English
Jeśli kiedyś będziecie mieć szansę zejść na dno oceanu, nie zaprzepaśćcie jej. […] To na zawsze odmieni wasz umysł – Kevin Peter Hand, 2022, Pozaziemskie oceany.
Od 15 lat nurkuję w meksykańskich jaskiniach. Widziałem stada liczące setki delfinów i rekinów młotów na Galapagos, kosogony na Malapasce, stada mant rafowych na Komodo i oceanicznych na Raja Ampat. Nurkowałem z naukowcami badającymi rekiny wielorybie w Dżibuti. Przez lata poznawałem życie raf Koralowego Trójkąta: Indonezji, Malezji i Filipin… Pytany o marzenia, odpowiadam zawsze: zanurkować na Europie! Nie w Europie… Na Europie. Marzenia trzeba spełniać, więc mam nadzieję, że ktoś kiedyś – nawet jeśli nie ja – zanurkuje w oceanach księżyców Jowisza. Naukowcy z NASA również o tym marzą, już od lat 90., od misji Galileo. Jeden z tych marzycieli napisał niedawno książkę wizualizującą oceany na innych światach Układu Słonecznego.
Kevin Peter Hand to planetolog i astrobiolog. Studiował fizykę i psychologię. Ostatecznie jednak został inżynierem i zatrudnił się w NASA. Jako doktorant zbierał próbki życia morskiego z kominów hydrotermalnych na dnie Atlantyku i Pacyfiku w misjach fundowanych przez Jamesa Camerona [1]. Nie bez przygód: Utknęliśmy na dnie. Akumulator był na wyczerpaniu. Kończyło nam się powietrze. W żaden sposób nie mogliśmy skontaktować się ani z drugim zespołem, ani z załogą łodzi unoszącej się gdzieś 3 kilometry nad nami.
W 2007 r. obronił doktorat na temat potencjalnego życia w oceanie Europy [2]. Pozaziemskie oceany: Poszukiwanie życia w głębinach Kosmosu to polskie tłumaczenie jego książki Alien Oceans: The Search for Life in the Depths of Space, która ukazała się w 2020 r. [3]. To fascynująca podróż przez Układ Słoneczny z akwanautą i astrobiologiem.
Pozaziemskie oceany – coś więcej niż wyobraźnia autorów science-fiction
Skąd wiemy o oceanach na księżycach Jowisza, Saturna oraz na innych ciałach niebieskich? Nie widać ich nawet przez najpotężniejsze teleskopy, choć Ganimedes i Tytan są przecież większe niż Merkury, a Kallisto jest prawie tego samego rozmiaru. Gdy Galileusz w 1610 r. odkrywał księżyce Jowisza, przez myśl by mu nie przeszło, że wnętrza aż trzech z nich mogą skrywać oceany. Kiedy Arthur C. Clarke pisał w 1968 r. swą pierwszą odyseję: 2001: Odyseja kosmiczna, umieścił akcję na Iapetusie, jednym z księżyców Saturna. Stanley Kubrick przeniósł jednak ekranizację powieści na Europę, księżyc Jowisza.
Szczęśliwy traf czy przeczucie? Nikomu wtedy o podskórnych oceanach poza Matką-Ziemią jeszcze się nie śniło. Pierwsze rozpalające wyobraźnię zdjęcia galilejskich księżyców Jowisza przesłały legendarne sondy Voyager 1 i 2. Wraz z fotografiami przyszły zaskakujące dane… [4], Hand prowadzi nas krok po kroku, odkrywając kolejne tajemnice na tle kosmicznych misji NASA.
Księżyce niezgodne z modelem
W trakcie niełatwej misji sondy Galileo okazało się, że galileuszowe księżyce posiadają pola magnetyczne. Było to o tyle niespodziewane, że nawet Mars go nie ma. Uważano zatem, że ciała mniejsze od Ziemi po prostu nie mogą mieć pól magnetycznych. Badając Wszechświat, bardzo często dowiadujemy się jednak, że jest on całkiem inny niż sobie to wcześniej wyobrażaliśmy…
Oceaniczne rozwiązanie zagadki planetologicznej
Każdy księżyc ma inną historię. W przypadku Europy wyjaśnieniem okazało się pole indukowane w płynnym przewodniku, jakim jest stukilometrowej głębokości ocean skryty pod co najmniej kilkukilometrową warstwą lodu. Podczas pisania drugiej odysei w 1982 r., zekranizowanej przez Petera Hyamsa dwa lata później, jako 2010: Rok, w którym nawiązaliśmy kontakt, świat nauki marzył już o pozaziemskim życiu skrytym w podlodowych oceanach Europy. Do tajemniczego podpowierzchniowego oceanu dołączyły wkrótce akweny skryte pod lodem innych światów systemu.
Oceany Układu Słonecznego
Lubię myśleć, że żółć, czerwień i brąz na powierzchni Europy świadczą o toczącym się w oceanie pod nią życiu, ewoluującym przez eony jej pływowego tańca wokół Jowisza. […] Uwielbiam wyobrażać sobie, że druga strona lodu – ta, która styka się z oceanem płynnej wody – roi się od mikroorganizmów i być może również bardziej złożonych stworzeń, istot wżerających się w lód, by czerpać z niego tlen i inne związki powstałe w wyniku promieniowania gdzieś wysoko w górze – Kevin Peter Hand, 2022, Pozaziemskie oceany.
