اروپا و انسلادوس: اقیانوسهای زیرسطحی و پتانسیل حیات
قمر اروپا از مشتری و انسلادوس از زحل اکنون در صدر فهرست مقصدهای هدفون کاوشگری فضایی برای یافتن حیات فرازمینی قرار دارند. پژوهشهای جدید نشان میدهد هر دو جرم آسمانی دارای اقیانوسهای عظیم مایع در زیر پوستههای یخی خود هستند که انرژی مورد نیازشان را از کشش گرانشی سیارات همتای خود میگیرند. بر اساس دادههای سازمان ناسا، این جهانهای اقیانوسی دقیقاً سه شرط بنیادین حیات را دارند: آب مایع سازگار با فرآیندهای زیستی، مولکولهای آلی و کربنی و منبع انرژی پایدار. دانشمندان اخترزیستی اروپا را محتملترین کانون زیستی فراتر از زمین میدانند.
تفاوت ماهیت این دو قمر با مریخ در نکتهای کلیدی نهفته است. جرمهای منظومه شمسی بیرونی به دلیل دوری مطلق از زمین، هرگز در معرض انتقال مستقیم میکروبها یا مواد زیستی ناشی از برخورد شهابوارهها نبودند. این انزوای کیهانی به این معناست که اگر نشانی از زندگی روی اروپا یا انسلادوس پیدا شود، قطعاً ریشهای کاملاً مجزا از زیستکره زمین دارد و پاسخ مستقیمی به معمای تکثر حیات در کیهان خواهد داد.
شواهد پنهان در لایههای یخی
ساختار یخی و عرصههای آشفتگی اروپا
زیرسازمان اروپا لایههای یخی 15 تا 25 کیلومتری دارد که بهطرز مشحونی با ناهنجاریهای توپوگرافی از جمله گودالها و تپههای نامنظم (معروف به عرصههای آشفتگی) پوشیده شده است. این ساختارها شباهت زیادی به یخهای شکسته روی دریاها دارند و نشان میدهند یخسنگ روی سطح بهمرور روی اقیانوس مایع سُر میخورد. برخلاف قمرهای گانیمد و کالیستو که یخسنگی نزدیک به 100 مایل (150 کیلومتر) دارند، لایه یخی اروپا بسیار نازکتر است و مستقیماً با سنگهای گرم و سیلیکاتی کف در تماس قرار دارد. این برخورد شیمیایی میتواند هیدروژن و ترکیبات معدنی لازم برای واکنشهای زیستی را برای اکوسیستمهای احتمالی فراهم کند.
فوارههای فعال انسلادوس؛ دروازهای به اعماق اقیانوس
انسلادوس منظرهای متفاوت و دسترسیپذیرتر ارائه میدهد. این قمر کوچک زحل اقیانوس نمکی سراسری دارد که بهصورت فعال از شکافهای قطب جنوبیاش به فضا فوران میکند. ماموریت کاوشی کاسینی در سالهای گذشته چندین بار از میان این ستونهای یخسفر کرده و ردپای مولکولهای آلی سنگین، نمکهای محلول و حرارت نشان میدهد که ته این اقیانوس بهطور فعال در حال انجام واکنشهای هیدروترمال است. این ستونها فرصتی بینظیر برای نمونهبرداری مستقیم از محتوای اقیانوس فراهم میکنند بدون اینکه نیاز به فرود فضاپیما یا حفاری عمیق باشد.
فراتر از منطقهٔ قابل سکونت؛ گرمایش کشندی و منابع انرژی
تعریف سنتی منطقهٔ حیات یا منطقهٔ گلدیلاکس که بر اساس فاصلهٔ سیاره تا ستاره تعریف میشود، در مورد اروپا و انسلادوس کارایی ندارد. گرمایش کشندی ناشی از گرانش سنگین مشتری و زحل، لایههای داخلی این قمرها را مانند یک موتور ترمزی مداوم میسازد و دمای اقیانوسها را حتی با وجود سرمای منفی 196 درجه سلسیوس در سطح نگه میدارد. این پدیده نشان میدهد که شرایط آبوهوایی مناسب برای حیات میتواند در نواحی دورافتادهتری از کهکشان نیز شکل بگیرد.
در حالی که خورشید تنها کسری از انرژی این قمرها را تأمین میکند، دانشمندان انتظار دارند حیات احتمالی اینجا بر پایهٔ شیمیاتوتروفی بنا شود. همان سازوکاری که در سال 1977 در دهانههای آبی عمیق اقیانوسهای زمین کشف شد و دیدگاههای زیستشناسی را دگرگون کرد. در این سیستمها، گونههای میکروبی به جای نور خورشید، انرژی را از اکسیداسیون ترکیبات معدنی خارجشده از دهانههای هیدروترمال استخراج میکنند و زنجیره غذایی عمقی را پایهریزی مینمایند.
چرا کشف حیات در این قمرها انقلابی علمی خواهد بود؟
هر دو قمر از نظر شیمیایی و گرمایی در وضعیت ایدهآلی قرار دارند که میتواند چرخههای زیستی را پشتیبانی کند. تماس مستقیم آب با سنگهای داغ کف، چرخهٔ مواد معدنی را فعال نگه میدارد و فوارههای انسلادوس یا احتمالی شکافهای روی یخ اروپا، امکان تبادل مواد میان اقیانوس و فضا را فراهم میکنند. نسل جدید مأموریتهای فضایی، از جمله پرتابکنندههای سامانههای پیشرفته بهسوی مشتری و زحل، دقیقاً روی همین فوارهها و لایههای یخی هدف قرار دارند.
هر سیگنال بیوشیمیایی جدیدی که از اعماق این جهانهای یخی دریافت شود، مرزهای زیستشناسی کیهانی را بازتعریف میکند. ما در آستانهٔ پاسخ به یکی از قدیمیترین پرسشهای بشری هستیم؛ آیا ما در این کهکشان تنها هستیم یا اقیانوسهای پنهان زیر یخها، میزبان شکوههای بیسروصدای حیاتند؟
