Luna Evropa je le malo manjša od planeta Merkur. Povsem je prekrita z ledom, ki je pri temperaturi skoraj minus 200 stopinj Celzija trd kot granit. Barvne črte naj bi bile sestavljene iz morske soli in glinastih mineralov. Foto: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
Sicer ??e velik kup raziskav, ki nakazujejo mo??nost razmer za razvoj ??ivljenja v Jupitrovi luni Evropa, se je ??e povečal. Sve??a se ukvarja z obstojem kemične energije.
V iskanju zunajzemeljskega ??ivljenja člove??tvu morda ne bo treba zreti daleč stran, k zunajsončnim planetom. Kar v na??i sose??čini sta vsaj dve lokaciji, ki bi lahko bili dom tak??nim ali drugačnim organizmom. To sta luni Enkelad in Evropa, ki sta v vesoljskem pogledu na dosegu roke: le nekaj let potovanja stran za sodobne sonde. Učene in radovedne ume s svojimi izjemnimi lastnostmi ??e dolgo privlačita, Evropa ??e zelo dolgo, a poudariti je treba, da ves ta čas o njiju vemo precej malo. ?e posebej zato, ker so potencialne razmere za razvoj ??ivljenja v notranjosti, notranjost pa se lahko opazuje le posredno.
Naravna satelita so do zdaj obletele različne sonde, od daleč so ju fotografirali vesoljski sateliti in s tisto malo podatkov, ki so jih na ta način pridobili, so nato znanstveniki dolga leta do obisti preračunavali, kaj lahko pomenijo. Skozi čas so sestavljali vse naprednej??e analitične modele in preverjali, kaj bi se lahko skrivalo pod debelo ledeno skorjo obeh krogel. A do zdaj tako rekoč nobena ??tudija ni mo??nosti razmer za razvoj ??ivljenja ovrgla; nasprotno: druga za drugo vse bolj ka??ejo v to smer. Enkelad in Evropa imata podledna, globalna oceana, ki bi lahko - poudarek je na pogojniku - bila habitat.
Kaj je potrebno za ??ivljenje
??ivljenje je izjemno prilagodljivo. Najdemo ga na dnu Marianskega jarka pri izjemnem pritisku in popolni temi. Jarek je globok skoraj 11 kilometrov, medtem ko globino Enkeladove kotanje ocenjujejo na od 8 do 10 kilometrov, Evropine sicer nekajkrat več. ??ivljenje je sposobno pre??iveti vakuum vesolja; vročino in celo pomanjkanje kisika. Nekatere bakterije dihajo z ??elezom. Nič ne ka??e, da so razmere v Enkeladu ali Evropi od tega huj??e. Vpra??anje je predvsem točka v razvojnem času. Od nastanka Zemlje do ??ivljenja je moralo miniti skoraj milijarda let in vpra??anje je, ali se je ta razvojni preskok v Enkeladu ??e zgodil ali pa bi se mogoče ??ele čez kako milijardo.
Za razvoj ??ivljenja so potrebne (ali vsaj pridejo prav) v grobem tri skupine pogojev. Prvi je voda oz. kak??na podobna oblika tekočine, ki je vmesnik, prena??alec pri kemičnih in fizičnih procesih. Drugi so organske snovi, ogljikovodiki, ki se pri kemičnih procesih sestavljajo v kompleksnej??e spojine vse do aminokislin in drugih opek ??ivih bitij.
Tretji pogoj je energija, ki lahko pride v več oblikah. Prvi je toplota. Navsezadnje je eden izmed scenarijev, kako naj bi se sploh pojavilo prvo ??ivljenje na Zemlji: pri vročih vrelcih na dnu domačih oceanov. Ta obenem ka??e, da niti drugi mogoči vir energije, sončna svetloba, ni nujno potrebna; biocenoze (samozadostne zdru??be rastlin in ??ivali) v temnih oceanskih jarkih Zemlje tudi danes lepo uspevajo. Lahko pa pride tudi v obliki kemične energije, ki jo prina??ajo temu primerne snovi. Poenostavljeno: če spajamo vodik in kisik na Zemlji, se energija iz shranjene kemične spro??ča v obliki toplote.
So predpogoji izpolnjeni?
