Потенциальные признаки существования жизни на Энцеладе и Европе могут ослабнуть еще до того момента, когда их зафиксирует космический зонд. Новейшая симуляция продемонстрировала, что транспортировка веществ из-под ледяного покрова к поверхности и в открытый космос модифицирует возможные биомаркеры. Полученные данные позволят выявить те химические индикаторы, которые смогут достоверно свидетельствовать о наличии живых организмов на одних из самых таинственных спутников Сатурна и Юпитера.

Энцелад и Европа рассматриваются как наиболее вероятные места для обнаружения жизни в пределах нашей Солнечной системы. Под толщей льда обоих небесных тел, по всей видимости, располагаются обширные океаны жидкой воды. На Земле подобные условия способны поддерживать существование микробных сообществ, поэтому ученые классифицируют ледяные планеты как потенциально пригодные для жизни.

Внимание к Энцеладу усилилось после реализации космической программы «Кассини», принадлежащей NASA. Исследовательский аппарат выявил интенсивное извержение воды и частиц льда из разломов, расположенных в южной полярной области спутника. При их изучении, выявилобнаружены органические соединения, соли, углекислый газ и метан. Некоторые из этих компонентов могут быть связаны с химическими реакциями, аналогичными тем, что поддерживают жизнь на Земле.

Европейский мир также привлекает пристальное внимание исследователей. Под ледяным слоем этого небесного тела предположительно существует океан, содержащийНа Европе содержится колоссальный объем жидкости, и предстоящая миссия NASA Europa Clipper направлена на исследование ее поверхности с целью выявления потенциальных признаков взаимодействия между океаном и окружающей средой.

Тем не менее, наличие органических соединений само по себе не является неопровержимым свидетельством существования жизни. Множество подобных веществ могут формироваться без участия живых существ. К тому же, возможные биомаркеры способны трансформироваться в процессе подъема от океана к поверхности. Поэтому критически важно определить, какие именно индикаторы достоверно указывают на жизнь, а какие являются результатом обычных геологических явлений.

Авторы нового исследования, опубликованногоВ публикации в журнале Nature Astronomy представлена модель, объясняющая так называемый небиологический фон Энцелада – изменения химического состава, возникающие без участия живых организмов. Данный метод позволил проанализировать, как миграция веществ внутри водной массы, их взаимодействие с ледяными образованиями и выброс в открытый космос могут воздействовать на потенциальные биомаркеры.

Специалисты уделили пристальное внимание изотопному составу углерода. Различия в его изотопах обусловлены разницей в их массе, и земные организмы зачастую влияют на соотношение этих изотопов, отдавая предпочтение более легкому элементу – углероду-12. Этот признак может сохраняться в молекулах метана и других соединениях. Проведенный анализ показал, что при условиях Энцелада транспортировка воды в океане преимущественно осуществляется потоками, вследствие чего перемещение вещества из глубин на поверхность не должно существенно влиять на углеродную изотопную структуру.

В верхних слоях водной массы ситуация оказалась более запутанной. Если между глубинной водой и поверхностью существует зона с замедленным смешением, химические соединения начинают мигрировать не только вместе с потоками, но и посредством диффузии – значительно медленнее происходящего процесса, при котором молекулы постепенно перераспределяются в пространстве. В таких условиях путь вещества к поверхности может занимать весьма продолжительное время, а сами биомаркеры — частично терять интенсивность или подвергаться деформации.

Для Энцелада это явление оказывает незначительное влияние при большинстве правдоподобных условий. Однако для Европы этот вывод имеет большее значение. У этой луны пока не зафиксировано столь заметного и интенсивного выброса водной массы, как у спутника Сатурна, следовательно, транспортировка веществ из подледного океана на поверхность может быть более затруднительной и занимать продолжительное время. Если же этот перенос осуществляется медленно, химические индикаторы возможной жизни будут сильнее перемешиваться с небиологическим фоном, что усложнит их идентификацию.

Выводы из проведенного исследования не подтверждают наличие живых организмов на замерзающих спутниках планет, однако демонстрируют механизм воздействия окружающей среды на химические компоненты до момента их обнаружения инструментами. Этот аспект имеет первостепенное значение для планирования перспективных экспедиций: при анализе полученных данных специалистам необходимо будет принимать во внимание не только состав выделений и поверхностного слоя вещества, но также траекторию его перемещения через водную массу, ледяной покров и космическое пространство.

В противном случае существует вероятность либо ошибочно интерпретировать обычные геохимические процессы как признаки живых организмов, либо пропустить настоящий биологический сигнал из-за его трансформации в процессе миграции.