Europa, Ganimedes, Kallisto, Tytan, Enceladus i Tryton – księżyce gazowych planet-gigantów: Jowisza, Saturna i Neptuna, a nawet Pluton, zdegradowany do rangi planety karłowatej, kryją pod skutą lodem powierzchnią przepastne oceany, w których może być nawet dwadzieścia razy więcej słonej wody niż mamy jej na Ziemi. Sam ocean na Ganimedesie ma dziesięć razy tyle płynnej wody, co Ziemia. A gdzie jest woda, tam przecież może być życie… Zwłaszcza na Europie, Tytanie i Enceladusie, gdzie, jak podkreśla Hand, panują najlepsze warunki do powstania życia najbardziej podobnego do tego, jakie mamy na Ziemi.
Hand pisze z pasją o światach, na których nigdy nie był, jak gdyby znał je od lat. I na swój sposób zna. O lodowych księżycach Jowisza, Saturna i Neptuna i oceanach skrytych pod ich powierzchniami dywagujemy od czasu przelotu Voyagerów i sondy Galileo. Misja sondy Cassini dostarczyła danych o Enceladusie i Tytanie – księżycach Saturna, które również skrywają oceaniczne głębie. Ostatnim z ziemskich statków, przelatujących w pobliżu księżyców galilejskich, był New Horizons, który w drodze do Plutona w 2007 r. wykonał asystę grawitacyjną wokół Jowisza [5]. Pluton również okazał się skrywać oceaniczną tajemnicę. Jeśli nasz Układ Słoneczny jest ich tak pełen, jak wiele takich oceanów skrywają globy innych światów w Galaktyce?!
Kominy hydrotermalne – ziemska analogia
Dwie alternatywne teorie odnośnie do powstawania życia krążą wokół płytkich basenów zalewowych mórz wczesnej Ziemi, gdzie mogła powstać zupa pierwotna [6], lub też kominów hydrotermalnych, położonych głęboko na dnie oceanu. Na Europie, Enceladusie, Ganimedesie czy Plutonie nie mamy takiego wyboru. Astrobiolodzy upatrują więc szansy na powstanie życia na odległych globach dzięki specyficznym warunkom, jakie panują również w głębinach oceanów Ziemi.
W miejscach takich jak Zaginione Miasto na Grzbiecie Środkowo-Atlantyckim ze swą reakcją serpentynizacji [7]. Wskazują na ziemskie organizmy, które odżywiają się dzięki chemosyntezie, jak żyjący w kominach ślimak łuskonogi czy tamtejsze ryftie [8].
W artykule korzystałem m.in. z prac:
[1] Hand badał w ramach misji grzbiety Śródatlantycki i Wschodniopacyficzny. Zostało to uwiecznione w filmie dokumentalnym Camerona Obcy z głębin, nakręconym w formacje IMAX 3D. James Cameron 26 marca 2012 r. opuścił się na dno Głębi Challengera w Rowie Mariańskim na pokładzie batyskafu „Deepsea Challenger”.
[2] Dysertację Handa streszcza artykuł w „Nature” 2009: https://www.nature.com/articles/457384a .
[3] Princeton University Press: https://press.princeton.edu/books/hardcover/9780691179513/alien-oceans.
[4] Pierwsze choć nienajlepsze zdjęcia Ganimedesa i Io przesłały sondy Pioneer 10 (1973) i Pioneer 11 (1974). Przeloty Voyagerów w pobliżu galilejskich księżyców miały miejsce pod koniec tej samej dekady.
[5] Asysta grawitacyjna to sposób na osiągnięcie większej prędkości. Sonda New Horizons dostarczyła m.in. zdjęć erupcji wulkanów Tvashtar Paterae na Io – księżycu Jowisza, który jest najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem w Układzie Słonecznym.
[6] Harold Clayton Urey (1893-1981), odkrywca deuteru (nagroda Nobla w 1934 r.) i jeden z budowniczych bomby atomowej dowiódł w 1952 r., wraz ze swym magistrantem Stanleyem Millerem, że związki organiczne, w tym aminokwasy, mogą powstać z nieorganicznych substancji, jak metan i amoniak w wyniku wyładowań atmosferycznych. Eksperyment Millera-Ureya spełnił przewidywania J.B.S. Haldane’a i Alexandra Oparina.
[7] Serpentynizacja zachodzi, kiedy woda styka się z peridotytową skałą płaszcza Ziemi, przekształcając zawarty w niej oliwin czy piroksen w minerały serpentynowe, jak chryzotyl, lizardyt czy antygoryt: Nills G. Holm et al. (2015) Serpentinization and the Formation of H2 and CH4 on Celestial Bodies (Planets, Moons, Comets). „Astrobiology” 15(7):587-600. https://doi.org/10.1089/ast.2014.1188.
[8] Odkryte w 1977 r. na dnie Rowu Galapagoskiego przez geologa Jacka Corlissa z pokładu batyskafu Alvin termofilne wieloszczety Riftia pachyptila mają formę chitynowej rurki, z której wyłania się czerwony pióropusz, służący do pobierania z wody siarkowodoru, dwutlenku węgla i tlenu. Specyficzna hemoglobina ryftii nakierowana jest na siarkowodór, z którego następnie uzyskują energię w procesie chemosyntezy jej endosymbiotyczne bakterie; A.J. Arp (2001) Hydrothermal Vent Fauna, Physiology of*, Encyclopedia of Ocean Sciences (2nd Ed.), Academic Press, pp. 159-163 https://doi.org/10.1016/B978-012374473-9.00106-5.