Enkelad je na vseh teh treh področjih v zadnjih letih vodil. Ameri??ki in evropski znanstveniki so namreč zelo kakovostne podatke pridobili s tem, ko so ??e aktivno sondo Cassini poslali v neposredno bli??ino te Saturnove lune, naravnost skozi ogromne gejzirje vodne pare na njenem ju??nem polu. Skupaj z nekaterimi drugimi naprednimi modeli so ugotovili, da so trije predpogoji v Enkeladu verjetno izpolnjeni.
Kaj pa Evropa? Tu se zadeve nekoliko zapletejo. Pri tej Jupitrovi luni so do zdaj le od daleč, skozi Hubblove senzorje, zaznali prisotnost izbruhov vodne pare. To pa zgolj doka??e njeno prisotnost, skoraj nič pa ne pove, kak??en je skrivnostni ocean, iz katerega (zelo verjetno) izvira. Jupitrov sistem tudi nima svoje posvečene sonde, ki bi ga raziskovala. V zadnjih 15 letih sta ga zgolj obletela prej omenjeni Cassini in ??e New Horizons, ta na poti do Plutona. Znanstveniki se zato morajo precej bolj zana??ati na strokovno imaginacijo in modeliranje.
Iskanje kemičnega ravnovesja
Nasin oddelek JPL se je lotil vpra??anja, ali v Evropi obstaja zadosten potencial kemične energije. Odgovor so iskali z modeliranjem razmer v Evropinem oceanu. Kot so sporočili iz Nase, je tudi ta ??tudija dala pozitiven odgovor. V luni verjetno obstaja potrebno kemično ravnovesje, ki bi lahko omogočalo razmere za ??ivljenje - tudi če vulkanizem ne prispeva ničesar. Raziskava je objavljena v znanstveni publikaciji Geophysical Research Letters.
?e poenostavimo: preverjali so, koliko vodika ocean potegne iz svojega dna, sicer kamnitega jedra lune, in koliko kisika iz ledenega pokrova. Oba elementa sta visoko reaktivna in lahko poganjata ??tevilne procese, tudi tiste, ki so bistveni za nas ljudi kot ??iva bitja. Sodeč po ??tudiji je razmerje med kisikom in vodikom primerljivo s tistim na Zemlji. Na obeh svetovih je "proizvodnja" kisika desetkrat obse??nej??a od "proizvodnje" vodika.
Vodik iz globin
Voda kemično reagira s kamninami, z minerali, na različne načine. ?e posebno pomemben je proces, poimenovan serpentinizacija, pri čemer voda prodre globoke v kamnine, v drobne prostorčke med zrnci in reagira z mineralom olivinom. Pri tem nastajajo novi minerali serpentinovci, spro??ča pa se molekularni vodik (H2), na Zemlji eksploziven plin, v (domnevnem) Evropinem oceanu pa vir energije za potencialne biolo??ke procese. H2 je namreč potreben pri kemičnih reakcijah, v katerih nastajajo aminokisline. Te so osnovni gradniki beljakovin in so lahko hrana organizmom, ki posledično proizvajajo metan.
"Serpentinizacija je vezni člen med biolo??kimi in geolo??kimi procesi," je ??e pred časom pojasnil Nasin znanstvenik Christopher Glein.
Na JPL-ju so za preučevanje prilagodili modele, ki se sicer uporabljajo za preučevanje gibanja hranilnih snovi in drugih kemikalij v zemeljskih vodnih sistemih, na podlagi domneve, da naj bi bilo Evropino oceansko dno dokaj podobno nekaterim področjem na dnu vodnih mas na Zemlji. Preuči so procese, kako se na dnu pojavljajo razpoke, ki vodi izpostavijo sve??e, ??e ne serpentinizirane predele kamnin. Na Zemlji tak??ne razpoke v dnu se??ejo do pet ali ??est kilometrov globoko. Raziskovalna skupina je ugotovila, da so tak??ne razpoke v Evropi globoke celo do 25 kilometrov, kar pomeni več vodika.
