Τι είδους ζωή μπορεί να κρύβεται στους εξωγήινους ωκεανούς που θέλουμε να εξερευνήσουμε

Ορισμένα από τα φεγγάρια έχουν άφθονο υγρό νερό. Για παράδειγμα η Ευρώπη, ένα από τα φεγγάρια του Δία, πιστεύεται ότι περιέχει περισσότερο νερό από όλους τους ωκεανούς της Γης μαζί. Αυτό το νερό – και η όποια ζωή μπορεί να υπάρχει σε αυτό – προστατεύεται από τη διαστημική ακτινοβολία και τις προσκρούσεις αστεροειδών από ένα στρώμα πάγου πάχους αρκετών χιλιομέτρων.

Η αποστολή Europa Clipper της NASA που εκτοξεύθηκε στις 14 Οκτωβρίου θα διερευνήσει αν η Ευρώπη έχει συνθήκες ικανές να συντηρήσουν ζωή. Θα χρειαστεί έξι χρόνια για να φτάσει στον προορισμό της και τα ευρήματά της θα μπορούσαν να αλλάξουν ριζικά την κατανόησή μας για το ηλιακό σύστημα στο οποίο κατοικούμε.

Η ανακάλυψη πιδάκων υδρατμών που αναδύονται από την Ευρώπη αλλά και από τον Εγκέλαδο, ένα από τα φεγγάρια του Κρόνου, υποδηλώνει ότι μπορεί να έχουν θερμό εσωτερικό, ικανό να υποστηρίξει υγρούς ωκεανούς. Υπάρχουν πλέον ενδείξεις για ωκεανούς νερού και σε άλλα φεγγάρια, όπως τα Καλλιστώ και Γανυμήδης του Δία. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2019 εκτιμούσε ότι ο ωκεανός του Εγκέλαδου είναι ηλικίας περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών. Άλλες υποστηρίζουν ότι μπορεί να είναι ηλικίας περισσότερων δισεκατομμυρίων ετών – άφθονος χρόνος για την εξέλιξη της ζωής, όπως αναφέρει το BBC News.

Υδροθερμικοί αγωγοί, όπως και στη Γη

Αυτοί οι ωκεανοί πιστεύεται ότι είναι αλμυροί, καθώς περιέχουν χλωριούχο νάτριο, όπως και οι ωκεανοί της Γης. Επίσης, είναι πιθανό να υπάρχει μια διεπιφάνεια μεταξύ του νερού και του βραχώδους μανδύα κάτω από τους ωκεανούς – βασικά συστατικά για την ενδιαφέρουσα χημεία που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οδήγησε στην προέλευση της ζωής στη Γη. Η αποστολή Cassini της NASA, για παράδειγμα, εντόπισε οργανικά μόρια στους πίδακες υδρατμών του Εγκέλαδου που υποδηλώνουν την ύπαρξη υδροθερμικών αγωγών στον πυθμένα του ωκεανού του φεγγαριού.

Παρόμοιοι αγωγοί υπάρχουν στους βαθιούς ωκεανούς της Γης, όπου το μάγμα συναντά το αλμυρό νερό και παρέχει θερμότητα, χημικές ουσίες και ένα υπόστρωμα χρήσιμο για την ανάπτυξη ζωής. Βαθιά κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού της Γης, δεν υπάρχει καθόλου ηλιακό φως, όπως θα συνέβαινε στους ωκεανούς των φεγγαριών του Δία και του Κρόνου. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει ζωή. Στη Γη, τέτοιου είδους υδροθερμικοί αγωγοί βρίθουν από ζωή.

Τι είδους ζωή, περιμένουν λοιπόν να βρουν οι επιστήμονες στους διαστημικούς ωκεανούς; Σίγουρα όχι πολύ προηγμένη.

«Για περίπου το 90% της ιστορίας του πλανήτη μας, η μόνη ζωή που υπήρχε εδώ ήταν μικροβιακή», λέει ο Andrew Knoll, καθηγητής Γεωεπιστημών και Πλανητικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.

«Έτσι, αν υπάρχει ζωή στο διάστημα, οι πιθανότητες είναι ότι θα είναι μικροβιακή – και σε μέρη όπως η Ευρώπη ή ο Εγκέλαδος θα πρέπει να βασίζεται εξ ολοκλήρου στη χημειοσύνθεση για ενέργεια, οπότε θα μπορούσε πιθανώς να υποστηρίξει μόνο μια μικρή βιομάζα».

Ωστόσο, όπως πιστεύει ο καθηγητής Αστρονομίας στο Χάρβαρντ Dimitar Sasselov, το γεγονός ότι ο ωκεανός της Ευρώπης είναι ψυχρός και στερείται ενέργειας, δεν αποκλείει απαραίτητα την ανάπτυξη πολύπλοκων οικοσυστημάτων μικρότερου μεγέθους εκεί. «Το ένστικτό μου λέει ότι υπάρχει πολύς χώρος για εξελικτική καινοτομία εκεί, όπου μπορείς να έχεις κάτι το οποίο είναι μικρό και συνάμα αρπακτικό – να είναι επίσης ένας πολυκύτταρος οργανισμός και όχι μόνο ένα κύτταρο».

Το αίνιγμα του Τιτάνα

Ένα εντελώς διαφορετικό σκηνικό μας περιμένει σε ένα άλλο φεγγάρι που σκοπεύουμε να επισκεφτούμε. Ο Τιτάνας, φεγγάρι του Κρόνου, είναι ο μόνος κόσμος πέρα από τη Γη που είναι γνωστό ότι έχει σταθερά υγρά σώματα στην επιφάνειά του. Όταν το σκάφος Huygens της αποστολής Cassini προσγειώθηκε εκεί το 2005, έστειλε πίσω εικόνες ενός τοπίου που μοιάζει με τη Γη: κοίτες ποταμών και θάλασσες.

Αλλά αντί για νερό, τα σύννεφα, η βροχή και οι θάλασσες του Τιτάνα αποτελούνται από υγρό μεθάνιο και αιθάνιο, συστατικά του φυσικού αερίου στη Γη. Όποιο νερό υπάρχει εκεί έχει στερεοποιηθεί σε βράχους και βουνά επειδή η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι περίπου -180 βαθμοί Κελσίου.

Αυτό σημαίνει ότι, ενώ το τοπίο μπορεί να φαίνεται οικείο, οι πραγματικές συνθήκες είναι εντελώς εξωγήινες. Αν υπάρχει ζωή, αυτή θα βασίζεται στο μεθάνιο, όχι στο νερό, και δεν θα είναι ζωή όπως αυτή που ξέρουμε. Μιλάμε για πραγματικούς εξωγήινους.

«Είναι πιθανό να υπάρχει ζωή στον Τιτάνα, αλλά με μια εντελώς διαφορετική, ανεξάρτητη βιοχημεία», λέει ο καθηγητής Sasselov.

Μια ομάδα του Πανεπιστημίου Κορνέλ με επικεφαλής τη χημικό μηχανικό Paulette Clancy έδειξε το 2015 ότι μικρά μόρια από άζωτο, άνθρακα και υδρογόνο θα μπορούσαν να δημιουργήσουν κύτταρα κατάλληλα για να επιβιώσουν στις συνθήκες του Τιτάνα.

Έκτοτε, οι ερευνητές της NASA επιβεβαίωσαν την παρουσία κυανιούχου βινυλίου στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα, μιας οργανικής ένωσης που θα μπορούσε να σχηματίσει κυτταρικές μεμβράνες. Έτσι, τουλάχιστον θεωρητικά, στον Τιτάνα θα μπορούσαν να υπάρχουν κύτταρα ικανά να σχηματίσουν μια πολύ διαφορετική ζωή στους απέραντους ωκεανούς μεθανίου του.

Ένα υποβρύχιο για εξωγήινους ωκεανούς

«Από ορισμένες απόψεις, αυτό που βλέπουμε εδώ στη Γη είναι θέμα τύχης», λέει η Theresa Fisher, αστροβιολόγος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. Υπάρχει μια «τεράστια ποσότητα δυνητικής ποικιλίας» που θα μπορούσαμε να δούμε στην εξωγήινη ζωή, λέει η ίδια.

