I årtier har forskere troet, at der kunne være liv under den iskolde overflade af Jupiters måne Europa. Siden den tid er der fremkommet flere bevislinjer, der antyder, at det ikke er alene. I solsystemet er der faktisk mange ”oceanverdener”, der potentielt kunne være vært for livet, herunder Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton og måske endda Pluto.
Men hvad nu hvis elementerne i livet, som vi kender det, ikke er rigelige nok på disse verdener? I en ny undersøgelse forsøgte to forskere fra Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) at afgøre, om der faktisk kunne være en mangel på bioessentielle elementer på verdenshavene. Deres konklusioner kan have vidtgående konsekvenser for eksistensen af liv i solsystemet og videre, for ikke at nævne vores evne til at studere det.
Undersøgelsen med titlen "Er underjordisk liv undertrykt på verdenshavene på grund af manglen på bioessentialelementer?" for nylig dukket op online. Undersøgelsen blev ledet af Manasvi Lingam, en postdoktor ved Institut for Teori og Computation (ITC) ved Harvard University og CfA med støtte fra Abraham Loeb - direktøren for ITC og Frank B. Baird, Jr. Professor of Science ved Harvard.
I tidligere undersøgelser har spørgsmål om månes og andre planets beboelighed haft en tendens til at fokusere på eksistensen af vand. Dette har været sandt, når det kommer til undersøgelse af planeter og måner i solsystemet, og især når det drejer sig om undersøgelse af planter uden for solenergi. Når de har fundet nye exoplaneter, har astronomer været meget opmærksomme på, hvorvidt den pågældende planet kredser inden for sin stjernes beboelige zone.
Dette er nøglen til at bestemme, om planeten kan understøtte flydende vand på dens overflade eller ej. Derudover har astronomer forsøgt at opnå spektre fra omkring klippede eksoplaneter for at afgøre, om vandtab finder sted fra dens atmosfære, hvilket viser sig ved tilstedeværelsen af brintgas. I mellemtiden har andre studier forsøgt at bestemme tilstedeværelsen af energikilder, da dette også er vigtigt for livet, som vi kender det.
I modsætning hertil overvejede Dr. Lingam og Professor Loeb, hvordan eksistensen af liv på havplaneter kunne være afhængig af tilgængeligheden af begrænsende næringsstoffer (LN). I nogen tid har der været en betydelig debat om, hvilke næringsstoffer der ville være essentielle for udenjordisk liv, da disse elementer kunne variere fra sted til sted og over tidsskalaer. Som Lingam fortalte Space Magazine via e-mail:
”Den mest almindeligt accepterede liste over elementer, der er nødvendige for livet, som vi kender, består af brint, ilt, kulstof, nitrogen og svovl. Derudover kan visse spormetaller (f.eks. Jern og molybdæn) også være værdifulde for livet, som vi kender det, men listen over bioessentielle spormetaller er underlagt en højere grad af usikkerhed og variation. "
Til deres formål skabte Dr. Loeb en model ved hjælp af Jordens oceaner til at bestemme, hvordan kilderne og synke - dvs. de faktorer, der henholdsvis tilføjer eller udtømmer LN-elementer i havene - kan svare til dem, der findes på verdenshavene. På Jorden inkluderer kilderne til disse næringsstoffer fluviale (fra floder), atmosfæriske og iskilder, hvor energi leveres af sollys.
Af disse næringsstoffer bestemte de, at det vigtigste ville være fosfor, og undersøgte, hvor rigeligt dette og andre elementer kunne være på havverdener, hvor forholdene var meget forskellige. Som Dr. Lingam forklarede, er det rimeligt at antage, at den potentielle eksistens af liv på disse verdener også ville komme ned på en balance mellem nettotilstrømningen (kilder) og nettoutstrømningen (dræn).