Kisik iz vi??in
Drugi del enačbe - sodeč po raziskavi - zapolnijo oksidanti; torej kisik in druge snovi, ki lahko z vodikom reagirajo in pri tem sprostijo energijo. Za to naj bi poskrbel Jupiter. Ta planet je znan po močnem radioaktivnem sevanju, ki ga oddaja, med drugim je z njim pred desetletji nekoliko po??kodoval znano sondo Voyager 1, ko ga je obletela. Evropa mu je neprestano izpostavljena. Sevanje deluje tudi na kemični ravni, vodo razbija na vodik in kisik in druge materiale. Znanstveniki sklepajo, da se ti potem skladno z gibanjem ledu počasi potopijo in nazadnje "obogatijo" tudi ocean.
Povr??je Evrope je izjemno gladko in zelo "tektonsko" dejavno. Na njem skoraj ni sledi kraterjev, torej trkov z drugimi telesi iz preteklosti, kar pomeni, da so procesi tak??ne nepravilnosti ??e zdavnaj zgladili. Pa tudi na splo??no se vi??ina povr??ja na Evropi razlikuje le za okoli sto metrov navzgor ali navzdol, vzpetin skoraj ni, le ogromno črt in razpok, ki ka??ejo na dejaven, spremenljiv ledeni pokrov - to pa je v prid modelu, ki plasti ledu preme??a in vrhnji material nekoč pripelje do oceana.
Ločene raziskave rjavo-belega povr??ja so sicer nakazale, da bi temnej??i material lahko bil navadna morska sol (natrijev klorid) in glinasti minerali, ki naj bi jih tja zaneslo s trki drugih nebesnih teles.
"Oksidanti iz ledu so kot pozitivni del baterije. Kemikalije z dna so reducenti oziroma negativni del. Ali ??ivljenje in biolo??ki procesi izpolnijo tokokrog, ne vemo, nas pa to zelo motivira za preučevanje in raziskovanje Evrope," je izjavil soavtor raziskave, Kevin Hand.
Kislo ali bazično
Kemično ravnovesje med elementoma je zelo pomembno. ?e bi podledni ocean prejemal le kisik z vrha, bi postal prekisel za razvoj ??ivljenja. To se lahko do neke mere uravnote??i z vulkansko aktivnostjo, ki v Jupitrovem sistemu ni neznanka. Prav Evropi sosednja luna Io je ognjeni??ko izjemno bogata, pri čemer naj bi proces poganjala silna plimska energija, ki jo po??ilja Jupiter. Na JPL-ju so privzeli "slab" scenarij, torej da v Evropi sploh ni vulkanov na oceanskem dnu in da je dokaj hladno. Tudi v tem primeru so pri??li do pozitivnega izida, do prej omenjenega razmerja ena proti deset med vodikom in kisikom. ?e je namreč dno hladno, se la??je drobi in poka, kar poveča produkcijo vodika, ta pa nekoliko nevtralizira kislost. "S tem se skozi serpentinizacijo sprostijo ogromne količine vodika, ti pa uravnote??ijo količno oksidantov na razmerje, kakr??no je v oceanih Zemlje," je komentiral Steve Vance, prvi avtor.
Na dokaze bo treba počakati
Poudariti je treba precej teoretično naravo teh ??tudij. Za potrditev bo potrebno ??e veliko dela, pa naj bodo to meritve letečih sond ali pristajalnikov. Ali v luni dejansko obstaja kak??na oblika ??ivljenja, pa zagotovo ne bomo videli ??e dolgo. Instrument 'detektor ??ivljenja' pač ne obstaja. Vse dokler skozi kot granit trd led ne bo privrtal podledni robot (ki ga Nasa dejansko ??e razvija) in videl, kaj se skriva v temnem morju, dokončne potrditve ne bo. Za zdaj na obstoj Evropinega oceana ka??e prisotnost luninega spreminjajočega se magnetnega polja, kar pomeni, da ima luna svoj notranji dinamo, ki (v nasprotju z denimo Marsom) ??e proizvaja magnetizem.
Oglednik Juno na poti
Se bo pa skoraj petnajstletno zati??je pri Jupitru kmalu končalo. Proti njemu s hitrostjo 21.000 kilometrov na uro drvi Nasina sonda Juno, ki bo tja prispela 4. julija letos in sistem opazovala pribli??no dve leti. Na koncu, leta 2018, se bo nadzorovano potopila globoko v Jupitrovo smrtonosno atmosfero in nazaj poročala, dokler ??e lahko - dokler je silni pritisk ne zdruzne. Toda Juno ne bo posebej posvečen kak??nemu izmed ??estdeseterice Jupitrovih naravnih satelitov.
