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新的水热模型评估了木星月亮欧罗巴生活的可能性

时间:2021-08-01 12:52:10 来源:

欧罗巴在冷冻地壳下有一个巨大的温暖液态水。这一海底可能是原始地球的类似环境,可能托管微生物。美国宇航局

木星的冰冷月亮欧罗巴是Astrobiology Research的主要目标,因为它在太阳系中提供了一个可居住的环境。在它的冰上地壳下,估计厚10公里,是液体水的海洋,深入100公里。巨大的能量来源源于与木星的引力相互作用导致这种水温暖。

在与地球上类似的数据中评估欧罗巴的微生物居住性的理论研究已经由一群与圣保罗大学(USP)相关的巴西研究人员进行,该研究人员联合签署了一篇在科学报告中发表的文章。

“基于从地球上类似的信息,我们研究了生物可用的能源对欧罗巴的可能影响,”巴西国家同步灯实验室(LNLS)和Astrobiology研究中心(Nap-Astrobio)和天竺葵学研究中心,Douglas Galante说)圣保罗大学的天文学研究所,地球物理和大气科学研究所(IAG-USP)。

Galante协调这项研究,由SãoPaulo研究基金会支持的研究 - 通过硕士学位的奖学家泰国Pereira Fapesp,该研究基金会来自Chemist Thiago Pereira,该公司在加利兰特他的监事中,通过一个专题项目,旨在调查巴西和非洲的地方对于与新蛋白古代的多线程寿命的出现有关的地球化学和同位素转化的可能性。

与原始地球的相似之处

在南非约翰内斯堡附近的Mponeng金矿,在2.8公里的深度,研究项目不仅找到了与地球生命历史相关的重大变化的痕迹,也是一个类似于欧罗巴的陆地环境。最近发现细菌念珠菌溃烂的癫痫发球体在矿井内存在矿井内,通过水辐射溶解,通过电离辐射来解离水分子。

“这座非常深的地下矿水通过含有放射性铀的裂缝漏水,”加兰特德说。铀分解水分子以产生自由基[H +,OH-等]。自由基攻击周围的岩石,特别是硫铁矿[铁二硫化铁,FeS2],生产硫酸盐。细菌使用硫酸盐来合成ATPα三磷酸酯,该核苷酸负责在细胞中能量储存。这是第一次发现生态系统直接在核能的基础上生存。“

根据加兰特和同事的说法,兆头矿区的细菌殖民的环境是欧罗巴底部存在的环境的优秀模拟。

虽然欧罗巴表面的温度是绝对零的,但其核心存在大量的热能,因为欧罗巴与木星强大的引力吸引力的效果导致卫星的轨道是极其椭圆形的,意思是欧罗巴发现自己无论是关闭还是太远的煤气巨头。这使得冰冷的月亮在木星巨大潮汐的怜悯中遭受几何变形。交替状态伸长和放松的交替释放的能量使得欧罗巴的地下能够举办液体水海洋。

加利丹说:“然而,这对液体水来说是不够的”加利兰特。根据研究人员,地球已知的所有生物活动的基础是化学梯度,即分子,离子或电子在不同区域中的分子,离子或电子的差异,其在一定方向上产生流动,允许发生细胞呼吸,光合作用,ATP生产和生活中共同的其他过程。

水热散发 - 分子氢[H2],硫酸硫酸[H2S,硫酸[H2SO4,甲烷[CH4]等 - 是化学不平衡的重要来源和生物转导的潜在因素,即转化加利兰人说,对生物学上有用的能量的不平衡。“这些水热源是地球生命起源的最合理情景。”

研究ATP生产中欧罗巴的条件

本集团评估了欧罗巴的化学失衡如何通过导致水与欧罗巴地壳中的水和化学元素之间的链反应的散发来启动 - 然而,缺乏经验数据可以防止科学家毫不含糊地推测任何这些事件(AN) Europa Mission“可能会在2030年代后期举行,美国航天局陈述美国航空航天局)。“这就是为什么我们寻找更有可能发生的普遍性的身体效果。加利兰特说,这种效果正是放射性的作用。

岩石芯的太阳能系统中的天体共享相同的放射性物质,通过超新星爆炸在太阳和行星的超新星爆炸中喷射。铀,钍和钾是该研究所考虑的放射性元素,其基于已经观察并在地球上的数量,在陨石和火星上估计了这些材料在欧罗巴的浓度。

“从这些数量来看,我们能够估计释放的能量,这种能量如何与周围水相互作用,以及由这种相互作用产生自由基的水辐射的效率,”Galante说。

根据该研究,除了放射性核素,黄铁矿是一种至关重要的成分,其存在对于Europa的生命是必不可少的。“从我们的研究中获得的建议之一是,应该被寻找痕迹作为对天体的居住性的任何评估的一部分,”加利兰人。在假设的使命到欧罗巴发现黄铁矿的机会很好,因为硫磺(Fe)是在太阳系上都有丰富的元素。

“Europa上的海洋床似乎为第一个十亿年内的原始地球上存在的条件非常相似。所以今天学习欧罗巴在某种程度上就像过去看着我们自己的星球。除了欧罗巴居住地的内在兴趣以及在那里生物活动的存在外,该研究还是理解宇宙中生命的起源和演变的门户。“

出版物:Thiago Altair等,等,“Europa的微生物寿命受到放射源,”科学报告,第8卷,物品编号:260(2018)DOI:10.1038 / S41598-017-18470-Z


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