Ученые придумали, как не спутать признаки жизни на Энцеладе с геологическими процессами

Энцелад у Сатурна и Европа у Юпитера давно привлекают внимание астробиологов из-за океанов под ледяной корой. Там есть жидкая вода, источник тепла и химические реакции между водой и породами — среда, где теоретически могла бы существовать микробная жизнь.

Один из потенциальных признаков жизни — метан. На Земле его часто производят микроорганизмы. Но метан может возникать и безо всякой биологии: в результате химических реакций между водой и породами, а также других геологических процессов. Поэтому сам факт обнаружения метана в океане спутника еще не будет означать, что там нашли жизнь.

Новая модель показывает, какие вещества и изотопные соотношения могли бы появиться на спутнике сами по себе — из-за реакций воды с породами, нагрева океана и других геологических процессов. Это нужно как точка отсчета. Если будущая миссия найдет метан или аминокислоты, ученые смогут сравнить данные с этим естественным фоном и понять, хватает ли геологии для объяснения находки.

Авторы проверили подход на примере Энцелада. Они смоделировали, как вещества перемещаются от каменистого дна океана через толщу воды, а затем попадают в космос вместе с выбросами из-под ледяной коры. В модели учитывались и изотопные соотношения этих веществ.

Все о Сатурне: из чего состоит, сколько лететь и другие факты о «Властелине колец»

Исследователи рассмотрели два типа потенциальных биосигнатур. Первый — изотопный состав углерода в метане. Живые организмы чаще используют более легкий изотоп углерод-12. Поэтому метан, созданный микробами, может отличаться по соотношению изотопов от метана, который появился без жизни.

Второй признак — хиральность аминокислот. Молекулы аминокислот могут существовать в двух зеркальных формах, условно левой и правой. Земная жизнь почти полностью использует левые формы. Если на другом спутнике нашли бы сильный перекос в одну сторону, это могло бы стать аргументом в пользу биологии.

Однако расчеты показали, что оба признака сложно трактовать без дополнительных данных. Некоторые геологические процессы на Энцеладе могут создавать изотопный состав метана, похожий на тот, который характерен для микробов. С аминокислотами другая проблема. Если их создала жизнь, в образце должно быть заметно больше левых форм, чем правых. Но в теплом океане молекулы постепенно перестраиваются: часть левых форм превращается в правые, и со временем смесь становится почти равной. По расчетам, на Энцеладе это может занять от 100 до 10000 лет. Поэтому даже если жизнь когда-то оставила в составе аминокислот свой след, теплая вода могла его стереть.

Фото NASA