مصدر الطاقة المحتمل للحياة تم رصده على قمر زحل إنسيلادوس

قمر زحل إنسيلادوس ، تراه كاسيني

تظهر هذه الصورة الملونة المحسّنة للقمر إنسيلادوس التي التقطتها المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا كسور 'شريط النمر' ، والتي تنفجر منها السخانات جليد الماء ومواد أخرى من المحيط الجوفي لقمر زحل إلى الفضاء. (رصيد الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute)



يبدو القمر الجليدي إنسيلادوس لكوكب زحل وكأنه عالم صالح للسكن.



يمكن أن تحدث نفس أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحافظ على الحياة بالقرب من الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار هنا على الأرض داخل المحيط الجوفي إنسيلادوس ، دراسة جديدة نشرت اليوم (13 أبريل) في مجلة العلوم تقترح.

تعتمد هذه التفاعلات على وجود الهيدروجين الجزيئي (H2) ، والذي ، وفقًا لتقارير الدراسة الجديدة ، من المحتمل أن يتم إنتاجه بشكل مستمر من خلال التفاعلات بين الماء الساخن والصخور في أعماق بحر إنسيلادوس. [صور للقمر إنسيلادوس ، قمر زحل المتفجر من السخان]



تشير وفرة H2 ، إلى جانب أنواع الكربونات التي لوحظت سابقًا ، إلى حالة من عدم التوازن الكيميائي في محيط إنسيلادوس الذي يمثل مصدرًا للطاقة الكيميائية قادرًا على دعم الحياة ، جيفري سيوالد ، من قسم الكيمياء البحرية والجيوكيمياء في وودز هول لعلوم المحيطات المعهد في ماساتشوستس ، مصاحبًا لمقالة 'وجهات نظر' في نفس العدد من مجلة Science. (لم يشارك Seewald في دراسة إنسيلادوس الجديدة).

تظهر هذه الصورة الملونة المحسّنة للقمر إنسيلادوس التي التقطتها المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا كسور 'شريط النمر' ، والتي تنفجر منها السخانات جليد الماء ومواد أخرى من المحيط الجوفي لقمر زحل إلى الفضاء.(رصيد الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute)

عالم محيط ينفجر بالسخان

إن القمر إنسيلادوس الذي يبلغ عرضه 313 ميلاً (504 كيلومترات) هو سادس أكبر قمر لكوكب زحل ، لكن هذا الجسم كان يلوح في الأفق بشكل كبير في أذهان علماء الأحياء الفلكية منذ عام 2005.



في ذلك العام ، كانت ناسا تدور حول زحل المركبة الفضائية كاسيني أول ينابيع مياه ساخنة مرقطة من جليد الماء تنبثق من شقوق 'شريط النمر' بالقرب من القطب الجنوبي لإنسيلادوس. يعتقد العلماء أن هذه السخانات تقوم بتفجير المواد من محيط كبير مدفون تحت القشرة الجليدية للقمر الصناعي.

يقوم أكثر من 100 ينبوع ماء حار بتفجير جليد الماء والجزيئات العضوية والمواد الأخرى إلى الفضاء من المنطقة القطبية الجنوبية لقمر زحل إنسيلادوس ، كما يظهر هنا من قبل مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا.

يقوم أكثر من 100 ينبوع ماء حار بتفجير جليد الماء والجزيئات العضوية والمواد الأخرى إلى الفضاء من المنطقة القطبية الجنوبية لقمر زحل إنسيلادوس ، كما يظهر هنا من قبل مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا.(رصيد الصورة: NASA / JPL / SSI)



لذلك ، يحتوي إنسيلادوس على ماء سائل ، وهو أحد المكونات الأساسية اللازمة للحياة كما نعرفها. (هذا المحيط يبقى سائلاً لأن جاذبية زحل الهائلة تلتف وتمدد القمر ، وتولد حرارة 'المد والجزر' الداخلية.) وتقترح الدراسة الجديدة أن القمر الصناعي يمتلك أيضًا عنصرًا رئيسيًا آخر: مصدر للطاقة.

قام فريق من الباحثين بقيادة هانتر ويت ، من معهد الأبحاث الجنوبي الغربي (SwRI) في سان أنطونيو ، بتحليل الملاحظات التي قدمتها كاسيني خلال أكتوبر 2015 الغوص من خلال عمود السخان إنسيلادوس.

كان هذا الغطس مميزًا من عدة نواحٍ. لسبب واحد ، كان الغوص العميق لكاسيني عبر العمود ؛ وصل المسبار إلى مسافة لا تزيد عن 30 ميلاً (49 كم) من سطح إنسيلادوس. بالإضافة إلى ذلك ، قامت أداة Cassini's Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) بالتناوب بين أوضاع 'المصدر المفتوح' و 'المصدر المغلق' أثناء المواجهة ، بدلاً من التمسك بالمصدر المغلق (الروتين المعتاد).

