Высокощелочной подповерхностный океан Энцелада может повлиять на поиск жизни

Что уровень pH подповерхностного океана на Энцеладе может рассказать нам о поиске там жизни? Это то, что недавнее исследование, принятое Икарусом, надеется решить, поскольку команда исследователей исследовала потенциальный уровень pH подповерхностного океана Энцелада на основе текущих оценок.

Это исследование, в настоящее время доступное на сервере препринтов arXiv, может помочь ученым лучше понять состав подповерхностного океана Энцелада и то, что это может означать для поиска жизни в том виде, в котором мы ее знаем.

Для исследования ученые использовали компьютерные модели для оценки уровня pH подповерхностного океана жидких вод на основе данных об уровнях фосфатов в зернах льда, которые были выброшены из шлейфов Энцелада в южной полярной области Луны. Эти данные были получены, когда космический аппарат НАСА «Кассини» пролетел сквозь шлейфы во время своей исторической миссии после того, как обнаружил существование шлейфов.

В конце концов, модели исследователей показывают, что океан Энцелада имеет pH от 10,1 до 11,6, что, как они отмечают, выше, чем долгосрочные оценки между примерно pH 8 и pH 9. Затем исследователи предположили, что расчетный pH в шлейфах совпадает с pH в океане и процессами, ответственными за его изменение. Основываясь на земных процессах, исследователи предположили, что дегазация углекислого газа в океане Энцелада может увеличить pH, когда он выбрасывается через шлейфы.

Исследователи пришли к выводу, что дегазация углекислого газа слишком мала, чтобы вызвать значительное увеличение pH, в конечном итоге оценивая pH океана примерно в 10,6. Для контекста, pH 7 считается нейтральным, при этом полностью кислый — 0, а полностью щелочной — 14. Средний pH воды Земли колеблется от 6 до 8,5, пресной воды — от 6,5 до 8, дождевой воды — примерно 5,6, а морской воды — примерно 8,2.

В исследовании отмечается: «Наше новое понимание pH океана Энцелада и того, как летучие сигнатуры передаются между океаном и шлейфом, имеет важные последствия. Океанская вода с высоким pH является свидетельством сильной степени взаимодействия между химически основными породами и океаном Энцелада».

Открытый в 1789 году Уильямом Гершелем, Энцелад является шестым по величине спутником Сатурна и 18-м по величине спутником в Солнечной системе. Для сравнения, диаметр Луны Земли составляет примерно четверть диаметра Земли, а диаметр Энцелада — примерно одной седьмой диаметра Луны. В то время как Энцелад был кратко исследован во время пролетов космических аппаратов НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1980 и 1981 годах соответственно, это произошло только после того, как космический аппарат НАСА «Кассини» прибыл в систему Сатурна и начал проводить несколько облетов Энцелада в 2005 году.

Во время этих пролетов «Кассини» обнаружил шлейфы, исходящие из областей южного полюса Энцелада, называемые «тигровыми полосами», которые были названы из-за больших рубцеобразных трещин, где были выпущены шлейфы, в конечном итоге обнаружив более 100 гейзеров. «Кассини» даже пролетел через шлейфы, чтобы выяснить их состав, обнаружив водяной пар, молекулярный водород, органические углеводороды и молекулы, такие как метан, этан, кислород и азот. Фосфаты, которые были изучены для этого исследования, впервые обсуждались в исследовании 2023 года, опубликованном в журнале Nature на основе данных, собранных с помощью инструмента Cassini Cosmic Dust Analyzer.

«Кассини» официально «ушел в отставку» в 2017 году, когда он был намеренно сожжен в атмосфере Сатурна, чтобы избежать загрязнения спутников, таких как Энцелад, земными микробами. Тем не менее, ученые продолжают изучать большое количество данных, полученных первым космическим аппаратом об Энцеладе, получая при этом более глубокое понимание этого интригующего океанического мира.

В то время как будущие миссии на Энцелад не были приняты, Энцелад Орбиландер — это современная концепция миссии, которая набирает обороты в научном сообществе благодаря своему обещанию рассказать нам об Энцеладе больше подробностей, чем это был способен сделать «Кассини». Это будет включать в себя проведение углубленного анализа шлейфов Энцелада и посадку зонда на поверхность Энцелада с целью выяснить пригодность для жизни этого небольшого спутника и есть ли там жизнь в том виде, в котором мы ее знаем.