นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอาจมีสิ่งมีชีวิตใต้พื้นผิวน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปาของจูปิเตอร์ ตั้งแต่เวลานั้นมีหลักฐานหลายบรรทัดโผล่ออกมาซึ่งชี้ให้เห็นว่ามันไม่ได้อยู่คนเดียว ที่จริงแล้วภายในระบบสุริยะนั้นมี "โลกมหาสมุทร" มากมายที่อาจมีชีวิตอยู่ได้รวมถึงเซเรสแกนีมีดเอนเซลาดัสไททันไดโอนีไทรทันและพลูโต
แต่ถ้าองค์ประกอบสำหรับชีวิตอย่างที่เรารู้มันไม่เพียงพอในโลกนี้ ในการศึกษาใหม่นักวิจัยสองคนจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ดสมิ ธ โซเนียน (CfA) พยายามที่จะตรวจสอบว่าในความเป็นจริงอาจมีองค์ประกอบที่จำเป็นทางชีวภาพในโลกมหาสมุทรหรือไม่ บทสรุปของพวกเขาอาจมีผลกระทบมากมายสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตในระบบสุริยจักรวาลและอื่น ๆ ไม่ต้องพูดถึงความสามารถของเราในการศึกษา
การศึกษาเรื่อง“ มีชีวิตนอกโลกถูกระงับบนโลกใต้มหาสมุทรเนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบทางชีวภาพหรือไม่” เพิ่งปรากฏออนไลน์ การศึกษานำโดย Manasvi Lingam เพื่อนหลังปริญญาเอกที่สถาบันทฤษฎีและการคำนวณ (ITC) ที่ Harvard University และ CfA ด้วยการสนับสนุนของ Abraham Loeb - ผู้อำนวยการของ ITC และ Frank B. Baird, Jr. ศาสตราจารย์ วิทยาศาสตร์ที่ Harvard
ในการศึกษาก่อนหน้านี้คำถามเกี่ยวกับความสามารถในการอาศัยอยู่ของดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่การมีอยู่ของน้ำ สิ่งนี้เป็นจริงเมื่อมันมาถึงการศึกษาดาวเคราะห์และดวงจันทร์ในระบบสุริยะและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันมาถึงการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เมื่อพวกเขาพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงใหม่นักดาราศาสตร์ได้ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดว่าดาวเคราะห์นั้นโคจรอยู่ในเขตที่อยู่อาศัยของดาวหรือไม่
นี่คือกุญแจสำคัญในการพิจารณาว่าดาวเคราะห์สามารถรองรับน้ำของเหลวบนพื้นผิวของมันหรือไม่ นอกจากนี้นักดาราศาสตร์ได้พยายามที่จะรับสเปกตรัมจากดาวเคราะห์นอกระบบรอบหินเพื่อตรวจสอบว่ามีการสูญเสียน้ำเกิดขึ้นจากชั้นบรรยากาศของมันหรือไม่ดังที่เห็นได้จากการปรากฏตัวของก๊าซไฮโดรเจน ในขณะเดียวกันการศึกษาอื่น ๆ ได้พยายามที่จะกำหนดสถานะของแหล่งพลังงานเนื่องจากนี่เป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิตอย่างที่เรารู้
ในทางตรงกันข้ามดร. Lingam และ Prof. Loeb พิจารณาว่าการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์มหาสมุทรนั้นขึ้นอยู่กับความพร้อมของสารอาหาร จำกัด (LN) บางครั้งมีการถกเถียงกันอย่างมากว่าสารอาหารใดบ้างที่จำเป็นต่อชีวิตนอกโลกเนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่และในแต่ละช่วงเวลา ดังที่ Lingam บอกกับ Space Magazine ทางอีเมล:
“ รายการองค์ประกอบที่เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับชีวิตที่เรารู้จักประกอบด้วยไฮโดรเจนออกซิเจนคาร์บอนไนโตรเจนและซัลเฟอร์ นอกจากนี้โลหะติดตามบางชนิด (เช่นเหล็กและโมลิบดีนัม) อาจมีคุณค่าต่อชีวิตเช่นเดียวกับที่เรารู้ แต่รายการโลหะมีค่าทางชีวภาพที่มีความไม่แน่นอนและความแปรปรวนสูงขึ้น”
เพื่อจุดประสงค์ของพวกเขาดร. โลเบ้สร้างแบบจำลองโดยใช้มหาสมุทรของโลกเพื่อกำหนดว่าแหล่งที่มาและการจมคือปัจจัยที่เพิ่มหรือทำให้องค์ประกอบ LN ลงไปในมหาสมุทรตามลำดับอาจคล้ายกับที่อยู่ในมหาสมุทร บนโลกแหล่งที่มาของสารอาหารเหล่านี้รวมถึงของเหลว (จากแม่น้ำ) แหล่งบรรยากาศและธารน้ำแข็งโดยมีพลังงานจากแสงอาทิตย์
จากสารอาหารเหล่านี้พวกเขาได้พิจารณาแล้วว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดคือฟอสฟอรัสและตรวจสอบว่าองค์ประกอบนี้และองค์ประกอบอื่น ๆ มีอยู่มากมายบนโลกมหาสมุทรโดยมีเงื่อนไขแตกต่างกันอย่างมากมาย ดังที่ดร. Lingam อธิบายว่ามีเหตุผลที่จะสมมติว่าในโลกเหล่านี้การดำรงอยู่ของชีวิตที่มีศักยภาพจะลดลงด้วยความสมดุลระหว่างการไหลเข้าสุทธิ (ที่มา) และการไหลออกสุทธิ
“ ถ้าอ่างล้างมือมีความโดดเด่นมากกว่าแหล่งอื่น ๆ ก็อาจบ่งบอกว่าองค์ประกอบนั้นจะหมดลงอย่างรวดเร็ว ในอีกทางหนึ่งเพื่อประมาณขนาดของแหล่งที่มาและอ่างล้างมือเราดึงความรู้ของเราเกี่ยวกับโลกและประกอบเข้ากับพารามิเตอร์พื้นฐานอื่น ๆ ของโลกมหาสมุทรเหล่านี้เช่นค่า pH ของมหาสมุทรขนาดของโลก ฯลฯ ที่รู้จักจากการสังเกต / โมเดลเชิงทฤษฎี”
ในขณะที่แหล่งบรรยากาศจะไม่สามารถใช้ได้กับมหาสมุทรภายในดร. Loeb พิจารณาการมีส่วนร่วมของช่องระบายความร้อนด้วยน้ำ มีหลักฐานมากมายที่บ่งบอกว่าสิ่งเหล่านี้มีอยู่ใน Europa, Enceladus และมหาสมุทรอื่น ๆ พวกเขายังพิจารณาแหล่งที่มาของสิ่งมีชีวิตซึ่งประกอบด้วยแร่ธาตุที่ถูกชะจากก้อนหินโดยฝนบนโลก แต่จะประกอบด้วยสภาพดินฟ้าอากาศของมหาสมุทรภายในดวงจันทร์เหล่านี้
ท้ายที่สุดสิ่งที่พวกเขาพบคือไม่เหมือนกับน้ำและพลังงานการ จำกัด สารอาหารอาจมีอยู่ จำกัด เมื่อมันมาถึงโลกมหาสมุทรในระบบสุริยะของเรา:
“ เราพบว่าตามสมมติฐานในแบบจำลองของเราฟอสฟอรัสซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่จำเป็นทางชีวภาพหมดลงในช่วงเวลาที่รวดเร็ว (ตามมาตรฐานทางธรณีวิทยา) บนโลกมหาสมุทรที่มหาสมุทรมีความเป็นกลางหรือเป็นด่างในธรรมชาติและมีกิจกรรมความร้อนใต้พิภพ (เช่นระบบระบายความร้อนด้วยความร้อนที่พื้นมหาสมุทร) ดังนั้นงานของเราแสดงให้เห็นว่าชีวิตอาจมีอยู่ในความเข้มข้นต่ำทั่วโลกในมหาสมุทรเหล่านี้ (หรือมีอยู่ในแพทช์ท้องถิ่นเท่านั้น) และอาจไม่สามารถตรวจพบได้ง่าย”
สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องกับภารกิจที่กำหนดไว้สำหรับ Europa และดวงจันทร์อื่น ๆ ในระบบสุริยะรอบนอก เหล่านี้รวมถึงนาซาEuropa Clipper ภารกิจซึ่งปัจจุบันมีกำหนดจะเปิดตัวระหว่างปี 2565 ถึง 2568 ผ่านชุดข้อมูลการบินของทวีปยุโรปชุดตรวจนี้จะพยายามตรวจวัดไบโอมาร์คเกอร์ในกิจกรรมขนนกที่มาจากพื้นผิวของดวงจันทร์
มีการนำเสนอภารกิจที่คล้ายกันสำหรับเอนเซลาดัสและองค์การนาซ่ากำลังพิจารณาภารกิจ“ แมลงปอ” เพื่อสำรวจบรรยากาศพื้นผิวและทะเลสาบมีเธนของไททันด้วย อย่างไรก็ตามหากการศึกษาของดร. โลเบบนั้นถูกต้องโอกาสของภารกิจเหล่านี้ในการค้นหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ในโลกมหาสมุทรในระบบสุริยจักรวาลก็ค่อนข้างบาง อย่างไรก็ตามตามที่ Lingam ระบุไว้พวกเขายังเชื่อว่าภารกิจดังกล่าวควรได้รับการติดตั้ง
“ ถึงแม้ว่าแบบจำลองของเราทำนายว่าภารกิจอวกาศในอนาคตสำหรับโลกเหล่านี้อาจมีโอกาสน้อยที่จะประสบความสำเร็จในแง่ของการตรวจจับสิ่งมีชีวิตนอกโลกเราเชื่อว่าภารกิจดังกล่าวยังคงคุ้มค่าที่จะถูกไล่ล่า” เขากล่าว “ นี่เป็นเพราะพวกเขาจะให้โอกาสที่ยอดเยี่ยมในการ: (i) ทดสอบและ / หรือปลอมแปลงการทำนายที่สำคัญของแบบจำลองของเราและ (ii) รวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมและปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโลกมหาสมุทรและวัฏจักรชีวเคมีทางเคมีของพวกเขา”
นอกจากนี้ตามที่ศาสตราจารย์ Loeb ระบุผ่านทางอีเมลการศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่ "ชีวิตที่เรารู้จัก" หากภารกิจสู่โลกเหล่านี้พบแหล่งที่มาของชีวิตนอกโลกมันก็จะบ่งบอกว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้จากเงื่อนไขและองค์ประกอบที่เราไม่คุ้นเคย ดังนั้นการสำรวจยูโรปาและโลกมหาสมุทรอื่น ๆ ไม่เพียงแนะนำ แต่จำเป็นเท่านั้น
“ บทความของเราแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับ 'เคมีแห่งชีวิตในขณะที่เรารู้ว่า' เช่นฟอสฟอรัสจะหมดลงในมหาสมุทรใต้ผิวดิน” เขากล่าว “ เป็นผลให้ชีวิตจะท้าทายในมหาสมุทรที่สงสัยว่าจะอยู่ภายใต้พื้นผิวน้ำแข็งของ Europa หรือ Enceladus หากภารกิจในอนาคตยืนยันระดับฟอสฟอรัสที่หมดสิ้นไป แต่อย่างไรก็ตามยังพบสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรเหล่านี้เราก็จะรู้เส้นทางเคมีใหม่สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นนอกเหนือจากที่อยู่บนโลก”
ในท้ายที่สุดนักวิทยาศาสตร์ถูกบังคับให้ใช้วิธี "ผลไม้แขวนลอยต่ำ" เมื่อต้องค้นหาชีวิตในจักรวาล จนกว่าจะถึงเวลาที่เราพบชีวิตนอกโลกการคาดเดาที่มีการศึกษาทั้งหมดของเราจะขึ้นอยู่กับชีวิตตามที่มีอยู่ที่นี่ ฉันไม่สามารถจินตนาการถึงเหตุผลที่ดีกว่าที่จะออกไปที่นั่นและสำรวจจักรวาลมากกว่านี้!
