В поисках путей, которыми могла бы развиваться жизнь на других планетах Солнечной системы, ученые часто обращаются к примеру Земли. И одним из мест, к которым приковано внимание, остается Антарктика с ее ледниками. Рассмотрим, какие теории есть на этот счет, и какое оборудование планируют использовать исследователи.
Неизвестность под ледяным панцирем
Когда исследователи говорят о потенциальном развитии жизни за пределами Земли, в гипотезах часто фигурируют покрытые льдом спутники. Это Энцелад на орбите Сатурна, Европа и Ганимед рядом с Юпитером.
Поверхность космических тел покрыта толщей льда, под которой находятся огромные океаны. Потенциально в них могут складываться благоприятные условия для развития жизни. Но здесь возникает проблема ― толщина ледяного панциря огромна, по прогнозам она может превышать 16 километров. Соответственно, для прямого сбора образцов требуется посадить на спутник аппарат, пробурить в нем скважину, а затем проанализировать полученные пробы. Задача, мягко говоря, не из простых.
По этой причине ученые активно занимаются моделированием. Они пытаются понять, возможна ли в принципе жизнь на такой глубине подо льдом, какие процессы могут влиять на нее.
Антарктика как ключ к поискам подледной жизни
Здесь и выходят на первый план исследования Антарктики. Это наиболее приближенное по условиям к спутникам газовых гигантов место на нашей планете. Со стороны может показаться, что ледники неподвижны и монументальны, но это не так. Под ними происходит сложный процесс, получивший название «откачка льда».
Процесс запускается из-за того, что толщина ледяной корки неравномерна. Из-за этого создается разница в давлении, лед постоянно подтаивает, а вода замерзает. Так как жидкость, образующаяся во время таяния, теплее окружающей среды, она поднимается вверх, чтобы снова замерзнуть. В этом круговороте формируются температурные пласты, достаточные для существования экосистем.
Предполагается, что аналогичные процессы происходят и на спутниках. Поэтому, если на них и зародилась жизнь, она может существовать по тем же законам, что и в Антарктике.
Одна из ученых, проводивших исследования зависимости толщины ледяного слоя и распределения обитаемых зон под ней, Бритни Шмидт, отмечает: «Среди наших важных задач — лучше понять, как работают покрытые льдом океаны, и как толщина льда влияет на возможность жизни в воде. Потому в перспективе крайне важно установить, какая толщина ледяной корки на спутниках, насколько она равномерна, можно ли перенести принципы, по которым глубинные процессы работают на Земле, на иные миры. Пока образцы не получится собрать без бурения, но мы знаем, что на нашей планете есть зависимость толщины и формы ледяной оболочки и воды под ней. Возможно, есть какие-то константы для формирования жизни в таких условиях, которые только предстоит открыть».
Текущие исследования и их перспективы
Современные космические аппараты уже активно собирают сведения об Энцеладе и Европе. Они также анализируют происходящие на них процессы.
Больше всего сведений об Энцеладе на данный момент было получено от зонда «Кассини», занимавшегося изучением Юпитера в период с 2004 по 2017 год. Полученные с него данные положили начало гипотезе о циркуляции подледного океана, они показали — температура колеблется от 30 до 29,7 градуса по Фаренгейту (или от −1,095 до −1,272 по Цельсию соответственно). Подобные разницы температур прослеживаются и при анализе антарктических льдов. Это дает возможность выдвигать гипотезу о формировании потенциальных «слоев обитания» на спутнике.
Дополнительным фактором, стимулирующим концепции о возможности развития жизни, ученые называют и состав льда, выбрасываемого Энцеладом из-под своей ледяной оболочки. Исследования NASA говорят о том, что через трещины на поверхность просачивается лед, богатый метаном, водородом и углекислым газом. Все это продукты метаногенеза, который потенциально может стать признаком обитаемости.
Ученые также нашли следы цианистого водорода. Его часто называют предшественником молекул, которые должны присутствовать для зарождения жизни, как это случилось когда-то на Земле.
Аппарат «Джуно» в 2022 году также передал на Землю, что под одной из лун Юпитера есть поверхностная активность. Основанием для этого стало сравнение снимков с более ранними данными, показывающими изменения в рисунке ледяного панциря этого небесного тела.
OWLS ― аппарат для поиска жизни на спутниках
Уже сегодня активно создаются устройства, которые в будущем могли бы исследовать образцы. Один из таких аппаратов называется OWLS и разрабатывается в калифорнийской лаборатории NASA.
Основная задача OWLS заключается в том, чтобы проводить анализ собранных образцов. Аппарат соединяет в себе сразу несколько приборов. Особенно гордятся ученые его системой объемной визуализации — она активно использует алгоритмы машинного обучения. Цифровой микроскоп умеет преобразовывать видео в объемные голографические изображения. Далее ИИ анализирует полученные записи, отслеживает найденные частицы. Микроорганизмы на них движутся, в то время как остальные включения сохраняют свое статичное положение.
Успешные испытания системы прошли на соленом озере Моно в Калифорнии. Теперь создатели ждут возможности для записи своего модуля в рамках новых экспедиций к лунам газовых гигантов.
