Al tientallen jaren speculeren wetenschappers dat er leven zou kunnen bestaan onder het ijskoude oppervlak van Jupiter's maan Europa. Dankzij recentere missies (zoals de Cassini ruimtevaartuig), andere manen en lichamen zijn ook aan deze lijst toegevoegd - waaronder Titan, Enceladus, Dione, Triton, Ceres en Pluto. In alle gevallen wordt aangenomen dat dit leven zou bestaan in inwendige oceanen, hoogstwaarschijnlijk rond hydrorthermale ventilatieopeningen aan de grens van de kernmantel.
Een probleem met deze theorie is dat het leven in dergelijke onderzeese omgevingen het moeilijk kan hebben om enkele van de belangrijkste ingrediënten te krijgen die het nodig heeft om te gedijen. In een recent onderzoek - dat werd ondersteund door het NASA Astrobiology Institute (NAI) - waagde een team van onderzoekers echter dat in het buitenste zonnestelsel de combinatie van omgevingen met hoge straling, inwendige oceanen en hydrothermale activiteit een recept voor het leven zou kunnen zijn .
De studie, getiteld "De mogelijke opkomst van leven en differentiatie van een ondiepe biosfeer op bestraalde ijzige werelden: het voorbeeld van Europa", verscheen onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Astrobiologie. De studie werd geleid door Dr. Michael Russell met de steun van Alison Murray van het Desert Research Institute en Kevin Hand - ook een onderzoeker bij NASA JPL.
Terwille van hun studie hebben Dr. Russell en zijn collega's overwogen hoe de interactie tussen alkalische hydrothermale bronnen en zeewater vaak wordt beschouwd als de manier waarop de belangrijkste bouwstenen voor het leven hier op aarde zijn ontstaan. Ze benadrukken echter dat dit proces ook afhankelijk was van de energie van onze zon. Hetzelfde proces had kunnen gebeuren op de maan zoals Europa, maar op een andere manier. Zoals ze in hun paper zeggen:
"[D] e betekenis van het proton en de elektronenflux moet ook worden gewaardeerd, aangezien die processen de wortel vormen van de rol van het leven in de vrije energieoverdracht en transformatie. Hier suggereren we dat het leven mogelijk is ontstaan op bestraalde ijzige werelden zoals Europa, deels als gevolg van de chemie die beschikbaar is in de ijsschaal, en dat het nog steeds kan worden gehandhaafd, direct onder die schaal. '
In het geval van een maan als Europa zouden hydrothermale bronnen verantwoordelijk zijn voor het opwekken van alle benodigde energie en ingrediënten om organische chemie te laten plaatsvinden. Ionische gradiënten, zoals oxyhydroxiden en sulfiden, kunnen de belangrijkste chemische processen aansturen - waarbij respectievelijk kooldioxide en methaan worden gehydrogeneerd en geoxideerd - die kunnen leiden tot het ontstaan van vroeg microbieel leven en voedingsstoffen.
Tegelijkertijd zou de warmte van hydrothermale ventilatieopeningen deze microben en voedingsstoffen naar de ijskorst duwen. Deze korst wordt regelmatig gebombardeerd door hoogenergetische elektronen die worden gecreëerd door het krachtige magnetische veld van Jupiter, een proces dat oxidanten aanmaakt. Zoals wetenschappers al enige tijd weten van het onderzoeken van de korst van Europa, is er een uitwisselingsproces tussen de binnenzee van de maan en het oppervlak.
Zoals Dr. Russell en zijn collega's aangeven, zou deze actie hoogstwaarschijnlijk de pluimactiviteit omvatten die is waargenomen op het oppervlak van Europa, en zou kunnen leiden tot een netwerk van ecosystemen aan de onderkant van Europa's ijzige korst:
"Modellen voor het transport van materiaal binnen de oceaan van Europa geven aan dat hydrothermale pluimen binnen de oceaan goed beperkt kunnen worden (voornamelijk door de Corioliskracht en thermische gradiënten), wat leidt tot een effectieve levering via de oceaan aan de ijs-water interface. Organismen die toevallig vanuit hydrothermale systemen naar de ijs-waterinterface worden getransporteerd, samen met niet-verbruikte brandstoffen, zouden mogelijk rechtstreeks vanuit het ijs een grotere hoeveelheid oxidanten kunnen binnendringen. Belangrijk is dat oxidanten mogelijk alleen beschikbaar zijn als het ijsoppervlak naar de basis van de ijsschaal is gedreven. '
Zoals Dr. Russel aangaf in een interview met Astrobiology Magazine, zouden microben op Europa dichtheden kunnen bereiken die vergelijkbaar zijn met wat is waargenomen rond hydrothermale ventilatieopeningen hier op aarde, en kunnen ze de theorie versterken dat het leven op aarde ook rond dergelijke ventilatieopeningen is ontstaan. "Alle ingrediënten en gratis energie die nodig zijn voor het leven zijn allemaal op één plek geconcentreerd", zei hij. 'Als we leven op Europa zouden vinden, dan zou dat de theorie van de onderzeese alkalische ventilatie sterk ondersteunen.'
Deze studie is ook belangrijk als het gaat om het opzetten van toekomstige missies naar Europa. Als er microbiële ecosystemen bestaan aan de onderkant van Europa's ijzige korst, kunnen ze worden verkend door robots die het oppervlak kunnen penetreren, idealiter door een pluimtunnel af te reizen. Als alternatief kan een lander zichzelf eenvoudig in de buurt van een actieve pluim positioneren en zoeken naar tekenen van oxidanten en microben die uit het interieur komen.
Soortgelijke missies zouden ook kunnen worden uitgevoerd op Enceladus, waar de aanwezigheid van hydrothermale ventilatieopeningen al is bevestigd dankzij de uitgebreide pluimactiviteit die wordt waargenomen rond het zuidelijke poolgebied. Ook hier zou een robottunnelaar oppervlaktespleten kunnen binnendringen en het interieur kunnen verkennen om te zien of er ecosystemen bestaan aan de onderkant van de ijzige korst van de maan. Of een lander kan zichzelf bij de pluimen positioneren en onderzoeken wat er wordt uitgeworpen.
Dergelijke missies zouden eenvoudiger zijn en minder snel vervuiling veroorzaken dan robotonderzeeërs die zijn ontworpen om de diepe oceaanomgeving van Europa te verkennen. Maar ongeacht welke vorm een toekomstige missie naar Europa, Enceladus of andere dergelijke lichamen aanneemt, het is bemoedigend om te weten dat elk leven dat daar bestaat, toegankelijk zou kunnen zijn. En als deze missies het kunnen opsnuiven, zullen we eindelijk weten dat het leven in het zonnestelsel op andere plaatsen dan de aarde is geëvolueerd!
