Вода и жизнь в Солнечной Cистеме
Вода - основа жизни. Основную массу всего живого на Земле, начиная с бактерий и заканчивая человеком, составляет вода. Этот универсальный растворитель обеспечивает протекание химических реакций и транспорт веществ внутри клеток, снабжая всё живое энергией и строительным материалом.
Именно в связи с этими уникальными свойствами вода является главным маркером для поиска внеземной жизни. Другими словами, если где-то на далекой-далекой планете есть теплая лужа, то в ней может плавать что-то живое (необязательно, конечно, но вполне реально). Обрушившийся на нас в последние годы поток открытий экзопланет имеет обособленное ответвление - экзопланеты в так называемой обитаемой зоне. Обитаемая зона - это расстояние от конкретно взятой звезды, на котором температура лежит в диапазоне от 0 до 100 oС, а значит возможно наличие воды в жидкой фазе.
Таких экзопланет уже открыто достаточно большое количество, на некоторых подтверждено наличие водных океанов, но при текущем уровне развития телескопов прямое наблюдение жизни на них пока невозможно.
Совсем по-другому обстоит дело в нашей родной Солнечной Системе. Вода тут присутствует на целом ряде объектов (помимо Земли, разумеется). В большинстве случаев, это лед.
Северный полюс Марса (credit: ESA’s Mars Express)
К примеру, полюса Марса покрыты ледяными шапками, которые когда-то были частью марсианского океана. Если когда-то на красной голубой планете и была жизнь, то сегодня она как минимум ушла в глубокое подполье. На поверхности Марса найти даже завалящую бактерию практически нереально из-за жесткой солнечной радиации, резких перепадов температуры и практически полного отсутствию жидкой воды (хотя изредка ручеек по нему нет-нет, да и пробежит).
Высохшее русло марсианской реки. Бурить надо тут. (credit: ESA’s Mars Express)
Самое перспективное направление в поиске останков жизни на этой планете - глубокое бурение в русле высохшей реки, доставка кернов на землю, и детальный анализ в лабораториях. Такие планы есть как минимум у NASA, их воплощение вполне реально в обозримом будущем - осталось “допилить” возвращаемый марсианский модуль, чем не занят сегодня только ленивый ракетостроитель.
Есть водный лед и на Луне, но жизнь там вряд-ли существовала до 1969 года, когда наш естественный спутник посетили американцы. У Луны нет и никогда не было геологической активности, без которой зарождение жизни маловероятно.
Где же искать братьев по биохимии в Солнечной Системе? Интереснее всего, на мой взгляд, заглянуть под лед Европы, спутника Юпитера. Эта луна в 4 раза меньше Земли, полностью покрыта многокилометровым слоем льда. Температура на поверхности не поднимается выше -150 oС, а вот подо льдом, как показывают косвенные данные, находится 100 км жидкого океана.
Модель строения Европы. 20 км льда, 100 км воды, и геотермальные источники на дне.
Дело в том, что газовый гигант, вокруг которого вращается Европа, разогревает её приливными силами. Грубо говоря, эта луна всегда немного сплюснута, причем эта сплюснутость волной перемещается по поверхности в процессе движения вокруг Юпитера. Вот такой своеобразный массаж разогревает Европу, попутно провоцируя геологическую активность в её недрах.
Как показал спектральный анализ поверхности, Европа богата всевозможными соединениями и минералами. Учитывая тот факт, что вся она покрыта океаном, такое богатство может поступать из недр через подводный вулканизм.
В семидесятых годах исследователи обнаружили на дне Тихого Океана замкнутые живые колонии, включающие бактерии и даже моллюски, которые сосредоточились вокруг геотермальных источников - черных курильщиков. Единственное, что требовалось этим колониям извне - это растворенный в воде кислород.
Как уже упоминалось выше, Европа довольно активна в плане геологии, следовательно можно ожидать наличие большого количества подводных разломов, причем гораздо более мощных, чем на Земле. Теплая, богатая минералами вода может послужить колыбелью анаэробной жизни на этой ледяной луне.
Более того, под действием солнечной радиации происходит фотолиз льда - разложение на водород и кислород. Кислород, кстати, лежит в основе пусть тоненькой, но всё-таки атмосферы Европы. Этот кислород может также растворяться в подледном океане, давая шанс на развитие гораздо более разнообразной фауны.
Для того чтобы наверняка узнать, как обстоят дела с жизнью на этом спутнике Юпитера, нужна как минимум посадка зонда на поверхность. Причем интереснее всего было бы прыгнуть в одну из трещин на поверхности и нырнуть прямо в океан. Сделать это очень непросто - трещины открываются непредсказуемо, сопровождаясь выбросами воды на сотни километров над поверхностью.
Мечты о подледной ловле в океане Европы.
А вот детально изучить выбросы воды вполне реально - телескоп Джеймс Уэбб может снять инфракрасные спектры этих фонтанов уже в конце следующего года. Если источник выбросов находится именно подо льдом, на спектрах может отразиться более или менее сложная органика, возможно даже биогенного происхождения.