I flere tiår har forskere spekulert i at liv kan eksistere under den iskalde overflaten av Jupiters måne Europa. Takk til nyere oppdrag (som Cassini romfartøy), andre måner og kropper er også lagt til på denne listen - inkludert Titan, Enceladus, Dione, Triton, Ceres og Pluto. I alle tilfeller antas det at dette livet ville eksistere i indre hav, mest sannsynlig rundt hydrortermale ventilasjonsåpninger som ligger ved kjernemantellgrensen.
Et problem med denne teorien er at i slike undersjøiske miljøer kan livet ha vanskelig for å få noen av de viktigste ingrediensene det trenger å trives. I en fersk studie - som ble støttet av NASA Astrobiology Institute (NAI) - våget imidlertid et team av forskere at i det ytre solsystemet, kan kombinasjonen av høystrålingsmiljøer, indre hav og hydrotermisk aktivitet være en oppskrift på livet .
Studien, med tittelen “The Pays Emerging of Life and Differentiation of a Shallow Biosphere on Irradiated Icy Worlds: The Example of Europa”, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet astrobiologi. Studien ble ledet av Dr. Michael Russell med støtte fra Alison Murray fra Desert Research Institute og Kevin Hand - også en forsker med NASA JPL.
Av hensyn til studien vurderte Dr. Russell og hans kolleger hvordan samspillet mellom alkaliske hydrotermiske kilder og sjøvann ofte anses å være hvordan de viktigste byggesteinene for livet dukket opp her på jorden. De understreker imidlertid at denne prosessen også var avhengig av energi levert av solen vår. Den samme prosessen kunne ha skjedd på månens som Europa, men på en annen måte. Som de oppgir i papiret:
“[T] betydningen av proton og elektronfluks må også forstås, siden disse prosessene er roten til livets rolle i fri energioverføring og transformasjon. Her foreslår vi at det kan ha oppstått liv på bestrålte isete verdener som Europa, delvis som et resultat av kjemien som er tilgjengelig i isskjellet, og at den kan opprettholdes fortsatt, rett under det skallet. ”
Når det gjelder månens som Europa, ville hydrotermale kilder være ansvarlige for å kaste opp all nødvendig energi og ingredienser for at organisk kjemi skal finne sted. Ioniske gradienter, for eksempel oksyhydroksider og sulfider, kan føre til de viktigste kjemiske prosessene - der henholdsvis karbondioksid og metan blir hydrogenert og oksidert - noe som kan føre til dannelse av tidlig mikrobiell levetid og næringsstoffer.
Samtidig ville varmen fra hydrotermiske ventiler skyve disse mikrober og næringsstoffer oppover mot den iskalde skorpen. Denne jordskorpen blir regelmessig bombardert av høyenergi-elektroner skapt av Jupiters kraftige magnetfelt, en prosess som skaper oksidanter. Som forskere i en tid har kjent til å kartlegge Europas jordskorpe, er det en utvekslingsprosess mellom månens indre hav og overflaten.
Som Dr. Russell og hans kolleger indikerer, vil denne handlingen mest sannsynlig innebære plysjeaktivitet som er blitt observert på Europas overflate, og kan føre til et nettverk av økosystemer på undersiden av Europas isete skorpe:
Modeller for transport av materiale i Europas hav indikerer at hydrotermiske plumes kan være godt begrenset i havet (først og fremst av Coriolis-styrken og termiske gradienter), noe som fører til effektiv levering gjennom havet til is-vanngrensesnittet. Organismer som lett transporteres fra hydrotermiske systemer til is-vanngrensesnittet sammen med ubrukte brensler, kan potensielt få tilgang til en større mengde oksidanter direkte fra isen. Viktigere er at oksidanter bare er tilgjengelige der isoverflaten er blitt drevet til basen av isskjellet. "
Som Dr. Russel antydet i et intervju med Astrobiology Magazine, mikrober på Europa kunne nå tettheter som ligner det som er blitt observert rundt hydrotermiske ventilasjonsåpninger her på jorden, og kan styrke teorien om at liv på jorden også dukket opp rundt slike ventilasjonsåpninger. "Alle ingrediensene og den frie energien som kreves for livet er fokusert på ett sted," sa han. "Hvis vi skulle finne liv på Europa, ville det sterkt støtte den ubåtbaserte alkaliske utluftningsteorien."
Denne studien er også viktig når det gjelder montering av fremtidige oppdrag til Europa. Hvis det eksisterer mikrobielle økosystemer på undersiden av Europas isete jordskorpe, kan de bli utforsket av roboter som er i stand til å trenge gjennom overflaten, ideelt ved å reise ned i en plystunnel. Alternativt kan en lander ganske enkelt plassere seg i nærheten av en aktiv plysj og søke etter tegn på oksidanter og mikrober som kommer opp fra interiøret.
Tilsvarende oppdrag kan også monteres til Enceladus, der tilstedeværelsen av hydrotermiske ventilasjonsåpninger allerede er bekreftet takket være den omfattende plumaktiviteten som er observert rundt den sørlige polare regionen. Også her kunne en robottunneler gå inn i overflatesprøyter og utforske interiøret for å se om det finnes økosystemer på undersiden av månens iskalde skorpe. Eller en lander kunne plassere seg i nærheten av lommene og undersøke hva som blir kastet ut.
Slike oppdrag vil være enklere og mindre sannsynlig å forårsake forurensning enn robotubåter designet for å utforske Europas dybhavsmiljø. Men uansett hvilken form et fremtidig oppdrag til Europa, Enceladus eller andre slike organer tar, er det oppmuntrende å vite at ethvert liv som kan eksistere der kunne være tilgjengelig. Og hvis disse oppdragene kan snuse det ut, vil vi endelig vite at livet i solsystemet utviklet seg på andre steder enn Jorden!