Misiji v sočasni pripravi
Prav za lune sta v pripravi dve misiji, vsaka na svoji celini. Sprva sta Nasa in Esa ??eleli pri raziskovanju Evrope sodelovati, toda končalo se je ločeno. Evropska agencija pripravlja JUICE (Jupiter ICy moons Explorer), sondo, oboro??eno z desetimi znanstvenimi instrumenti. 350 milijonov evrov vredna pogodba o izdelavi med Eso in Airbusom je bila podpisana decembra lani. Izstrelitev je predvidena za leto 2022, prihod pa leta 2030. JUICE naj bi tri leta in pol ??vigal po Jupitrovem sistemu, ??e posebej pa okoli ledenih lun Evrope, Ganimeda in Kalista, pri čemer naj bi končal prav v orbiti zadnje omenjene lune.
Nasa vzporedno pelje misijo Europa, odobreno lani poleti. ?asovnica je bolj meglena, z izstrelitvijo nekje v 20. letih. Sonda bo v zelo eliptični orbiti okoli Jupitra okoli 45-krat zelo od blizu obletela Evropo. Cilj? "Verjamemo, da je ta okoli?? popoln za mo??nost razvoja ??ivljenja," je lani na tiskovni konferenci dejal Jim Green, vodje Nasinega oddelka za planetarno znanost, in instrumenti bodo primerno ustrojeni.
Kaj pa Enkelad?
Zanimivo je, da je toliko misij posvečenih prav Evropi, medtem ko so zadnja leta veliko več oprijemljivih izidov prinesla okoli Saturnove lune Enkelad. ?pekulacije o tem so ??e stare, a se hitro izkazujejo za vse bolj utemeljene. Na začetku leta 2014 so s pomočjo sonde Cassini najprej na??li dokaze za obstoj omejenega podlednega jezera, leto pozneje pa, da je lokalna kotanja pravzaprav ogromen, globalni ocean. To so storili s pomočjo analize gravitacijskega vpliva lune na Cassini, zaradi česar je sonda rahlo, komaj zaznavno, a vendarle za drobec skrenila s poti ob vsakem obletu. Razliko je zaznal sistem anten na Zemlji kot Dopplerjev učinek.
Nato so pri??li dokazi o sestavi notranjosti. Cassini se je dobesedno oprhal z njo; letel je neposredno skozi gejzirje vode, ki bruhajo iz Enkelada, in analiziral njihovo sestavo. V njih je na??el kemične spojine, ki nastajajo le v specifičnih razmerah, pri visokih temperaturah, kar je bil dokaz, da Enkeladov ocean pravzaprav vroč - na samem dnu naj bi dosegal kar 90 stopinj Celzija.
Navsezadnje, Cassini je posrkbel tudi za dokaz, da v Enkeladu poteka prej omenjena serpentinizacija in da je torej kemična energija na voljo. Te??ave s kislostjo Enkelad nima, saj je njegov ocean bolj bazičen. Najbolj??e morda ??e prihaja: nazadnje je luno obletel najbli??je, pri le 49 kilometrih oddaljenosti, in izide teh meritev ??e čakamo.
Marsove drobtinice
Obstaja ??e tretji kraj v Osončju s teoretičnimi mo??nostmi za obstoj ??ivljenja (poleg Zemlje, seveda). To je Mars. Na začetku desetletja je z analizami trojice roverjev postajajo vse jasneje, da je ta rdeča pu??čava najbr?? popolnoma mrtva. To se je spremenilo lani, ko so na??li dokaze o ponavljajočih se hudournikih tekoče vode, ki bi - morda - lahko prispi h kak??ni obliki zelo enostavnega ??ivljenja. Mo??nost je sicer zanemarljiva, a ne popolnoma za odmet, zato bodo prihodnje misije na ta področja morale skozi najskrajnej??e razku??ne postopke, da ne bi bilo kontaminacije.
|
