Спутник Юпитера Европа: ледяной мир с углеродом и солью в океане — и в этой воде может быть жизнь

Среди спутников Юпитера Европа выделяется своей необычностью. Под ее ледяной поверхностью таится глубокий океан соленой воды, который может быть местом обитания живых существ. Но как можно узнать больше об этом таинственном мире? Какой ролью играет углерод в его химии и биологии? И как он связан с океаном?

Эти вопросы пытались ответить две группы американских ученых, которые изучали Европу с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Они опубликовали свои результаты в журнале Science. Они обнаружили, что на поверхности Европы есть диоксид углерода (CO2), который является одним из основных элементов жизни на Земле. Они также выяснили, что CO2 происходит из подледного океана.

Что такое диоксид углерода и зачем он нужен жизни?

Диоксид углерода — это газ, состоящий из двух атомов углерода и двух атомов кислорода. На Земле он встречается в атмосфере, воде и почве, а также в теле растений и животных. Диоксид углерода участвует во многих процессах, связанных с жизнью:

• Фотосинтез: растения поглощают CO2 из воздуха и превращают его в органические молекулы, такие как глюкоза, которые служат источником энергии и строительным материалом для клеток. При этом они выделяют кислород, который необходим для дыхания.
• Дыхание: живые организмы используют кислород для окисления органических молекул и получения энергии. При этом они выделяют CO2 как продукт обмена веществ.
• Углеродный цикл: это процесс переноса углерода между разными сферами планеты: атмосферой, гидросферой, литосферой и биосферой. Углеродный цикл регулирует климат, обеспечивает энергию для живых организмов и участвует в формировании геологических структур.

Как диоксид углерода попадает на поверхность Европы?

Европа — это ледяной спутник без атмосферы. Но на его поверхности есть CO2 в виде льда. Откуда он там берется? Ученые предложили несколько возможных источников:

• Метеориты: космические тела, падая на Европу, могут принести с собой CO2 и другие элементы. Но этот источник не может объяснить неравномерное распределение CO2 на поверхности Европы.
• Выветривание: CO2 может высвобождаться из пород, составляющих ледяную корку Европы. Но этот источник не может объяснить высокую концентрацию CO2 в определенных областях Европы.
• Океан: CO2 может подниматься из океана, который находится под ледяной коркой Европы. Этот источник кажется наиболее вероятным, так как он согласуется с данными телескопа Уэбба.

Как диоксид углерода связан с океаном Европы?

Ученые обнаружили, что больше всего CO2 на поверхности Европы сосредоточено в области, называемой Тара Регио. Эта область имеет желтоватый цвет и хаотичный рельеф с трещинами и гребнями. Ученые полагают, что эти особенности образуются в результате подъема теплой воды из океана, которая тает ледяную корку и затем замерзает снова, создавая новые неровности.

В Тара Регио также найдена кухонная соль (NaCl), которая, по мнению ученых, также может подниматься из океана. Соль является еще одним важным фактором для жизни, так как она регулирует осмотическое давление и электролитный баланс в клетках. На Земле соль присутствует в морской воде, а также в некоторых озерах и реках.

Ученые не смогли точно определить, в какой форме углерод поднимается из океана: как газ, как минерал или как органическое вещество. Но они уверены, что это свидетельствует о том, что в океане Европы есть углеродный цикл, который может поддерживать жизнь.

Есть ли жизнь в океане Европы?

Это один из самых захватывающих вопросов, которые интересуют ученых и любителей космоса. На данный момент мы не можем дать на него однозначный ответ. Но мы можем предположить, что жизнь в океане Европы возможна, если там есть следующие условия:

• Вода: это самый необходимый ресурс для жизни. Вода служит растворителем для химических реакций, транспортом для питательных веществ и кислорода, средой для перемещения и размножения. В океане Европы есть достаточно воды, которая может быть жидкой благодаря теплу от Юпитера и радиоактивному распаду элементов.

• Углерод: это самый распространенный элемент в живой материи. Углерод образует сложные и разнообразные молекулы, такие как углеводы, жиры, белки и нуклеиновые кислоты. В океане Европы есть углерод, который может быть в разных формах: газообразной, твердой или жидкой. Углерод может переходить из одной формы в другую в результате химических реакций или биологических процессов.
• Энергия: это необходимое условие для жизни, так как она позволяет поддерживать метаболизм, рост и развитие. Энергия может поступать из разных источников: света, тепла, химических соединений или электричества. В океане Европы есть энергия, которая может быть получена из следующих источников: Свет: хотя Европа находится далеко от Солнца, она может получать немного света через трещины в ледяной корке. Свет может быть использован для фотосинтеза некоторыми микроорганизмами, которые могут существовать на поверхности или в верхних слоях океана. Тепло: Европа подвергается сильным приливным силам от Юпитера и его других спутников, которые вызывают деформацию и трение в ее внутренности. Это генерирует тепло, которое может поддерживать жидкость океана и создавать гидротермальные источники на дне. Тепло может быть использовано для хемосинтеза некоторыми микроорганизмами, которые могут существовать в глубинных слоях океана. Химические соединения: Европа может иметь контакт с силикатными породами, которые составляют ее мантию. Эти породы могут содержать различные минералы и элементы, которые могут реагировать с водой и образовывать химические соединения, такие как сероводород, аммиак, метан и другие. Химические соединения могут быть использованы для хемосинтеза некоторыми микроорганизмами, которые могут существовать в глубинных слоях океана. Электричество: Европа находится в сильном магнитном поле Юпитера, которое может индуцировать электрический ток в ее ледяной корке и океане. Электричество может быть использовано для электросинтеза некоторыми микроорганизмами, которые могут существовать в поверхностных или глубинных слоях океана.

Как мы можем узнать больше об океане Европы?

Для того, чтобы подтвердить или опровергнуть наличие жизни в океане Европы, нам нужно провести более детальное исследование этого спутника. В ближайшие годы к Европе должны приблизиться две космические миссии: европейский зонд Juice и американский зонд Europa Clipper. Они попытаются получить более подробную информацию о поверхности и океане Европы, а также обнаружить возможные фонтаны воды или газов, выбрасываемые из-под льда.

Европа — это уникальный и захватывающий мир, который может скрывать тайну жизни. Но пока мы не можем сказать наверняка, что там есть живые существа. Но мы можем надеяться, что скоро мы узнаем больше об этом удивительном спутнике Юпитера и его скрытом океане.