Источником метана в выбросах из подповерхностного океана на Энцеладе с высокой вероятностью могут быть живые организмы.

Поверхность спутника Сатурна – Энцелада – покрыта толстым слоем безжизненного льда с температурой под пару сотен градусов ниже нуля. Однако под этим многокилометровым ледяным панцирем, как полагают исследователи, находится океан с жидкой водой. Одно из доказательств его существования – мощные водяные гейзеры, бьющие сквозь трещины в ледяной поверхности на высоту до 250 километров. Их впервые сфотографировал в 2005 году аппарат «Кассини», а спустя десять лет «Кассини» удалось пролететь прямо над одним из таких выбросов и изучить его химический состав. Больше всего учёных тогда привлёк метан и большое количество молекулярного водорода, которое говорило о гидротермальной активности на дне энцеладского океана.

Гейзеры, прорывающиеся сквозь ледяную поверхность южного полюса Энцелада, сфотографированные аппаратом «Кассини». Фото: NASA/JPL/Space Science Institute

На Земле, а точнее, на дне наших океанов, существуют гидротермальные источники, их ещё называют «чёрными курильщиками». Это подводные гейзеры, которые выбрасывают наружу разогретую до нескольких сот градусов в толще океанической коры воду. При контакте воды с раскалёнными минералами часть её может превращаться в водород, который и содержится в «выхлопе» чёрных курильщиков. А вот с метаном всё интереснее.

Во-первых, он может образовываться при взаимодействии углекислого газа и водорода. Второй потенциальный источник – это разложение органических молекул при высоких температурах и давлении. Такой процесс может иметь место, если существенная часть Энцелада была образована материалом комет, в которых, как известно, довольно много разной «космической» органики. И, наконец, самый интересный вариант – это метан, синтезированный микроорганизмами.

Например, несколько лет назад биологи из Дюссельдорфского университета им. Генриха Гейне смогли установить, что последний одноклеточный организм, давший начало всем доменам земной жизни, жил рядом с вулканическими горячими источниками на дне океана и питался выходящим из них водородом. Другими словами, наш очень далёкий предок жил примерно 3.5-3.8 млрд. лет назад где-то на дне древнего океана рядом с чёрным курильщиком, ел водород и при этом выделял метан. Почему бы такому же организму не жить и где-то на дне подповерхностного океана на Энцеладе, ведь условия там «сейчас» и на Земле «тогда» в целом могут быть похожи?

Как пишут исследователи в своей недавней статье в Nature Astronomy, источник метана в выбросах гейзеров на Энцеладе с высокой вероятностью может быть именно биологического происхождения. Как они пришли к такому выводу? Для этого учёные построили множество теоретических моделей, описывающих гидротермальные процессы синтеза водорода и метана. Ключевыми параметрами для оценки моделей были выбраны скорости образования водорода и метана, а также соотношение объёмов этих газов – эти значения были экспериментально определены из данных, полученных с Кассини.

В результате получилось, что одним лишь гидротермальным синтезом метана и водорода их наблюдаемые значения никак не объяснить. Поэтому нужен альтернативный источник метана: либо биологического происхождения, либо какой-то другой, например, разложение органики, оставшейся от комет. Так что к вопросу об источниках марсианского метана астробиологическим знатокам добавился ещё аналогичный вопрос от спутника Сатурна.