كتب ويت وزملاؤه في مجلة ورقة علمية جديدة . لكن المصدر المفتوح له ميزة رئيسية: فهو يقلل من القطع الأثرية التي أدت إلى تعقيد المحاولات السابقة لقياس مستويات H2 في العمود.

مع إزالة هذه العقبة التحليلية ، تمكن وايت وفريقه من حساب أن H2 يشكل ما بين 0.4 في المائة و 1.4 في المائة من حجم عمود السخان للقمر إنسيلادوس. كشفت حسابات أخرى أن ثاني أكسيد الكربون (CO2) يشكل 0.3 في المائة إضافية إلى 0.8 في المائة من حجم العمود. [ داخل إنسيلادوس ، القمر الجليدي لكوكب زحل (إنفوجرافيك) ]

استنتج وايت وزملاؤه أنه من المرجح أن يتم إنتاج الهيدروجين الجزيئي بشكل مستمر من خلال التفاعلات بين الماء الساخن والصخور داخل وحول قلب إنسيلادوس. لقد أخذوا في الاعتبار التفسيرات المحتملة الأخرى ووجدوها راغبة في ذلك. على سبيل المثال ، لا يُعد محيط إنسيلادوس أو غلافه الجليدي خزانات قابلة للحياة على المدى الطويل لـ H2 المتطاير ، كما كتب المؤلفون ، ولا يبدو أن العمليات التي تفصل H2 عن جليد الماء في الغلاف قادرة على توليد الحجم المقاس في العمود.

يتوافق التفسير المائي الحراري أيضًا مع دراسة أجريت عام 2016 من قبل مجموعة بحثية أخرى ، والتي خلصت إلى أن حبيبات السيليكا الدقيقة التي اكتشفتها كاسيني يمكن أن تكون قد تم إنتاجها. فقط في الماء الساخن على أعماق كبيرة .

قال كريس جلين من SwRI ، وهو مؤلف مشارك في ورقة العلوم الجديدة ، لموقع ProfoundSpace.org: `` يبدو أن القصة تتلاءم معًا ''.

التفاعلات الكيميائية في أعماق البحار

أعماق البحار للأرض الفتحات الحرارية المائية دعم مجتمعات الحياة الغنية ، والنظم البيئية التي تعمل بالطاقة الكيميائية بدلاً من ضوء الشمس.

كتب Seewald: `` تتضمن بعض أكثر المسارات الأيضية بدائية التي تستخدمها الميكروبات في هذه البيئات تقليل ثاني أكسيد الكربون (CO2) مع H2 لتكوين الميثان (CH4) من خلال عملية تعرف باسم توليد الميثان.

لذلك يشير الوجود المستنتج من H2 و CO2 في محيط إنسيلادوس إلى أن تفاعلات مماثلة يمكن أن تحدث في أعماق القشرة الجليدية للقمر. في الواقع ، تشير مستويات H2 الملحوظة إلى أن الكثير من الطاقة الكيميائية يمكن أن تكون متاحة في المحيط ، كما قال جلين.

وقال: 'إنها أكبر قليلاً من الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لدعم توليد الميثان'.

وشدد جلين ، مع ذلك ، على أنه لا أحد يعرف ما إذا كانت ردود الفعل هذه تحدث بالفعل على القمر إنسيلادوس.

قال جلين: 'هذا ليس كشفًا للحياة'. إنه يزيد من قابلية السكن ، لكنني لن أقترح أبدًا أن هذا يجعل إنسيلادوس أكثر أو أقل احتمالية لوجود الحياة نفسها. أعتقد أن الطريقة الوحيدة للإجابة على هذا السؤال هي أننا بحاجة إلى البيانات.

كما نصح Seewald بالحذر بشأن التفسيرات الفلكية البيولوجية. وأشار ، على سبيل المثال ، إلى أن الهيدروجين الجزيئي نادر في مياه البحر على الأرض ، لأن الميكروبات الجائعة تلتهمه بسرعة.

'هل يعد وجود H2 في محيط إنسيلادوس مؤشرًا على غياب الحياة ، أم أنه انعكاس لبيئة جيوكيميائية مختلفة جدًا والأنظمة البيئية المرتبطة بها على القمر إنسيلادوس؟' كتب Seewald. 'لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه في فهمنا للعمليات التي تنظم تبادل الكتلة والحرارة عبر الواجهات الجيولوجية التي تحدد الهيكل الداخلي للقمر إنسيلادوس والأجسام الكوكبية الأخرى المغطاة بالجليد.'

تابع مايك وول على تويتر تضمين التغريدة و + Google . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع demokratija.eu .