Για δεκαετίες, οι επιστήμονες εικάζουν ότι η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού Europa του Δία. Χάρη σε πιο πρόσφατες αποστολές (όπως το Διαστημόπλοιο Cassini), Άλλα φεγγάρια και σώματα έχουν προστεθεί επίσης σε αυτήν τη λίστα - συμπεριλαμβανομένων των Τιτάνα, Εγκέλαδος, Ντιόνε, Τρίτων, Ceres και Πλούτωνα. Σε όλες τις περιπτώσεις, πιστεύεται ότι αυτή η ζωή θα υπήρχε σε εσωτερικούς ωκεανούς, πιθανότατα γύρω από υδροθερμικούς αεραγωγούς που βρίσκονται στο όριο του πυρήνα-μανδύα.
Ένα πρόβλημα με αυτήν τη θεωρία είναι ότι σε τέτοια υποθαλάσσια περιβάλλοντα, η ζωή μπορεί να δυσκολευτεί να πάρει μερικά από τα βασικά συστατικά που θα χρειαζόταν να ευδοκιμήσει. Ωστόσο, σε μια πρόσφατη μελέτη - η οποία υποστηρίχθηκε από το Ινστιτούτο Αστροβιολογίας της NASA (NAI) - μια ομάδα ερευνητών επεδίωξε ότι στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, ο συνδυασμός περιβάλλοντος υψηλής ακτινοβολίας, εσωτερικών ωκεανών και υδροθερμικής δραστηριότητας θα μπορούσε να είναι μια συνταγή για τη ζωή .
Η μελέτη, με τίτλο «Η πιθανή εμφάνιση της ζωής και η διαφοροποίηση μιας ρηχής βιόσφαιρας σε ακτινοβολημένους παγωμένους κόσμους: Το παράδειγμα της Ευρώπης», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Αστροβιολογία. Η μελέτη διευθύνθηκε από τον Δρ. Michael Russell με την υποστήριξη του Alison Murray του Desert Research Institute και του Kevin Hand - επίσης ερευνητής της NASA JPL.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Δρ Ράσελ και οι συνάδελφοί του εξέτασαν πώς η αλληλεπίδραση μεταξύ αλκαλικών υδροθερμικών πηγών και θαλασσινού νερού θεωρείται συχνά πώς τα βασικά δομικά στοιχεία της ζωής εμφανίστηκαν εδώ στη Γη. Ωστόσο, τονίζουν ότι αυτή η διαδικασία εξαρτάται επίσης από την ενέργεια που παρέχεται από τον Ήλιο μας. Η ίδια διαδικασία θα μπορούσε να είχε συμβεί στο φεγγάρι όπως η Europa, αλλά με διαφορετικό τρόπο. Όπως δηλώνουν στο έγγραφό τους:
«[Τ] πρέπει επίσης να εκτιμηθεί η σημασία της ροής πρωτονίων και ηλεκτρονίων, καθώς αυτές οι διεργασίες βρίσκονται στη ρίζα του ρόλου της ζωής στην ελεύθερη μεταφορά και μετασχηματισμό ενέργειας. Εδώ, προτείνουμε ότι η ζωή μπορεί να έχει προκύψει σε ακτινοβολημένους παγωμένους κόσμους όπως η Europa, εν μέρει ως αποτέλεσμα της χημείας που υπάρχει στο κέλυφος πάγου, και ότι μπορεί να διατηρηθεί ακόμα, ακριβώς κάτω από αυτό το κέλυφος. "
Στην περίπτωση του φεγγαριού όπως η Ευρώπη, τα υδροθερμικά ελατήρια θα είναι υπεύθυνα για την ανάκαμψη όλης της απαραίτητης ενέργειας και των συστατικών για την οργανική χημεία. Οι ιοντικές βαθμίδες, όπως τα οξυϋδροξείδια και τα σουλφίδια, θα μπορούσαν να οδηγήσουν τις βασικές χημικές διεργασίες - όπου το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο υδρογονώνονται και οξειδώνονται, αντίστοιχα - που θα μπορούσαν να οδηγήσουν στη δημιουργία πρώιμης μικροβιακής ζωής και θρεπτικών ουσιών.
Ταυτόχρονα, η θερμότητα από υδροθερμικούς εξαεριστήρες θα ωθούσε αυτά τα μικρόβια και τα θρεπτικά συστατικά προς τα πάνω προς τον παγωμένο φλοιό. Αυτή η κρούστα βομβαρδίζεται τακτικά από ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που δημιουργούνται από το ισχυρό μαγνητικό πεδίο του Δία, μια διαδικασία που δημιουργεί οξειδωτικά. Όπως γνωρίζουν οι επιστήμονες εδώ και αρκετό καιρό από την έρευνα του φλοιού της Ευρώπης, υπάρχει μια διαδικασία ανταλλαγής μεταξύ του εσωτερικού ωκεανού της σελήνης και της επιφάνειάς του.
