēs, visticamāk, neatrastu neseni plaisas, aktīvi vulkāni vai karstā ūdens stabi paceļoties no apakšas. Ģeoloģiski viss liecinātu par ainavu, kurā dominē miers, bez ķīmiskās enerģijas avotiem, kas baro dziļās Zemes ekosistēmas.
Šis viedoklis saskan ar citiem pētījumiem, kas liecina, ka ūdens-iežu reakcijas Eiropā šīs ekosistēmas atrastos tikai jūras gultnes pirmajos pāris simtos metru, bez intensīvas un nepārtrauktas apmaiņas starp akmeņaino iekšpusi un okeānu. Šāds scenārijs ievērojami samazina sarežģītu ekosistēmu veidošanās un saglabāšanas iespējamību.
Pat neskatoties uz to, pētījums pilnībā neizslēdz iespēju, ka tie varētu pastāvēt. ļoti vienkārši mikroorganismi konkrētās nišās, taču saskaņā ar modeļiem pieejamās enerģijas daudzums būtu ļoti ierobežots, lai uzturētu lielas kopienas.
Jupitera gravitācijas ietekme (un ierobežojumi)
Viens no lielākajiem Jupitera pavadoņu iekšējiem dzinējiem ir paisuma sasilšana, tas pats process, kas, galējībās nonākot, pārvēršas par Io uz vulkāniski aktīvākā ķermeņa Saules sistēmā. Jupitera intensīvā gravitācija pastāvīgi deformē šo pavadoni, radot iekšējo siltumu un veicinot tā iespaidīgo vulkānismu.
Eiropas gadījumā situācija ir citāda. Tās orbīta ir stabilāks un nedaudz tālāktā ka paisuma spēki ir vājāki. Jaunā pētījuma modeļi liecina, ka šī sasilšana ir bijusi pietiekama, lai lai novērstu okeāna pilnīgu sasalšanutaču ar to nepietiek, lai deformētu pamatiežu ar tādu intensitāti, kas nepieciešama, lai aktivizētu spēcīgu tektoniku vai ilgstošu vulkānismu.
Pētnieki arī norāda, ka iežu kodola sākotnējais iekšējais siltums Tas lielā mērā būtu izklīduši pirms miljardiem gadu. Šī termiskā izsīkšana izskaidrotu, kāpēc pašreizējais okeāna gultnes veidojums šķiet tik stabils un relatīvi nedinamisks.
Šī kombinācija no mērenas plūdmaiņas Un atdzesētais kodols atstāj Eiropu sava veida starpzonā: zem ledus tas saglabā šķidru okeānu, bet tam trūkst ģeoloģiskā mehānisma, kas uz Zemes tiek uzskatīts par būtisku dziļo ekosistēmu uzturēšanai.
Attēls kontrastē ar citām ledainām pasaulēm, piemēram, Titānu (Saturnu), kur daži modeļi turpina liecināt par, iespējams, aktīvāku interjeru ar ļoti atšķirīgu ķīmisko sastāvu, liekot dažiem Eiropas un Amerikas zinātnieku aprindās secināt sadalīt dzīvības meklēšanas fokusu starp vairākiem kandidātiem un ne tikai Eiropā.
Trīs dzīves prasības… ar vienu lielu nezināmo
Astrobioloģijā bieži tiek uzsvērti trīs galvenie dzīvības, kādu mēs to pazīstam, pastāvēšanas nosacījumi: Šķidrs ūdens, organiskie savienojumi un enerģijas avotsUz papīra Eiropa labi izpilda pirmās divas prasības un vismaz daļēji arī trešo.
No vienas puses, visas misijas un novērojumi ir vienisprātis, ka uz Mēness atrodas globālais šķidra ūdens okeānsNo otras puses, uz tās apledojušās virsmas ir identificēti šādi objekti: organiskās molekulas kas, diezgan iespējams, atrastos arī pazemes okeānā.
Problēma ir enerģija. Eiropas orbīta ap Jupiteru ģenerē paisuma sasilšana iekšpusē, taču modeļi liecina, ka šis ieguldījums jūras gultnē būtu vājš. Tas nozīmē, ka enerģijas būtu pietiekami, lai novērstu ūdens pilnīgu sasalšanu, bet nepietiekami, lai stimulētu aktīva tektonika vai ilgstošs vulkānisms akmeņainajā pamatnē.
Šī nianse radikāli maina apdzīvojamības interpretāciju. Ūdens un organisko vielu klātbūtne ir nepieciešama, taču bez ģeoloģiska dzinēja, kas sajauc materiālus, atjauno garozu un veicina nepārtrauktas ķīmiskās reakcijas, dzīvības rašanās un saglabāšanas varbūtība Tas tiek samazināts līdz minimumam.
Raksta autori uzstāj, ka viņu rezultāti attiecas uz Faktiskais stāvoklis no Eiropas. Viņi neizslēdz, ka agrāk Mēness iekšiene varēja būt daudz aktīvāka, ar siltāku jūras gultni un hidrotermālām atverēm, kas ierobežotu laiku spēja uzturēt ekosistēmas.
Vai Eiropa agrāk varēja būt apdzīvojamāka?
Viens no pētījuma intriģējošākajiem punktiem ir ideja, ka Eiropa, iespējams, pirms miljardiem gadu bija daudz aktīvāka un potenciāli apdzīvojamāka pasauleŠajā agrīnajā fāzē atlikušais siltums no kodola un, iespējams, intensīvākas plūdmaiņas varēja nodrošināt jūras gultni ar hidrotermālām atverēm un spēcīgu šķidruma cirkulāciju.
Šādā situācijā nevar izslēgt to parādīšanos. ekosistēmas, kuru pamatā ir ūdens un iežu ķīmijalīdzīgi tiem, kas novēroti Zemes vidusokeāna grēdās. Tomēr laika gaitā pakāpeniska iekšējā siltuma zuduma dēļ šī aktivitāte būtu apstādināta, atstājot jūras gultni nekustīgā stāvoklī, kādu liecina pašreizējie modeļi.
Ja kaut kas tāds notiktu, jebkurai potenciālai Eiropas biosfērai būtu bijusi ierobežots laika periods attīstīties un pielāgoties pieejamās enerģijas samazinājumam. Viens no lielākajiem nezināmajiem jautājumiem, uz kuru mēģinās rast atbildes gaidāmajās misijās, ir noteikt, vai šī rezerve bija pietiekama dzīvības rašanās procesam un vai šī dzīvība varētu izdzīvot arvien aukstākā pasaulē.
Šī laika perspektīva ietekmē arī to, kā biomarķieru meklēšana uz apledojušas virsmas. Dažas no novērotajām struktūrām, piemēram, haotisks reljefs vai apgabali, kur ledus, šķiet, ir saplaisājis un pārkārtojies, varētu sniegt norādes par iespējamu pagātnes apmaiņu starp okeānu un augšējo slāni.
Šīs debates tiek rūpīgi sekotas līdzi Eiropā un citos kontinenta pētniecības centros, jo tās ietekmē nākotnes plānošanu. Eiropas misijas un sadarbība ar NASA nosakot zinātnisko mērķu prioritāti un izvēloties instrumentus.
Europa Clipper, JUICE un Eiropas loma kosmosa izpētē
Lai gan jaunais pētījums samazina cerības atrast dzīvību uz Eiropas, zinātniskā interese par šo mēnesi nav mazinājusies, gluži pretēji. Gluži pretēji, tādas misijas kā eiropas griezējs (NASA) un JUICE (Eiropas Kosmosa aģentūra) ir izveidojusi šo sasalušo pasauli starp saviem prioritārie mērķi.
NASA palaistais kosmosa kuģis Europa Clipper, kura lidojums garām Mēnesim ir paredzēts, sākot ar 2013. gadu. 2031Tas veiks desmitiem tuvu piespēļu, lai iegūtu augstas izšķirtspējas attēli Misijas mērķis ir izmērīt ledus garozas biezumu un detalizēti raksturot zemūdens okeānu. Tās instrumentācija ietvers ledus caurlaidības radaru, magnetometrus un spektrometrus, kas spēj analizēt virsmas un jebkuru ūdens strūklu ķīmisko sastāvu.
Savukārt misija JUICE ESA Jupiter ICy Moons Explorer jau ir ceļā uz Jupitera sistēmu un, domājams, ieradīsies nākamās desmitgades sākumā. Lai gan tās galvenais mērķis būs Ganimeda pavadonis, zonde pētīs arī Eiropa un Kallistosniedzot ļoti vērtīgu pārskatu par Jupitera ledainajiem pavadoņiem.
No Eiropas viedokļa šīs misijas sniedz stratēģisku iespēju nostiprināt ES lomu. kontinenta kosmosa rūpniecība un tās pētniecības centriem, kas pēta Saules sistēmas ārējo daļu. Arī Spānija, piedaloties EKA un tās augsto tehnoloģiju uzņēmumos, ir daļa no šīs apņemšanās labāk izprast apledojušās pasaules.
Europa Clipper un JUICE sniegtie dati būs būtiski, lai pārbaudītu, cik precīzi pašreizējie modeļi apraksta inerta okeāna dibena Vai arī, ja gluži pretēji, zem ledus joprojām ir atklājami pārsteigumi.
Rodas attēls ar mēnesi, kurā Daudz ūdens, bet maz iekšējās enerģijaskur milzīgais okeāns, kas paslēpts zem ledus, visticamāk, būtu auksta un ķīmiski neaktīva vide. Eiropa joprojām ir priviliģēta dabiskā laboratorija, lai pētītu, kā darbojas apledojušas pasaules un kas tām patiesībā ir nepieciešams, lai tās būtu apdzīvojamas, lai gan katrs jauns datu fragments liecina, ka vismaz pagaidām Jupitera pavadonim nav dzīvības Vai arī, ja tāds vispār bija, šis posms tās vēsturē ir sen aiz muguras.