”Hvis dræn er meget mere dominerende end kilderne, kunne det indikere, at elementerne vil blive udtømt relativt hurtigt. For at estimere størrelsen af kilderne og drænene, brugte vi vores viden om Jorden og kombinerede den med andre grundlæggende parametre for disse havverdener såsom havets pH, verdens størrelse osv. Kendt fra observationer / teoretiske modeller. ”
Mens atmosfæriske kilder ikke ville være tilgængelige for indre oceaner, overvejede Dr. Loeb bidraget med hydrotermiske ventilationsåbninger. Der er allerede rigelig bevis for, at disse findes på Europa, Enceladus og andre havverdener. De betragtede også abiotiske kilder, der består af mineraler udvasket fra klipper ved regn på Jorden, men ville bestå af forvitring af klipper ved disse månes indre hav.
I sidste ende, hvad de fandt var, at i modsætning til vand og energi, kan begrænsende næringsstoffer være i begrænset forsyning, når det kommer til verdenshavene i vores solsystem:
”Vi fandt, at forudsætningerne i vores model fosfor, som er et af de bioessentielle elementer, udtømmes over hurtige tidsskalaer (efter geologiske standarder) på havverdener, hvis oceaner er neutrale eller alkaliske, og som har hydrotermisk aktivitet (dvs. hydrotermiske udluftningssystemer ved havbunden). Derfor antyder vores arbejde, at livet kan eksistere i lave koncentrationer globalt i disse oceanverdener (eller kun være til stede i lokale pletter), og at de derfor måske ikke er let at registrere. ”
Dette har naturligvis konsekvenser for missioner bestemt til Europa og andre måner i det ydre solsystem. Disse inkluderer NASAEuropa Clipper mission, som i øjeblikket er planlagt til at blive lanceret mellem 2022 og 2025. Gennem en række flybys fra Europa vil denne sonde forsøge at måle biomarkører i skumaktiviteten fra månens overflade.
Lignende missioner er blevet foreslået til Enceladus, og NASA overvejer også en “Dragonfly” -mission for at udforske Titans atmosfære, overflade og metan-søer. Men hvis Dr. Loeb's undersøgelse er korrekt, er chancerne for, at disse missioner finder nogen tegn på liv i en verdenshav i solsystemet, temmelig tynde. Ikke desto mindre mener Lingam, som Lingam antydede, at sådanne missioner skulle monteres.
”Selvom vores model forudsiger, at fremtidige rummissioner til disse verdener kan have lave chancer for succes med hensyn til at opdage utomjordisk liv, mener vi, at sådanne missioner stadig er værdige til at blive forfulgt,” sagde han. "Dette skyldes, at de vil tilbyde en fremragende mulighed for at: (i) teste og / eller forfalske de centrale forudsigelser af vores model, og (ii) indsamle flere data og forbedre vores forståelse af havverdener og deres biogeokemiske cykler."
Yderligere, som prof. Loeb antydede via e-mail, var denne undersøgelse fokuseret på "livet som vi kender det". Hvis en mission til disse verdener fandt kilder til udenjordisk liv, ville det indikere, at livet kan opstå fra forhold og elementer, som vi ikke er bekendt med. Som sådan er udforskningen af Europa og andre verdenshavene ikke kun tilrådelig, men også nødvendig.
”Vores papir viser, at elementer, der er essentielle for 'livs-kemi-som-vi-kender det', såsom fosfor, udtømmes i havbunden under havoverfladen,” sagde han. ”Som et resultat ville livet være udfordrende i verdenshavene, der mistænkes for at eksistere under overfladen af Europa eller Enceladus. Hvis fremtidige missioner bekræfter det udtømmede niveau af fosfor men alligevel finder liv i disse oceaner, ville vi kende til en ny kemisk vej for andre liv end den på Jorden. ”
I sidste ende er forskere tvunget til at tage den "lavt hængende frugt" tilgang, når det kommer til at søge efter livet i universet. Indtil det tidspunkt, hvor vi finder liv ud over Jorden, vil alle vores uddannede gæt være baseret på livet, som det findes her. Jeg kan ikke forestille mig en bedre grund til at komme derude og udforske universet end dette!
