Титан обладает самым большим содержанием органических веществ среди спутников с глобальным океаном в Солнечной системе. Однако, проанализировав особенности его поверхности и интенсивность метеоритного потока, исследователи установили, что в океане спутника Сатурна, вероятно, недостаточно элементов для поддержания жизни.
На Титане присутствуют все компоненты, необходимые для жизни, какой мы ее понимаем. В плотной атмосфере, насыщенной метаном, в процессе фотохимических реакций формируются органические вещества, которые впоследствии образуют толстый слой на ледяной поверхности. А под ней – огромный океан жидкой воды. Если эти соединения проникают сквозь лед, океан Титана может оказаться пригодным для существования жизни. Какова вероятность развития событий подобным образом?
Группа ученых во главе с астробиологом Кэтрин Нэш из Университета Западного Онтарио (Канада) попыталась выяснить, как метеориты могут обогащать океаны органическими веществами. Используя данные предыдущих работ, исследователи определили, какое количество органических соединений может попадать в океан при падении метеоритов.
Толщина ледяного покрова Титана варьируется от 40 до 170 километров, однако его плотность распределена неравномерно, что создает основную трудность для органических соединений — плотный лед. Толщина этого плотного слоя определяется структурой ледяной «коры». Если она сформирована из чистого водяного льда, то толщина твердого слоя может достигать 42 километра. Астрономы предполагают, что в составе «коры» содержится значительное количество соединений с метаном. В таком случае толщина твердого слоя составляет около 15 километров.
Согласно данным предыдущих исследований, если метеорит пробивает твердую оболочку на расстояние, составляющее половину ее толщины, то от 40 до 90% льда с примесями, расплавленного в результате удара, попадает в океан. В связи с этим, в начале новой работы авторы сосредоточились на оценке частоты падения метеоритов подходящего размера.
Следующая задача связана с толщиной органических соединений на поверхности Титана. Если бы этот слой был распределен равномерно, его толщина составила бы 25 метров, однако из-за неровностей рельефа она значительно меняется. Кроме того, этот слой формировался на протяжении всей истории спутника, следовательно, ранее он был менее толстым. Также не все компоненты, входящие в его состав, представлены в форме, подходящей для растворения в воде.
Учитывая наиболее благоприятные условия, ученые установили, что при столкновении метеоритов с подледным океаном Титана в него попадает незначительное количество органических соединений, происходящих с поверхности. В частности, содержание глицина составляет от 7,5 до 7500 килограммов в год. Этот объем не является значительным.
«Даже если бы ежегодно в океан добавляли количество глицина, равное массе слона, этого было бы недостаточно для поддержания жизни. Ранее люди нередко считали, что наличие воды автоматически подразумевает наличие жизни. Однако они не учитывали, что для существования жизни необходимы и другие элементы, в частности, углерод», — прокомментировала Нэш. Работа опубликована в журнале Astrobiology.
В заключение стоит отметить, что ученые используют лишь приблизительные данные о составе и толщине органического слоя на поверхности. Также пока недостаточно информации о возможном поступлении подходящих соединений от ледяного ядра спутника Сатурна. Кроме того, падение метеоритов – не единственный путь для органических веществ в подледный океан.
В заключение, ученые не рассматривали возможность криовулканизма. Наблюдение за поверхностью Титана затруднено, поэтому остается неясно, присутствует ли криовулканизм там, и если присутствует, то насколько он выражен. Криовулканы способны плавить часть ледяной коры и без падения «камней с неба».