«Πραγματικά δεν ξέρουμε ποια είναι τα όρια της ζωής», συμφωνεί ο David Charbonneau, καθηγητής Αστρονομίας στο Χάρβαρντ, και προσθέτει ότι γι' αυτόν ακριβώς το λόγο πρέπει να στείλουμε περισσότερες αποστολές εξερεύνησης των φεγγαριών.

Και όντως, έτσι έχουν τα πράγματα. Η NASA θα εκτοξεύσει την αποστολή Dragonfly το 2026, η οποία θα φτάσει στον Τιτάνα το 2034. Θα προσεδαφίσει ένα σκάφος που θα μοιάζει με drone, το οποίο θα εξερευνήσει δεκάδες υποσχόμενες τοποθεσίες αναζητώντας σημάδια ζωής.

Η NASA διερευνά επίσης την πιθανότητα αποστολής ενός αυτόνομου υποβρυχίου για να εξερευνήσει τη μεγαλύτερη βόρεια θάλασσα του Τιτάνα, την Kraken Mare, η οποία έχει πλάτος περίπου 1.000 χιλιόμετρα και βάθος που εκτιμάται στα 300 μέτρα. Αυτή θα είναι η πρώτη ευκαιρία να εξερευνηθεί μια θάλασσα σε έναν άλλο κόσμο και θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες για το σχεδιασμό μελλοντικών υποβρυχίων που θα εξερευνήσουν τα υπόγεια νερά της Ευρώπης και άλλων φεγγαριών. Το πρότζεκτ ξεκίνησε το 2014 και πέρασε στη Φάση 2 τον Νοέμβριο του 2020. Απέχει όμως πολλά χρόνια ακόμη από την ολοκλήρωσή του (δείτε το σχετικό βίντεο):

Μάλιστα, πιστεύεται ότι ο Τιτάνας κρύβει και έναν κανονικό ωκεανό από νερό βαθιά κάτω από το παγωμένο εξωτερικό του στρώμα, πράγμα που σημαίνει ότι εκτός από την… εξωτική ζωή της επιφάνειας, που βασίζεται στο υγρό μεθάνιο, θα μπορούσε να υπάρχει και πιο γήινη ζωή κάτω από αυτήν.

Οι αποστολές στα φεγγάρια του Δία

Κάτι αντίστοιχο είναι πιθανό να συμβαίνει και στον Γανυμήδη, το φεγγάρι του Δία. Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό ο Γανυμήδης έχει πολλά διαφορετικά στρώματα ωκεανών, που χωρίζονται από διαφορετικούς τύπους πάγου που σχηματίζονται σε διαφορετικά βάθη και πιέσεις. Αν αυτό ισχύει, κάθε στρώμα θα μπορούσε, θεωρητικά, να φιλοξενεί διαφορετικές μορφές ζωής προσαρμοσμένες στις τοπικές συνθήκες του εκάστοτε βάθους.

Τον Γανυμήδη πρόκειται να επισκεφθεί η αποστολή Juice του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), η οποία εκτοξεύτηκε τον Απρίλιο του 2023. Θα φτάσει στον Δία το 2031 και θα επισκεφθεί επίσης δύο από τα άλλα φεγγάρια του γιγάντιου πλανήτη – την Καλλιστώ και την Ευρώπη – για να μελετήσει την κατοικησιμότητά τους και να αναζητήσει ίχνη ζωής. Ενώ το πρόσφατα εκτοξευμένο Clipper της NASA πρόκειται να τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Δία και να περάσει πολλές φορές από την Ευρώπη για να διερευνήσει αν θα μπορούσε να φιλοξενεί συνθήκες κατάλληλες για ζωή.

Αλλά για να καταλάβουμε πραγματικά τι ζωή μπορεί να υπάρχει σε αυτούς τους εξωγήινους ωκεανούς, θα πρέπει να στείλουμε ένα υποβρύχιο, κάτι που θα είναι δύσκολο, καθώς ένα τέτοιο όχημα θα πρέπει να τρυπήσει αρκετά χιλιόμετρα πάγου για να φτάσει στον ωκεανό. Η NASA χρηματοδοτεί κάποιες μελέτες για το πώς θα μπορούσε να γίνει αυτό.