Чи можуть гідротермальні джерела Землі вказати шлях до інопланетного життя?

Гідротермальні системи є воротами до деяких із найцікавіших процесів, що формують нашу планету. Гідротермальне поле Polaris у Північному Льодовитому океані – це сайт, який переписує те, що ми знаємо про різноманітність джерел і роль гідротермальної активності в підтримці життя на Землі – і, можливо, за її межами. Нещодавні дослідження виявили ширший діапазон стилів вентиляції, ніж передбачали експерти, змінивши наше розуміння походження цих вентиляційних отворів та їх більшого впливу на наші океани та планету.

Полярне гідротермальне поле

Наша історія розгортається на гідротермальному полі Polaris, розташованому в Північному Льодовитому океані на надповільно спрединговому хребті Гаккеля. Початкові дослідження намалювали картину Polaris як класичної системи «чорного курця», викликаної її близькістю до вулканічної підводної гори та аномаліями температури та каламутності в її гідротермальному шлейфі. Але історія поля Полярної зорі прийняла дивовижний поворот. Після всебічних досліджень морського дна та геохімічного аналізу вчені виявили, що Polaris не був звичайним чорним курцем. Натомість він скидає в Північний Льодовитий океан рідини, збагачені воднем і метаном.

Гідротермальне життя: більш різноманітне, ніж ми думали

Щобільше, глибоководні гідротермальні шлейфи, виявлені вздовж надповільно розповсюджуваних серединно-океанічних хребтів, виявили різноманітність стилів вентиляції, що перевищує те, що повідомлялося раніше. За словами вчених з Океанографічного інституту Вудс-Хоула (WHOI), це розширення георізноманіття поширилося навіть на Північний Льодовитий океан, розширивши наше розуміння роботи океанів нашої планети.

«Багаті воднем вентиляційні отвори, такі як Polaris, мають набагато більше хімічної потенційної енергії, доступної для життя, ніж будь-які інші види вентиляційних отворів», — пояснив Кріс Герман, старший науковий співробітник WHOI. «Мікробне різноманіття, яке ви отримуєте, коли доступна така кількість енергії, справді вражає та відрізняється від більшості звичайних гідротермальних джерел».

Наслідки для життя за межами Землі

Ці відомості про функціонування нашого океану мають не лише земне значення, але й дають вагу для можливостей життя за межами нашої планети.

«Відкриття, які ми зробили тут, особливо важливі, тому що вони запевняють нас, що ми можемо шукати життя в інших океанських світах надійним і значущим способом на основі того, що ми зараз знаємо», — сказав Герман.

Північний Льодовитий океан: вікно в невідоме

Північний Льодовитий океан, одне з найменш досліджених місць на Землі, служить вікном у геологічні процеси, які інакше залишилися б прихованими. «Відомості, які ми отримали від гідротермальної системи Polaris, були неочікуваними та мали серйозні наслідки для гідротермальних досліджень в інших океанах. Ми раді дізнатися, які ще сюрпризи чекає Арктика в майбутньому», — зазначив Елмар Альберс, докторант WHOI.

Поєднання життя на Землі з космосом

Розкриття таємниць нашої рідної планети слугує сходинкою до розуміння розподілу життя у Всесвіті.

«Те, що ми дізнаємося тут, в Арктиці чи будь-де на Землі, безпосередньо застосовується до наших успішних досліджень інших світів, таких як Європа та Енцелад, і за їх межами», — сказала Беккі МакКолі Ренч, науковий співробітник астробіологічної програми в штаб-квартирі NASA.

Це дослідження було в основному підтримано програмою NASA PSTAR в WHOI та престижним Фондом Олександра фон Гумбольдта. Продовжуючи досліджувати таємниці океану, ми нагадуємо про заплутані зв’язки між нашою власною планетою та величезним Всесвітом, який існує за нею.

Гідротермальні системи та походження життя

Гідротермальне поле Polaris виділяється не лише своєю різноманітністю, але й унікальними хімічними ознаками. На відміну від традиційних систем чорного куріння, які видаляють рідини, багаті залізом і сіркою, Polaris випускає шлейфи, збагачені воднем і метаном. Ці гази живлять спеціалізовані мікробні спільноти, які процвітають за відсутності сонячного світла, використовуючи хімічну енергію для підтримки життя.

Ці багаті воднем середовища є гарячими точками для хемосинтезу, процесу, у якому мікроби перетворюють хімічну енергію в органічну речовину. Потенційна енергія, наявна в цих системах, робить їх винятковими лабораторіями для вивчення того, як життя може виникати та зберігатися в екстремальних умовах як на Землі, так і в інших океанських світах. Ця відмінна хімія має наслідки для розуміння того, як гідротермальні системи могли сприяти виникненню життя.

Хімічні градієнти, які спостерігаються на Полярісі, відображають джерела енергії, які, за теорією, підтримували раннє життя на Землі, забезпечуючи переконливий аналог для позаземних середовищ. Повний текст дослідження опубліковано в журналі Earth and Planetary Science Letters.