Панспермия наоборот: физик посчитал, сколько земных бактерий могло попасть в океан Европы
Спутник Юпитера Европа прячет под слоем льда глобальный океан жидкой воды. Уже давно ученые задаются вопросом: есть ли там жизнь? Обычно эту жизнь представляют как нечто, что зародилось прямо на месте. Но физик Заза Османов из Свободного университета Тбилиси предложил другую идею: а вдруг жизнь туда занесло с Земли?
Османов опубликовал расчеты в журнале International Journal of Astrobiology. Он взял известный механизм — панспермию, то есть перенос жизни через космос, — и применил его не в межзвездном масштабе, а в пределах Солнечной системы. Получился обратный вариант панспермии: не Земля получила жизнь из космоса, а сама Земля могла ее отправить на близлежащие небесные тела.
Как это работает? В атмосфере Земли всегда есть мельчайшие пылинки диаметром около одного микрометра — это миллионная доля метра, примерно в сто раз тоньше человеческого волоса. Внутри такой пылинки вполне умещается живая бактерия. Когда эту пылинку на высоте около 150 км сталкивает космическая пыль, она получает скорость около 14 км/с — это чуть больше второй космической скорости Земли (11,2 км/с), то есть того порога, за которым объект уже не возвращается обратно. Частица покидает Землю и разгоняется еще дальше — давлением света от Солнца.
В сторону Юпитера летит огромное количество таких частиц. Османов рассчитал, что только из-за столкновений с космической пылью каждую секунду Земля теряет около пяти квинтиллионов (5 × 10¹⁸) пылинок, и они разлетаются во все стороны равномерно. Небольшая часть из них неизбежно попадает в зону гравитационного влияния Юпитера — самой массивной планеты системы — и долетает до Европы со скоростью около 20 км/с.
Здесь начинается ключевое препятствие. При ударе о поверхность частица нагревается, и бактерия внутри погибает, если температура превышает около 27°C (300 градусов Кельвина по абсолютной шкале температур, где ноль — это минус 273°C). Спастись могут только те пылинки, которые касаются поверхности Европы почти горизонтально — под углом не больше одного градуса. Это очень мало: примерно три частицы из тысячи. Тем не менее поток настолько велик, что даже после этого отсева на Европу каждую секунду оседает около 300 миллионов выживших частиц.
Дальше бактериям нужно пробраться под лед. Лед на Европе не монолитный: приливные силы Юпитера постоянно его мнут и трескают — это похоже на то, как сжимают в руке кусок льда. По расчетам, от 20 до 40% поверхности льда Европы трескается, а возраст этих трещин — от 30 до 80 млн лет. Через такие трещины лед может протаять насквозь примерно за тысячу лет, а образовавшиеся полыньи шириной в десятки километров — за десять тысяч лет.
Европа может стать обитаемой, когда Земля погибнет
Сложив все вместе — поток частиц, долю выживших при посадке, скорость протаивания льда, возраст океана — Османов получил итоговую цифру: от 3 × 10²³ до 8 × 10²³ частиц с выжившими бактериями добрались до океана Европы за все время существования этого океана. Для сравнения: число Авогадро, которое в химии обозначает количество молекул в одном моле вещества, равно примерно 6 × 10²³. То есть земных бактерий туда могло попасть примерно один моль.
Из этого автор делает вывод: если химические и биологические условия в океане Европы совместимы с земной жизнью, то жизнь там вполне может существовать — просто не своя, а наша.
Тут важно сразу оговориться: это теоретические расчеты, а не наблюдения. Сама гипотеза принципиально не проверяется в лаборатории — нельзя воспроизвести 80 млн лет дрейфа пылинок. Кроме того, расчет предполагает, что бактерии в таких условиях вообще выживают — а это требует отдельного исследования. Известно, что некоторые земные экстремофилы — микроорганизмы, которые живут в условиях высокой радиации, сильного холода или повышенного давления — теоретически могли бы адаптироваться к подледному океану Европы, но прямых данных пока нет.
Проверить гипотезу на практике поможет уже запущенная миссия. В октябре 2024 года NASA отправило к Юпитеру аппарат «Европа Клиппер» — он прилетит к спутнику в апреле 2030 года и за четыре года совершит около 50 близких пролетов. На его борту — радар, который просвечивает лед, магнетометр для изучения океана и масс-спектрометр, способный по одной ледяной пылинке определить химический состав вещества, которое когда-то поднялось из глубины. Если жизнь там есть и она как-то выбрасывает следы своей деятельности в ледяной покров — аппарат это заметит.
Параллельно продолжается разработка концепции посадочного модуля, который мог бы пробурить лед и взять пробы непосредственно из океана. Прототипы буров, испытанные в Антарктиде, прошли через 30 км льда за 300 дней. Сколько именно придется бурить на Европе, пока точно неизвестно: толщина ее ледяного панциря, по разным оценкам, составляет от 10 до 30 км.
Если жизнь на Европе найдут — и если окажется, что она генетически близка к земной — это не просто сенсация. Это означало бы, что жизнь путешествует по Солнечной системе самостоятельно, без нашей помощи, вместе с обычной пылью.
На обложке генерация phys.org
Самое популярное
