Det har varit en bra månad för planetarisk vetenskap. Forskare upptäckte först den kemiska signaturen av fosfin på Venus, sedan hittade ytterligare underjordiska sjöar på Mars . Även om inget liv slutgiltigt har hittats ännu, fortsätter vetenskapen att ta stegvisa steg mot att bevisa vad som kan vara en av de mest slagkraftiga upptäckterna i historien: att vi inte är ensamma.
Men för att definitivt bevisa det måste vetenskapen först och främst hitta liv. Metoderna för att göra det kommer att skilja sig dramatiskt beroende på om platsen är i Venus moln eller under isen på Mars. Forskare har kommit fram till en modell att förstå förutsättningarna för att något liv ska existera i underjordiska oceaner på inte bara Mars, utan varje stenig kropp med underjordiskt flytande vatten.
Det teoretiska arbetet, utfört av Dr. Manasvi Lingam vid Florida Institute of Technology och Abraham Loeb från The Centrum för Astrofysik vid Harvard, beskriver en modell som använder väletablerade parametrar för livet. Dessa inkluderar de termiska gränserna för liv som vi känner det, storleken på föremålet som studeras, dess yttemperatur och mängden radionuklider tillgängliga på föremålet. Resultatet av modellen är storleken på en förväntad beboelig region under ytan.
Vattenkarta över Mars gjord av Mars Odyssey Gamma Ray Spectrometer
Kredit: NASA
Denna typ av modell har beskrivits en gång tidigare, redan 2013 när ett team från Storbritannien först föreslog aning . Det saknades dock några ytterligare begränsningar från den ursprungliga analysen som det nya dokumentet hoppas kunna ta itu med.
De definierade termiska gränserna för liv är relativt väl förstådda, med extremofiler som kan överleva mellan 250-270K på den kalla änden och 395K på den övre änden för vissa typer av termofiler som t.ex. Methanopyrus ljus . Storleken på en kropp har en övergripande påverkan av biosfärens potentiella storlek, medan yttemperaturen direkt påverkar den underjordiska temperatur som livet kan utsättas för. Likaså förekomsten av någon radionuklider kan också ha en inverkan på temperaturen i området under ytan, eftersom de kan avge värme som en del av sin sönderfallsprocess.
En annan begränsning pappersrabatterna är trycket. Det finns vissa extremofila livsformer, som t.ex Thermococcus piezophilus som redan kan överleva vid otroligt höga tryck, och andra, som t.ex E coli , som har visat sig snabbt utveckla tryckmotstånd när de utsätts för höga tryck. Med dessa överväganden diskonterar författarna trycket som påverkar utvecklingen av liv i det underjordiska havet av en stenig kropp.
Det finns några andra överväganden som kan komplicera modellen men som inte tas upp direkt i tidningen. Dessa inkluderar krafterna från tidvattenuppvärmning, som har framförts som en potentiell orsak till flytande vatten Enceladus . Huruvida det faktiskt har en effekt på livets närvaro är inte klart. Och allt liv som kan vara närvarande kommer inte att presentera sig på ett lätt upptäckbart sätt. Författarna påpekar att fjärranalys av denna typ av livsform under ytan skulle vara nästan omöjligt.
Tidningen föreslår därför att man fortsätter att utveckla borrteknik för att nå de kilometers djup som dessa hav under ytan sannolikt är belägna på. För närvarande finns ingen sådan teknik, men ytterligare arbete, som det som görs för Artemis-programmet, kan leda till att sådana hål grävs på ytan av en närliggande vatteninnehållande kropp - Månen.
Medan månen var en gång beboelig , allt liv som finns där nu skulle bara vara en bråkdel av biomassan tillgänglig på jorden. Faktum är att varje faktor som listas i tidningen kan ha en storleksordning inverkan på biomassan som finns i hav under ytan i en stenig kropp. Även med den relativt begränsade totala mängden, antalet nya planeter, månar och till och med asteroider och Oort moln föremål som den här nya modellen skulle kunna stödja livet är verkligen häpnadsväckande. Med lite tur kommer planetvetenskapen att fortsätta gå framåt och vi kommer definitivt att kunna svara på om det faktiskt finns någon annan biologi som är aktiv i vårt solsystem.
Läs mer:
Harvard Center for Astrophysics: Kan liv existera djupt under jorden på Mars?
The Astrophysical Journal Letters: Potential för flytande vattenbiokemi djupt under månens, Mars och bortom ytorna
UT: Det kan finnas tillräckligt med syre under Mars yta för att stödja liv
Header Image: Konstnärs skildring av astronauter som borrar efter vatten på Mars. Kredit: NASA Langley Advanced Concepts Lab / Analytical Mechanics Associates