tämä luku havainnollistaa poikkileikkausta Enceladuksesta, joka esittää yhteenvedon Saturnuksen kuussa mallinnetuista SwRI-tutkijoista. Hapettimet, joita syntyy pintajäässä vesimolekyylien hajotessa säteilyn vaikutuksesta, voivat yhdistyä hydrotermisessä toiminnassa ja muissa vesi-kivireaktioissa syntyviin reduktantteihin, jolloin syntyy energianlähde potentiaaliselle elämälle meressä. Luotto: SwRI
mallit viittaavat mahdollisesti monipuoliseen metaboliseen valikkoon enceladuksessa
käyttäen Nasan Cassini-avaruusaluksen tietoja, Southwest Research Instituten (SwRI) tutkijat mallinsivat kemiallisia prosesseja Saturnuksen Enceladus-Kuun pinnanalaisessa valtameressä. Tutkimusten perusteella on mahdollista, että monipuolinen metabolinen menu voisi tukea mahdollisesti monimuotoista mikrobiyhteisöä nestemäisessä vesimeressä kuun jäisen Julkisivun alla.
ennen deorbitia syyskuussa 2017 Cassini otti näytteitä Enceladuksen jäisellä pinnalla olevista halkeamista purkautuneesta jääjyväsestä ja vesihöyrystä löytäen molekyylivetyä, joka on mahdollinen mikrobien ravinnonlähde. Planetary science-lehdessä Icarus julkaistussa uudessa artikkelissa tarkastellaan muita potentiaalisia energianlähteitä.
”molekylaarisen vedyn (H2) havaitseminen plumessa osoitti, että Enceladuksen valtameressä on vapaata energiaa”, sanoi pääkirjailija Christine Ray, joka työskentelee osa-aikaisesti SwRI: ssä, kun hän pyrkii tohtoriksi. fysiikkaa Texasin yliopistosta San Antoniosta. ”Maapallolla aerobiset eli happea hengittävät olennot kuluttavat energiaa orgaanisessa aineessa, kuten glukoosissa ja hapessa, muodostaen hiilidioksidia ja vettä. Anaerobiset mikrobit voivat metaboloida vetyä muodostaen metaania. Kaikki elämä voidaan tislata samanlaisiin kemiallisiin reaktioihin, jotka liittyvät hapetin-ja reduktanttiyhdisteiden väliseen epätasapainoon.”
tämä disekvilibrium luo potentiaalienergiagradientin, jossa redox-kemia siirtää elektroneja kemiallisten lajien välillä, useimmiten yhden lajin ollessa hapettumassa ja toisen lajin pelkistyessä. Nämä prosessit ovat elintärkeitä monille elämän perustoiminnoille, kuten fotosynteesille ja hengitykselle. Esimerkiksi vety on kemiallisen energian lähde, joka tukee anaerobisia mikrobeja, jotka elävät maapallon valtamerissä lähellä hydrotermisiä aukkoja. Maapallon merenpohjassa hydrotermiset tuuletusaukot erittävät kuumia, energiapitoisia ja mineraalipitoisia nesteitä, joiden ansiosta ainutlaatuiset ekosysteemit, jotka kuhisevat epätavallisia eläimiä, voivat menestyä. Aiemmissa tutkimuksissa Enceladuksella havaittiin kasvavia todisteita hydrotermisistä tuuletusaukoista ja kemiallisesta epätasapainosta, mikä viittaa asuttaviin olosuhteisiin sen pinnanalaisessa valtameressä.
”mietimme, voisivatko muunlaiset aineenvaihduntareitit tarjota energianlähteitä myös Enceladuksen valtameressä”, Ray sanoi. ”Koska se vaatisi erilaisia hapettimia, joita emme ole vielä havainneet Enceladuksen plumessa, teimme kemiallisen mallinnuksen selvittääksemme, voisivatko meren ja kivisen ytimen olosuhteet tukea näitä kemiallisia prosesseja.”
kirjoittajat tarkastelivat esimerkiksi sitä, miten avaruudesta tuleva ionisoiva säteily voisi luoda hapettimet O2 ja H2O2, ja miten abioottinen geokemia meressä ja kivisessä ytimessä voisi edistää kemiallista epätasapainoa, joka voisi tukea aineenvaihduntaa. Tutkimusryhmä pohti, voivatko nämä hapettimet kertyä ajan myötä, jos reduktantteja ei esiinny merkittäviä määriä. He pohtivat myös, miten vesipitoiset pelkistimet eli merenpohjan mineraalit voisivat muuttaa nämä hapettimet sulfaateiksi ja rautaoksideiksi.
”vertasimme vapaan energian estimaattejamme maapallon ekosysteemeihin ja totesimme, että kaiken kaikkiaan sekä aerobisten että anaerobisten aineenvaihduntatuotteiden arvomme täyttävät tai ylittävät minimivaatimukset”, Ray kertoi. ”Nämä tulokset osoittavat, että hapettimen tuotanto ja hapetuskemia voisivat osaltaan tukea mahdollista elämää ja metabolisesti monimuotoista mikrobiyhteisöä Enceladuksella.”
”nyt kun olemme tunnistaneet mikrobien potentiaaliset ravinnonlähteet, seuraava kysymys on” mikä on merestä nousevien monimutkaisten orgaanisten aineiden luonne?'”sanoi SwRI ohjelmajohtaja Dr. Hunter Waite, coauthor new paper, viitaten Online Nature paperin kirjoittanut Postberg et al. vuonna 2018. ”Tämä uusi paperi on jälleen yksi askel sen ymmärtämisessä, miten pieni kuu voi ylläpitää elämää tavoilla, jotka ylittävät täysin odotuksemme!”
lehden löydöillä on suuri merkitys myös seuraavan tutkimusmatkailusukupolven kannalta.
”tulevaisuuden avaruusalus voisi lentää Enceladuksen Plumen läpi testatakseen tämän paperin ennustuksia hapetettujen yhdisteiden pitoisuuksista meressä”, sanoi SwRI: n vanhempi tutkija Tri Christopher Glein, toinen coauthor. ”Meidän täytyy olla varovaisia, mutta minusta on innostavaa pohtia, voisiko olla olemassa outoja elämänmuotoja, jotka käyttävät hyväkseen näitä energianlähteitä, jotka näyttävät olevan olennaisia Enceladuksen toiminnalle.”