Podczas gdy astrobiolodzy tradycyjnie skupiali się na poszukiwaniu życia w miejscach do których dociera światło słoneczne czy ciepło wulkaniczne, autorzy najnowszego artykułu opublikowanego w periodyku International Journal of Astrobiology sugerują alternatywną ścieżkę. Badacze z NYU Abu Dhabi wykazali, że promienie kosmiczne mogą dostarczać energię organizmom w procesie radiolizy, tj. rozpadu cząsteczek wody pod wpływem promieniowania.
Zespół skupił się na tym, co dzieje się, gdy promienie kosmiczne uderzają w wodę lub lód pod znajdujący się pod powierzchnią planety. Takie zderzenie prowadzi do rozbicia cząsteczki wody i uwolnienia elektronów. Niektóre bakterie na Ziemi mogą wykorzystywać te elektrony jako źródło energii, podobnie jak rośliny wykorzystują światło słoneczne
Nie jest to czysta teoria – ziemskie organizmy już wykorzystują ten mechanizm. Bakteria Candidatus Desulforudis audaxviator, odkryta 2,8 km pod powierzchnią w południowoafrykańskiej kopalni złota, czerpie energię z produktów rozpadu promieniotwórczego uranu. Choć brzmi to niemal jak science fiction, stanowi ważny dowód możliwości wykorzystania takiego źródła energii.
Czytaj także: Ludzkość znalazła życie na Marsie. A potem zachowała się jak obcy z filmów sci-fi
W ramach swoich prac zespół badaczy wykorzystał zaawansowane symulacje komputerowe z modelem GEANT4 do oceny potencjału trzech kluczowych obiektów:
Enceladus – lodowy księżyc Saturna – wysunął się na prowadzenie. Symulacje wskazują na produkcję biomasy do 4×10⁻⁸ grama na centymetr kwadratowy, z gęstością do 43 000 komórek bakteryjnych na centymetr sześcienny już 2 metry pod powierzchnią.
Mars zajął drugie miejsce z produkcją biomasy około 1,1×10⁻⁸ g/cm² i gęstością do 10 000 komórek/cm³. Co ciekawe, optymalna głębokość to zaledwie 0,6 metra – stosunkowo łatwo dostępna dla łazików.
Europa, księżyc Jowisza, plasuje się na trzeciej pozycji z produkcją 4,5×10⁻⁹ g/cm² i optymalną głębokością 1 metra. Te wyniki, choć obiecujące, wymagają oczywiście potwierdzenia w terenie.
Nowe podejście do stref sprzyjających powstaniu życia
Powyższe badania wprowadzają koncepcję Radiolitycznej Ekosfery (RHZ), która znacząco poszerza paletę możliwych lokalizacji, w których może istnieć życie. Jest to zatem odejście od tradycyjnej „strefy Złotowłosej” i skupienie się na podziemnych zbiornikach wody aktywowanych przez promieniowanie kosmiczne.
To odkrycie zmienia sposób, w jaki myślimy o tym, gdzie może istnieć życie. Zamiast szukać tylko ciepłych planet z światłem słonecznym, możemy teraz rozważyć miejsca zimne i ciemne, o ile mają trochę wody pod powierzchnią i są narażone na promienie kosmiczne. Życie może być w stanie przetrwać w większej liczbie miejsc, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy — Dimitra Atri, główna autorka badania
Dostępność energii na Marsie i Europie (10⁶-10⁷ eV na gram na sekundę) przewyższa o rząd wielkości możliwości wspomnianej ziemskiej bakterii. Enceladus osiąga około 10⁷ eV/g/s – liczby imponujące, choć ich praktyczne znaczenie wciąż pozostaje przedmiotem dyskusji.
Kierunki przyszłych badań
Odkrycie ma bezpośrednie znaczenie dla planowania misji kosmicznych. Autorzy sugerują, by przyszłe ekspedycje skupiały się na podpowierzchniowych środowiskach zamiast wyłącznie na badaniu powierzchni. Kluczowe cele to:
- Płytkie warstwy podpowierzchniowe Marsa (do 1 metra głębokości)
- Lodowa powłoka Enceladusa wraz z jego charakterystycznymi pióropuszami wodnymi
- Powierzchnia Europy ze śladami CO₂ z podpowierzchniowego oceanu
Płytkie lokalizacje mają dodatkową zaletę – chronią przed ekstremalnymi temperaturami i mogą przechowywać informacje o klimatycznej przeszłości planet. To rozsądny kierunek, choć od strony technicznej to wciąż ogromne wyzwanie.
Czytaj także: Jeśli życie na Marsie istnieje, to znaleziono na to najlepsze dotychczas dowody
Powyższe wyniki faktycznie otwierają nowe możliwości poszukiwania życia w miejscach wcześniej uznawanych za niegościnne. Radioliza teoretycznie umożliwia przetrwanie w zimnych, pozbawionych światła środowiskach. Nie zmienia to faktu, że wciąż mówimy o modelach teoretycznych – potwierdzenie wymagałoby bezpośrednich badań i wykrycia aktywnych organizmów. To ważny krok w naszym rozumieniu powszechności występowania warunków sprzyjających istnieniu życia, ale z pewnością nie ostatni. Trzymajmy więc nerwy na wodzy, czekając na kolejne etapy weryfikacji tej intrygującej hipotezy.