• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.06.2023, 18:00
Дарья Губина
1,2 тыс

Во внеземных океанах впервые удалось обнаружить фосфаты

❋ 6.4

До сих пор считалось, что дефицит фосфора может быть существенным препятствием на пути возникновения жизни в океанах других миров Солнечной системы.

Энцелад, спутник Сатурна. Фотография сделана «Кассини» / ©NASA
Энцелад, спутник Сатурна. Фотография сделана «Кассини» 9 октября 2008 года / ©NASA / Автор: Caristania Fabricius

Из шести элементов — углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, — необходимых для возникновения жизни, какой мы ее знаем, реже всего в космосе встречается именно фосфор, ключевой компонент молекул ДНК и РНК. Поэтому при анализе обстоятельств в том или ином уголке космоса важно понимать, какая там ситуация с его соединениями.

Долгое время понять это было сложно. Уже десятки лет идет изучение образцов метеоритов, лунных и марсианских пород, а также состава гейзеров с ледяных спутников планет-гигантов Солнечной системы. Затем ученые сопоставляют результаты анализа с земными образцами в попытке понять, подходят ли внеземные условия для возникновения и поддержания жизни.

Проблема с фосфором в том, что он легко связывается в соединениях с кальцием, которые в воде выпадают в осадок. Если океан достаточно глубок, то полноценной конвекции в нем может и не быть. Тогда единожды выпавшие в осадок соединения могут никогда не вернуться в основную часть океанической толщи. Например, подледный океан Энцеледа имеет глубину 30-40 километров, что намного глубже земного. Но значит ли это, что фосфор там весь обязательно связан в осадках?

Стоит напомнить, что на Земле есть вода с высоким содержанием соединений фосфора, растворенных в толще вод, — содовые озера. И если подледные океаны спутников Сатурна и Юпитера по составу схожи с такими озерами, в них может быть много этого ценного элемента — и серьезные перспективы для жизни.

Открытый больше двух веков назад Энцелад по-настоящему заинтересовал ученых лишь 20 лет назад, когда межпланетная станция «Кассини» засекла над спутником Сатурна шлейфы ледяных частиц, вырывавшихся из-под поверхности. Это было свидетельством того, что Энцелад активен и под ледяной «скорлупой» скрывается океан.

Вылетающие из него частицы льда вносят значительный вклад в формирование предпоследнего кольца планеты-хозяина Сатурна — так называемого E-кольца. Поэтому анализ состава частиц этого кольца дает гораздо более качественную статистику по составу подледного океана, чем исследование данных редких «свежих» выбросов гейзеров Энцеледа.

поиске фосфора и его соединений авторы новой работы проанализировали данные «Кассини» по нескольким сотням пойманных в E-кольце крупиц с высокими концентрациями солей. В итоге они нашли там образцы со значительной концентрацией фосфатов — солей фосфорных кислот. Правда, всего девять штук.

Неравномерное распределение солей по крупицам льда может означать, что и в океане Энцелада они распределены неравномерно. Впрочем, по мнению авторов, на распределение соединений в выбросах может влиять сам процесс формирования гейзеров. Поэтому ученые полагают, что в целом извергнутые частицы — репрезентативный образец состава океана вблизи его поверхности подо льдом.

Чтобы понять, как в гипотетических условиях океанов Энцелада соединения фосфора удерживаются в воде, ученые провели лабораторные эксперименты с углеродистым хондритом — аналогом той породы, из которой состоит ядро спутника.

Схема процессов, влияющих на содержание соединений в океане Энцелада / ©Nature

Опыты и теоретические расчеты подтвердили схожесть океанов спутника с содовыми озерами нашей планеты: высокая концентрация карбонатных минералов провоцирует снижение количества растворенного кальция, что ведет к повышению концентрации в воде растворенных соединений фосфора. Кальций в таких условиях просто не может «увлечь» весь фосфор в нерастворимый осадок. В итоге концентрация фосфора в океанах Энцеледа как минимум в 100 раз выше, чем в океанах Земли. Из места, которое считали бедным фосфором, местные водоемы внезапно превратились в гипернасыщенные этим элементом.

Долгое время именно отсутствие фосфора было существенным фактором, ставившим под сомнение возможности существования жизни на Энцеладе и других ледяных спутниках Солнечной системы. Ведь фосфор в воде не удавалось найти нигде, кроме Земли. А на нашей планете он поднимается к поверхности благодаря тектонике плит, которой нет на ледяных спутниках.

Конечно, наличие фосфора само по себе еще не гарантирует наличия жизни. Более того, чрезмерное его обилие может указывать и на ее отсутствие (некоторые слишком соленые озера Земли бедны жизнью).

«Если на Энцеладе есть жизнь, то почему остается так много химической энергии и питательных веществ?» — ставит вопрос один из авторов новой работы Ясухито Секине (Yasuhito Sekine), астробиолог из Токийского технологического института.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
7 июля, 08:30
ПНИПУ

Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.

8 июля, 13:25
Александр Березин

Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?

6 июля, 11:29
РНФ

Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.

4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

6 июля, 14:44
Илья Гриднев

Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.

7 июля, 08:30
ПНИПУ

Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий