Поиск жизни в ледяной коре океанских миров

Технология, используемая прибором SHERLOC марсохода Perseverance для поиска признаков древней жизни на Марсе, может быть применена и на спутниках Сатурна (Энцелад, Титан) и Юпитера (Европа).

Эти луны, как полагают, скрывают под толстой ледяной корой обширные океаны жидкой воды с химическими соединениями, связанными с биологическими процессами. Чтобы найти доказательства возможной микробной жизни в этих водах, нужно исследовать лед.

Для этого в Лаборатории реактивного движения NASA разрабатывается прототип инструмента WATSON (Wireline Analysis Tool for the Subsurface Observation of Northern ice sheets). Он использует метод глубоко-ультрафиолетовой лазерной рамановской спектроскопии, как и SHERLOC на Марсе, но адаптирован для анализа льда.

Ключевые отличия и задачи WATSON:

  • Неинвазивный анализ на месте: Инструмент сканирует стенки скважины во льду, чтобы сначала изучить образцы (органические молекулы или даже микробы) в их естественной среде, а не сразу извлекать и смешивать их.
  • Поиск биомаркеров: Цель — находить в толще льда биосигнатуры (органические молекулы, созданные биологическими процессами) и определять их распределение.
  • Будущий отбор проб: Усовершенствованная версия WATSON сможет также собирать образцы льда для дальнейшего изучения.

Тестирование на Земле: Гренландия как аналог Энцелада

Перед отправкой в космос WATSON прошел полевые испытания в Гренландии в 2019 году, чьи ледники служат «земным аналогом» для ледяной коры Энцелада и Европы.

Результаты испытаний:

  • Прибор опускался в существующую скважину на глубину более 100 метров (330 футов).
  • УФ-лазер вызывал свечение молекул во льду, а спектрометр измерял его, определяя состав.
  • Были созданы карты распределения органического материала вдоль стенок скважины.

Важное открытие: Микробы и органика в глубоком льду имеют тенденцию скапливаться в виде компактных сгустков (blobs), а не равномерных слоев, как предполагалось ранее. Это распределение было схожим на разных глубинах.

Спектральные сигналы указали на присутствие:

Высокая чувствительность WATSON к разнообразным биосигнатурам обнадеживает для будущих миссий к океанским мирам, где распределение потенциальных признаков жизни неизвестно. Случайный отбор образца может пропустить важные находки, а сканирование стенок скважины позволит выбрать наиболее интересные цели для анализа.

Результаты полевых испытаний были опубликованы в журнале Astrobiology осенью 2020 года и представлены на осенней встрече Американского геофизического союза 11 декабря 2020 года.