Высокощелочной океан Энцелада влияет на поиск жизни
Что может сказать уровень рН подповерхностного океана на Энцеладе о том, есть ли там жизнь? Именно на это надеется ответить недавнее исследование, принятое в Icarus, поскольку группа исследователей исследовала потенциальный уровень рН подповерхностного океана Энцелада на основе текущих оценок.
Это исследование, доступное в настоящее время на сервере препринтов arXiv, потенциально может помочь ученым лучше понять состав подповерхностного океана Энцелада и то, что это может означать для поиска жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
Для проведения исследования исследователи использовали компьютерные модели для оценки уровня рН подземного океана в жидкой воде на основе данных об уровне 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 их существование.
В конце концов, согласно моделям исследователей, рН океана Энцелада находится в диапазоне от 10,1 до 11,6, что, как они отмечают, выше, чем давние оценки, которые находятся примерно в диапазоне от 8 до 9. Затем исследователи предположили, совпадает ли предполагаемый уровень рН в шлейфах с уровнем рН в океане и процессами, ответственными за его изменение. Основываясь на земных процессах, исследователи предположили, что дегазация углекислого газа в океане Энцелада может привести к повышению рН, когда он выбрасывается через шлейфы.
Исследователи пришли к выводу, что дегазация углекислого газа слишком мала, чтобы вызвать значительное повышение рН, и в конечном итоге оценили рН океана примерно в 10,6. Для сравнения, рН, равный 7, считается нейтральным, при этом полностью кислотный уровень равен 0, а полностью щелочной - 14. Средний уровень рН земной воды колеблется от 6 до 8,5, пресной - от 6,5 до 8, дождевой - примерно 5,6, а морской - примерно 8,2.
В исследовании отмечается: "Наше новое понимание рН океана Энцелада и того, как изменчивые сигнатуры передаются между океаном и шлейфом, имеет важные последствия. Высокий уровень рН океанской воды свидетельствует о 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 одну четверть диаметра Земли, а диаметр Энцелада - примерно одну седьмую диаметра земной Луны. Хотя Энцелад был кратко исследован во время полетов космических аппаратов НАСА "Вояджер-1" и "Вояджер-2" в 1980 и 1981 годах, соответственно, только после того, как космический аппарат НАСА "Кассини" прибыл в систему Сатурна и начал проводить несколько облетов Энцелада в 2005 году.
Во время этих полетов "Кассини" обнаружил шлейфы, которые исходили из районов южного полюса Энцелада, называемых "тигровыми полосами", которые были названы так из-за больших трещин, похожих на шрамы, из которых выбрасывались шлейфы, и в конечном итоге обнаружил более 100 гейзеров. "Кассини" даже пролетел над шлейфами, чтобы определить их состав, обнаружив водяной пар, молекулярный водород, органические углеводороды и такие молекулы, как метан, этан, кислород и азот. Фосфаты, которые были исследованы для этого исследования, впервые были рассмотрены в исследовании 2023 года, опубликованном в журнале Nature на основе данных, собранных прибором Cassini Cosmic Dust Analyzer.
"Кассини" официально "ушел на пенсию" в 2017 году, когда был намеренно сожжен в атмосфере Сатурна, чтобы избежать заражения спутников, таких как Энцелад, земными микробами. Тем не менее, ученые продолжают изучать большие объемы данных, полученных космическим аппаратом-первопроходцем об Энцеладе, и получают более полное представление об этом интригующем мире океана.
Несмотря на то, что будущие миссии к Энцеладу не были приняты, орбитальный аппарат Enceladus Orbilander - это текущая концепция миссии, которая набирает обороты в научном сообществе благодаря своему обещанию рассказать нам об Энцеладе больше и в более подробных деталях, чем это мог сделать "Кассини". Это будет включать в себя проведение углубленного анализа шлейфов Энцелада и посадку зонда на поверхность Энцелада с целью выяснения пригодности для жизни этого маленького спутника и того, есть ли там жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.
