Ar galėtų gyvybė egzistuoti po Europos ledu?
Trumpas atsakymas: Taip – mokslininkai mano, kad po Europos ledu galėtų egzistuoti gyvybė. Tikėtina, kad Europoje yra sūrus vandenynas, kurį šildo potvynių ir atoslūgių jėgos, o tai galėtų suteikti energijos ir cheminių medžiagų, kurias galėtų panaudoti kai kurie gyvybės dariniai.
Pagrindinė mintis
Europa yra Jupiterio palydovas. Ją dengia storas ledo sluoksnis, o po juo greičiausiai slypi gilus, sūrus vandenynas. Jupiterio gravitacija Europą tempia ir spaudžia jai skriejant aplink orbitą.
Šis tempimas Mėnulio viduje sukuria šilumą – šis procesas vadinamas potvynių ir atoslūgių šildymu. Šiluma gali neleisti vandenynui užšalti ir gali paskatinti chemines reakcijas. Žemėje gyvybė gyvena aplink giliavandenes angas, kur energiją teikia ne saulės šviesa, o cheminės medžiagos.
Jei Europa turi panašias angas ar cheminę sudėtį, mažytė gyvybė galėtų išgyventi jos tamsiame vandenyne. Kol kas tiksliai nežinome, bet būsimos misijos atidžiau ieškos tinkamumo gyventi ar gyvybės požymių.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Potvynių ir atoslūgių kaitinimas (potvynių ir atoslūgių lenkimas) ir cheminė reakcija yra pagrindinės idėjos, pagrindžiančios gyvybės Europoje galimybę.
Potvynių ir atoslūgių kaitinimas yra Jupiterio ir kitų mėnulių gravitacinė jėga, kuri lenkia ir tempia Europą. Dėl pasikartojančio lenkimo orbitinė energija paverčiama vidine šiluma. Ši šiluma gali ištirpdyti ledą, išlaikyti požeminį vandenyną skystą ir skatinti vandens bei cheminių medžiagų judėjimą.
Gyvybė Žemėje gali gyventi be saulės šviesos, naudodama cheminę energiją procese, vadinamame chemosinteze (paprasti organizmai pasisavina tokias chemines medžiagas kaip vandenilio sulfidas ir paverčia jas naudinga energija). Jei Europos vandenynas liečiasi su uolėtu jūros dugnu, hidroterminės versmės gali išskirti chemines medžiagas, kurios palaiko chemosintezės ekosistemas. Druska ir galimi oksidatoriai iš paviršinio ledo taip pat gali susimaišyti su vandenynu ir aprūpinti maistinėmis medžiagomis.
Kaip mes tai žinome: Kosminių laivų matavimai nustatė indukuotą magnetinį lauką aplink Europą, o tai rodo sūrų, laidų sluoksnį (globalų vandenyną) po ledu . Paviršiaus ypatybės, tokios kaip chaotiškas reljefas ir galimi vandens garų srautai, taip pat patvirtina aktyvaus ledo ir požeminio vandens idėją .
Pastebėk aplink
- Hidroterminių versmių bendrijos Žemėje: ekosistemos, gyvenančios be saulės šviesos aplink karštų uolienų versmes jūros dugne.
- Vostoko ežeras ir kiti polediniai ežerai Antarktidoje: skystas vanduo, įstrigęs po kilometrų storio ledu.
- Sūrumo kišenės jūros lede: mažytės sūraus skysčio buveinės, kuriose gyvena mikrobai.
- Šaltį mėgstantys mikrobai (psichofilai), randami poliariniuose regionuose ir giliuose vandenynuose.
Išbandymas
Druska ir ledas: stebėkite, kaip druska padeda tirpti ledui
Sauga: nevalgykite eksperimento priemonių; nuvalykite išsiliejusias medžiagas.
Priemonės
- ledo kubeliai
- valgomoji druska
- du maži dubenėliai
- šaukštas
- termometras (nebūtina)
Žingsniai
- Į abu dubenėlius įdėkite vienodą skaičių ledo kubelių.
- Viename dubenėlyje tolygiai pabarstykite didelį žiupsnelį druskos ant ledo; kitą dubenėlį palikite tuščią.
- Palaukite 5–10 minučių ir stebėkite, kas vyksta. Jei reikia, švelniai pamaišykite šaukštu.
- Pasirinktinai: termometru išmatuokite skysčio aplink ledą temperatūrą.
- Palyginkite, kiek ledo ištirpo sūdytame dubenyje ir paprastame dubenyje. Ką tai rodo: druska sumažina vandens užšalimo temperatūrą, todėl sūrios kišenės gali išlikti skystos esant žemesnei temperatūrai, pavyzdžiui, sūrios sritys, kurios gali būti po Europos ledu.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Europa: Jupiterio palydovas lygiu, lediniu paviršiumi ir, tikėtina, po juo paslėptu vandenynu.
- Potvynių ir atoslūgių įkaitimas: Šiluma, susidaranti, kai kūną tempia ir spaudžia netoliese esantis didelis objektas dėl gravitacijos.
- Indukuotas magnetinis laukas: Magnetinis signalas, atsirandantis, kai laidus sluoksnis (pvz., sūrus vanduo) sąveikauja su planetos magnetiniu lauku.
- Hidroterminė anga: Vieta jūros dugne, iš kurios išteka karštas, mineralų turtingas vanduo ir kurioje gali egzistuoti gyvybė.
- Chemosintezė: Procesas, kurio metu kai kurie organizmai energiją gamina iš cheminių medžiagų, o ne iš saulės šviesos.
Dažni klausimai
Ar žmonės galėtų gyventi Europoje?
Ne, naudojant dabartines technologijas – Europa yra itin šalta, toli nuo saulės šviesos ir jos paviršiuje yra didelė radiacija. Bet kokiai žmonių misijai reikėtų stiprios apsaugos ir gyvybės palaikymo.
Ar Europos vandenyne yra deguonies?
Mes nežinome tiksliai; paviršiuje gali susidaryti šiek tiek deguonies ar oksidantų, kurie susimaišys su vandenynu, tačiau kiekiai nėra aiškūs .
Kaip ieškosime gyvybės Europoje?
Erdvėlaiviai tyrinės ledo paviršių, ieškos vandenyne esančių pliūpsnių ar medžiagos ir matuos cheminę sudėtį bei šilumą, kad įvertintų tinkamumą gyventi.
Kada sužinosime daugiau?
Tokios misijos kaip „Europa Clipper“ (planuojamos kosmoso agentūrų) ateinančiais metais rinks išsamius duomenis, kurie padės atsakyti į šiuos klausimus .