Гидротермальные источники на дне «океанических миров» могут поддерживать жизнь

Новое исследование учёных из UC Santa Cruz показывает, что низкотемпературные гидротермальные источники, обычные для земного морского дна, могут создавать условия для жизни на «океанических мирах» в нашей Солнечной системе. К ним относятся планеты и спутники с жидким океаном под ледяной коркой, например, спутники Юпитера и Сатурна.

Моделирование инопланетного дна

В исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Planets, использовалась сложная компьютерная модель гидротермальной циркуляции, основанная на земных процессах. Меняя переменные (гравитация, тепло, свойства пород, глубина циркуляции жидкости), учёные выяснили, что гидротермальные источники могут существовать в широком диапазоне условий.

«Это исследование предполагает, что низкотемпературные (не слишком горячие для жизни) гидротермальные системы могли поддерживаться на океанических мирах за пределами Земли в течение сроков, сравнимых с тем, что потребовалось для возникновения жизни на Земле», — сказал ведущий автор Эндрю Фишер.

Модель основана на системе циркуляции морской воды, обнаруженной на 3,5-миллионолетнем дне Тихого океана. Там холодная вода поступает через потухший вулкан (сеймонт), проходит под землёй около 30 миль и выходит через другой сеймонт более тёплой и с изменённой химией. Учёные называют это «гидротермальным сифоном»: поток поддерживается разницей плотности и давления жидкости в породе.

Система охлаждения Земли

В то время как высокотемпературные источники питаются вулканической активностью, через низкотемпературные системы проходит гораздо больший объём жидкости. Этот поток, driven mainly by "background" cooling of the planet, эквивалентен по объёму сброса всем рекам Земли и отвечает за примерно четверть потерь тепла планетой.

«Весь объём океана прокачивается через морское дно примерно каждые полмиллиона лет», — отметил Фишер.

Многие предыдущие исследования гидротермальной циркуляции на Европе и Энцеладе рассматривали высокотемпературные флюиды. Однако, как отмечает соавтор Донна Блэкман, низкотемпературные потоки «по крайней мере так же вероятны, если не более».

Ключевой результат для низкой гравитации

Особенно важным результатом моделирования стало то, что при очень низкой гравитации (как на дне океана Энцелада) циркуляция с низкими и умеренными температурами может продолжаться миллионы или миллиарды лет. Низкая эффективность отвода тепла может приводить к значительному долголетию таких систем — фактически, на протяжении всей жизни Солнечной системы.

Авторы исследования надеются, что данные будущих миссий, таких как Europa Clipper, помогут проверить их выводы. Они подчёркивают, что прямое наблюдение дна океанических миров пока технически сложно, поэтому крайне важно максимально использовать доступные дистанционные данные и понимание, накопленное при изучении земных аналогов.