Όπως επισημαίνει ο Δρ Russell και οι συνάδελφοί του, αυτή η δράση πιθανότατα θα περιλαμβάνει τη δραστηριότητα λοφίο που έχει παρατηρηθεί στην επιφάνεια του Europa και θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα δίκτυο οικοσυστημάτων στην κάτω πλευρά του παγωμένου φλοιού της Europa:
«Τα μοντέλα μεταφοράς υλικού εντός του ωκεανού της Ευρώπης δείχνουν ότι τα υδροθερμικά λοφία θα μπορούσαν να περιοριστούν καλά στον ωκεανό (κυρίως από τη δύναμη Coriolis και τις θερμικές κλίσεις), οδηγώντας σε αποτελεσματική παράδοση μέσω του ωκεανού στη διεπαφή πάγου-νερού. Οι οργανισμοί που μεταφέρονται τυχαία από υδροθερμικά συστήματα στη διεπαφή πάγου-νερού μαζί με τα μη χρησιμοποιημένα καύσιμα θα μπορούσαν ενδεχομένως να έχουν πρόσβαση σε μια μεγαλύτερη αφθονία οξειδωτικών απευθείας από τον πάγο. Είναι σημαντικό, τα οξειδωτικά μπορεί να είναι διαθέσιμα μόνο όταν η επιφάνεια του πάγου έχει οδηγηθεί στη βάση του κελύφους πάγου. "
Όπως έδειξε ο Δρ Russel σε μια συνέντευξη με Περιοδικό Αστροβιολογίας, τα μικρόβια στην Ευρώπη θα μπορούσαν να φθάσουν σε πυκνότητες παρόμοιες με αυτές που παρατηρήθηκαν γύρω από τους υδροθερμικούς αεραγωγούς εδώ στη Γη και μπορεί να ενισχύσουν τη θεωρία ότι η ζωή στη Γη εμφανίστηκε επίσης γύρω από τέτοια ανοίγματα. «Όλα τα συστατικά και η ελεύθερη ενέργεια που απαιτείται για τη ζωή είναι όλα συγκεντρωμένα σε ένα μέρος», είπε. «Αν θέλαμε να βρούμε τη ζωή στην Ευρώπη, τότε αυτό θα υποστήριζε σθεναρά τη θεωρία υποβρυχίων αλκαλικών αεραγωγών».
Αυτή η μελέτη είναι επίσης σημαντική όσον αφορά την αύξηση μελλοντικών αποστολών στην Ευρώπη. Εάν υπάρχουν μικροβιακά οικοσυστήματα στις κάτω πλευρές του παγωμένου φλοιού της Ευρώπης, τότε θα μπορούσαν να εξερευνηθούν από ρομπότ που μπορούν να διεισδύσουν στην επιφάνεια, ιδανικά ταξιδεύοντας σε μια τούνελ. Εναλλακτικά, ένας εκφορτωτής θα μπορούσε απλώς να τοποθετηθεί κοντά σε ένα ενεργό λοφίο και να αναζητήσει σημάδια οξειδωτικών και μικροβίων που προέρχονται από το εσωτερικό.
Παρόμοιες αποστολές θα μπορούσαν επίσης να τοποθετηθούν στον Εγκέλαδο, όπου η παρουσία υδροθερμικών αεραγωγών έχει ήδη επιβεβαιωθεί χάρη στην εκτεταμένη δραστηριότητα λοφίων που παρατηρείται γύρω από τη νότια πολική περιοχή του. Και εδώ, ένα ρομποτικό τούνελ θα μπορούσε να εισέλθει σε επιφανειακές ρωγμές και να εξερευνήσει το εσωτερικό για να δει αν υπάρχουν οικοσυστήματα στην κάτω πλευρά του παγωμένου φλοιού της Σελήνης. Ή ένας εκφορτωτής μπορεί να τοποθετηθεί κοντά στα λοφία και να εξετάσει τι εκτοξεύεται.
Τέτοιες αποστολές θα ήταν απλούστερες και λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν μόλυνση από τα ρομποτικά υποβρύχια που έχουν σχεδιαστεί για να εξερευνήσουν το βαθύ ωκεάνιο περιβάλλον της Ευρώπης. Όμως, ανεξάρτητα από τη μορφή μιας μελλοντικής αποστολής στην Ευρώπη, στον Εγκέλαδο ή σε άλλους οργανισμούς, είναι ενθαρρυντικό να γνωρίζουμε ότι οποιαδήποτε ζωή μπορεί να υπάρχει εκεί θα μπορούσε να είναι προσβάσιμη. Και αν αυτές οι αποστολές μπορούν να το μυρίσουν, θα ξέρουμε επιτέλους ότι η ζωή στο Ηλιακό Σύστημα εξελίχθηκε σε μέρη εκτός από τη Γη!
