№10 октябрь 2022

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Условия для жизни в океане на спутнике Сатурна становятся всё лучше

Фосфора, растворённого в водах подповерхностного океана на Энцеладе, должно хватить для развития жизни.

Энцелад, спутник Сатурна, а вовсе не Марс астробиологи сейчас считают наиболее перспективным местом для поисков жизни. Всё потому, что там есть жидкая вода. Хоть она и находится под многокилометровым ледяным панцирем, но по расчётам её там должно быть достаточно много. Впервые существование подповерхностного океана удалось подтвердить с помощью аппарата «Кассини», запечатлевшего в 2005 году мощные водяные гейзеры вблизи южного полюса спутника. «Кассини» даже удалось пролететь прямо над одним из таких гейзеров на высоте меньше 50 км, благодаря чему мы теперь знаем примерный химический состав подлёдного водоёма. И в плане возможности существования жизни он весьма неплох. В нём есть водород, который могут использовать в качестве источника энергии организмы, подобные земным бактериям-метаногенам. В нём, по крайней мере, есть и простая органика: метан, пропан и формальдегид, а также углекислый газ, которые могут выступать в качестве источников углерода. Есть и серосодержащие соединения и аммиак, как источник азота. А вот чего не удалось зафиксировать в гейзерах, так это следов фосфора. Хотя фосфор — один из важнейших элементов для жизни, он входит в состав молекул ДНК и РНК, да и в целом, без него сложно представить клеточную биохимию.

Фотография Энцелада, сделанная аппаратом «Кассини» в октябре 2015 года. Фото: NASA/JPL/Wikimedia Commons.

Отсутствие следов фосфора в гейзерном «выхлопе» немного остудило пыл астробиологов. Ведь без этого элемента очень мало шансов, что химия подповерхностного океана сможет получить приставку «био». Нет доступного фосфора или его очень мало — нет жизни или скорость её эволюции такая низкая, что она просто не успеет зародиться за время существования водоёма. Однако, как пишут исследователи в PNAS, фосфора в подповерхностном океане должно быть с избытком. Как им удалось прийти к такому заключению, если все текущие наблюдения пока говорят об обратном?

Для этого учёные построили сложную модель химической эволюции энцеладного океана, постаравшись учесть все возможные пути, по которым фосфор может переходить в растворимую форму (а значит и доступную для биохимических процессов), а также пути, по которым фосфор может наоборот выпадать в осадок и становиться биологически недоступным. На количество растворённого в воде фосфора влияет и кислотность воды в целом, и наличие других растворённых веществ и ионов. Например, большое количество фторид-ионов способствует образованию плохорастворимых фторапатитов. Объединив все известные на текущий момент данные о предполагаемом составе подповерхностного океана с нашими знаниями о растворимости самых разных фосфорных соединений и других химических веществ, исследователи пришли к выводу, что растворённого фосфора в подлёдных водах Энцелада должно быть примерно от одной десятимиллионной до одной сотой доли процента. Такой большой коридор связан с большой неопределённостью в исходных параметрах расчёта. Однако минимальная концентрация фосфора получается на 3–4 порядка выше, чем считалось ранее, и всего лишь в десять раз меньше, чем средняя концентрация фосфора в водах Мирового океана на Земле. Насколько верны подобные расчёты, станет возможно проверить только тогда, когда на Энцелад отправится аппарат, способный хотя бы более точно определять состав водяных гейзеров, чем это делал «Кассини». Судя по планам космических агентств, это произойдёт не раньше 2030-х годов, а может быть и позже.

Автор: Максим Абаев


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее