Czy istnieje ziemski odpowiednik ekstremalnego środowiska Tytana?

0

Obce światy, takie jak największy księżyc Saturna, Tytan, oddziałują na wyobraźnię. Jak jednak badać tak odległe środowiska? Niektórzy naukowcy próbują szukać analogii tutaj, na Ziemi. Węglowodorowe jeziora i morza Tytana próbuje się porównać do jeziora asfaltowego Pitch Lake w Trynidadzie.

Asfaltowe jezioro nie jest malowniczym miejscem, to mieszanina smoły wydobywającej się na powierzchnię, zmieszanej z błotem i gazami. Ta mieszanka ochładza się w czarną, niejednolitą skorupę na powierzchni. Nie jest to raczej pierwszy wybór na wymarzone wakacje. Ale takie właśnie ekstremalne środowisko może być jednak najbliższym ziemskim odpowiednikiem dla środowiska naturalnego Tytana.

Ta analogia jest szczególnie interesująca dla astrobiologów, ponieważ nawet w tym bulgocącym gulaszu węglowodorowym żyją bakterie i archeony, które pożywiają się na ciężkich węglowodorach i wydychają metan. Stąd też pytanie, czy podobne życie może rozwinąć się na Tytanie.

Jezioro asfaltowe Pitch Lake w Trynidadzie – Wikipedia

Ale Tytan jest tak obcym światem, że nawet jezioro z asfaltu nie jest dość dziwaczne, aby stworzyć odpowiednio dobrą analogię. Na Tytanie temperatury są tak niskie, że ciekły etan i metan tworzą morza i rzeki, podczas gdy lód wodny zachowuje się bardziej jak skała. To nie jest środowisko, które można znaleźć nigdzie na Ziemi. Bardziej podobnych warunków jednak nie znajdziemy na naszej planecie.

Najbliższą rzeczą do środowiska Tytana, o której naprawdę mogłem pomyśleć, są zbiorniki prawie czystych pokładów ropy w skorupie ziemskiej, które zostały odizolowane od wody, ponieważ są umieszczone między dwoma nieprzepuszczalnymi osadami.” – mówi planetolog Jonathan Lunine z Cornell University.

Zarówno Pitch Lake, jak i morza Tytana są głównie płynnymi ciałami węglowodorów, zawierającymi pewne stałe składniki i błoto pośniegowe. Ale jezioro asfaltowe zawiera głównie cięższe węglowodory, takie jak asfalt, natomiast Tytan – lżejsze związki, jak metan i etan.

Decydującą różnicą jest zawartość wody w stanie ciekłym – występuje ona w jeziorze asfaltowym, ale nie na Tytanie. Może to być kluczowa kwestia, ponieważ mikroby w jeziorze asfaltowym żyją w kropelkach wody, zawieszonych w węglowodorach. Nie pływają bezpośrednio w mieszaninie węglowodorów, gromadzą się wokół powierzchni kropelek, gdzie pozostają bezpiecznie zanurzone w wodzie – tak jak każda żywa komórka na Ziemi. Jest szansa, że ​​tego rodzaju środowisko może istnieć w kilku miejscach na Tytanie, głęboko na dnie jezior węglowodorowych, gdzie cięższe węglowodory osiadły na dnie i mogą wejść w kontakt z podgrzaną geotermalnie wodą.

Aktywność geotermalna może tworzyć gorące punkty, w których szlam wody i amoniaku może przedostać się z lodowej skorupy do morza węglowodorowego, bądź tworzyć gejzery lub kriowulkany. Tego typu zjawiska mogą dostarczyć wystarczającą ilość ciepła, aby umożliwić reakcje chemiczne prowadzące do powstania życia. Pod tym względem jezioro asfaltowe może być przyzwoitym odpowiednikiem dla księżyca Saturna.

Północny region polarny Tytana bogaty w ciekłe jeziora węglowodorowe – NASA/Jet Propulsion Lab/USGS

Część naukowców mimo wszystko pozostaje sceptyczna. Co prawda dane radiolokacyjne Cassini dostrzegły lód wodny na brzegach jezior Tytana, ale nie ma żadnych dowodów na ogrzewanie geotermalne. Lód ten jest zbyt głęboko zakopany, by kiedykolwiek wydostać się na powierzchnię. Tytan może posiadać ocean wody ciekłej dziesiątki lub setki kilometrów głęboko w lodowej skorupie, podgrzany wewnętrznym ciepłem księżyca, ale nie potrafimy tego potwierdzić na podstawie obecnych badań. Na razie to tylko sen astrobiologów. Debata będzie trwała jeszcze długo po zakończeniu misji Cassini-Huygens.

Jeśli jednak scenariusz „Pitch Lake” jest prawdziwy, oznacza to, że nisze dla życia na Tytanie mają bardzo niewielką skalę – jak maleńkie kropelki wody zawieszone w ciekłym węglowodorze.
„Myślimy o innej skali, dla drobnoustroju kałuża to ocean.” – stwierdza Dirk Schulze-Makuch, astrobiolog z Washington State University – „Musimy patrzeć na tę skalę, w której żyje organizm.” Oznacza to, że możemy nie być w stanie dostrzec życie na Tytanie za pomocą orbitera; zbadanie tak niewielkich siedlisk prawdopodobnie wymagałoby misji z pobraniem próbek z powierzchni.

Prawie cała chemia, która umożliwia ​​życie na Ziemi, dzieje się za pośrednictwem wody. Mikroby jeziora asfaltowego mogą nam powiedzieć, jak życie może funkcjonować w środowisku bogatym w węglowodory z bardzo małą ilością wody, ale nie mogą nam powiedzieć nic o tym, jak życie wyewoluuje na globie bez płynnej wody, gdzie komórki muszą używać płynu w postaci metanu lub etanu. Ale Mary Voytek, astrobiolog NASA się nie poddaje: „Nadal byłby to przykład życia, jakie znamy. Takie mikroby nadal zbudowane będą z tych samych budulców, posiadają enzymy i lipidy na błony komórkowe. W tej kropelce nie ma nic bardzo odmiennego.”

Istnieją prace laboratoryjne badające, jak struktury komórkowe mogą się łączyć w tej obcej chemii, ale tak naprawdę nie będziemy wiedzieć, czy życie jest w stanie rozkwitnąć w morzu metanu oraz oraz w jaki sposób jest w stanie to zrobić, dopóki nie wyślemy statku kosmicznego na księżyc Saturna.

Było już parę pomysłów na misje NASA uwzględniające nurkowanie w morzu Tytana, jednak jak dotąd żadna z nich nie doczekała się finansowania.

Źródło: Astronomy.com

PODZIEL SIĘ
Poprzedni artykułCo kupić fanowi kosmosu? Poradnik prezentowy
Następny artykułNajważniejszy od 50 lat czas w historii NASA

Zakręcona na punkcie astronomii niczym pulsar (mimo że amatorsko). Nie obliczy równania mechaniki nieba, ale o astronomii może rozmawiać godzinami. Ciekawa świata, miłośniczka nauki, nie tylko kosmicznej. Potrafi fascynować się widokiem Księżyca, mimo że widziała go już milion razy.
Dla odpoczynku od zgiełku i szaleństw codzienności lubi zaszyć się w lesie i podziwiać świat leśnych zwierząt.