अनेक दशकांपासून, गुरूच्या सर्वात मोठ्या चंद्रांपैकी एक असलेल्या युरोपाला शोधातील स्टार उमेदवारांपैकी एक मानले जात आहे पृथ्वीच्या पलीकडे जीवनत्याच्या बर्फाळ पृष्ठभागाखाली खाऱ्या पाण्याचा एक विशाल भूगर्भातील महासागर आहे, ज्यामध्ये कागदावर, राहण्यायोग्यतेसाठी अनेक मूलभूत घटक असल्याचे दिसून येते.
तथापि, मध्ये प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासाच्या नेतृत्वाखालील अनेक अलीकडील कामे निसर्ग कम्युनिकेशन्सते प्रत्येक अर्थाने खूपच थंड चित्र रंगवतात. अंतर्गत मॉडेल्स असे सूचित करतात की या महासागराचा समुद्रतळ असेल खूप कडक आणि भूगर्भीयदृष्ट्या कंटाळवाणे जेणेकरून सर्वात लवचिक सूक्ष्मजीवांना देखील आवश्यक असलेली ऊर्जा आणि पोषक तत्वे मिळतील.
एक विशाल महासागर जो जीवनाची हमी देत नाही
युरोपाच्या बर्फाळ कवचाखाली एक जागतिक महासागर आहे जो, सर्वात व्यापकपणे स्वीकारल्या जाणाऱ्या अंदाजांनुसार, पोहोचू शकतो ६० ते १५० किलोमीटर खोलवरहे सर्व बर्फाच्या थराने झाकलेले आहे १५ ते २५ किलोमीटर जाड, पृष्ठभागावर खूप तुटलेले परंतु, वरवर पाहता, आश्चर्यकारकपणे शांत तळाशी विसावलेले.
जरी त्याचा व्यास सुमारे आहे 3.100 किलोमीटर - आपल्या चंद्रापेक्षा काहीसे लहान -, गणना दर्शवते की खाऱ्या पाण्याचा हा महासागर पृथ्वीवरील सर्व महासागरांपेक्षा जास्त पाणी असणेया आकड्यामुळेच युरोपा हे सौरमालेतील जीवन शोधण्यासाठी सर्वात आशादायक ठिकाणांपैकी एक आहे ही कल्पना वर्षानुवर्षे बळकट झाली.
ग्रह शास्त्रज्ञांच्या नेतृत्वाखालील नवीन अभ्यास पॉल बायर्नसेंट लुईस येथील वॉशिंग्टन विद्यापीठातील एका संशोधकाने त्या आशावादी दृष्टिकोनाला आव्हान दिले आहे. भौतिक मॉडेल्स वापरून चंद्राच्या आतील भागाची पुनर्बांधणी केल्यानंतर आणि चंद्राच्या गुणधर्मांशी त्याच्या गुणधर्मांची तुलना केल्यानंतर, त्यांना आढळले की चंद्राचा आतील भाग खरोखरच सर्वात वास्तववादी आहे. पृथ्वी, चंद्र आणि आयो (आणखी एक अत्यंत ज्वालामुखी जोव्हियन चंद्र), टीम असा निष्कर्ष काढते की युरोपाचा पाया असेल यांत्रिकदृष्ट्या खूप प्रतिरोधक, मोठ्या टेक्टोनिक संरचनांची निर्मिती रोखण्याच्या टप्प्यापर्यंत.
लेखकांच्या मते, त्या महासागराच्या तळावर काहीही अपेक्षित नव्हते. समुद्राच्या मध्यभागातील लांब कडा, खोल खंदक, पाण्याखालील ज्वालामुखी किंवा सक्रिय जलऔष्णिक छिद्रेप्रत्यक्षात, आपण एका विशाल महासागराच्या जगाचा सामना करत असू, परंतु जवळजवळ अपरिवर्तनीय खडकाळ जमिनीवर स्थायिक झालो आहोत.
समुद्राचा तळ राहण्यायोग्यतेची गुरुकिल्ली का आहे?
पृथ्वीवर, जीवनाच्या उत्पत्तीबद्दलच्या अनेक गृहीतके याकडे निर्देश करतात की समुद्रतळाचे जलऔष्णिक जेट्सतेथे, प्लेट टेक्टोनिक्स आणि ज्वालामुखीमुळे चालणारे गरम खडक आणि समुद्राचे पाणी यांच्यातील परस्परसंवाद, मिथेनसारखे रासायनिक संयुगे आणि सूक्ष्मजीवांना उपलब्ध असलेली मुबलक ऊर्जा निर्माण करतो.
बायर्नच्या टीमने हे ज्ञान युरोपाला हस्तांतरित केले जेणेकरून त्या चंद्रावर अशाच प्रक्रिया अस्तित्वात असतील का याचा तपास करता येईल. त्यांचा निष्कर्ष असा आहे की युरोपियन समुद्रतळ खूप कठीण असेल. जेणेकरून ते सतत खंडित होतील आणि स्वतःचे नूतनीकरण करतील, ज्यामुळे पृथ्वीच्या महासागराच्या तळांमध्ये आपल्याला माहित असलेल्या गतिमान वातावरणाचे पुनरुत्पादन रोखले जाईल.
बायर्नच्या स्वतःच्या शब्दांत, जर आपण पाठवू शकलो तर रोबोटिक पाणबुडी युरोपच्या महासागरापर्यंत, आपल्याला बहुधा सापडणार नाही अलीकडील फ्रॅक्चर, सक्रिय ज्वालामुखी किंवा गरम पाण्याचे स्तंभ तळापासून वर येत आहे. भूगर्भीयदृष्ट्या, पृथ्वीवरील खोल परिसंस्थांना अन्न देणाऱ्या रासायनिक उर्जेच्या स्त्रोतांशिवाय, शांततेने वर्चस्व असलेल्या भूदृश्याकडे सर्व काही निर्देशित करेल.
हे मत इतर अभ्यासांशी जुळते जे दर्शवितात की जल-खडक अभिक्रिया युरोपमध्ये, या परिसंस्था समुद्रतळाच्या पहिल्या काहीशे मीटरपर्यंत मर्यादित असतील, ज्यामध्ये खडकाळ आतील भाग आणि महासागर यांच्यात तीव्र आणि सतत देवाणघेवाण होणार नाही. अशा परिस्थितीमुळे जटिल परिसंस्था तयार होण्याची आणि त्यांची देखभाल होण्याची शक्यता खूपच कमी होते.
तरीही, अभ्यास त्यांच्या अस्तित्वाची शक्यता पूर्णपणे नाकारत नाही. अतिशय साधे सूक्ष्मजीव विशिष्ट कोनाड्यांमध्ये, परंतु मॉडेल्सनुसार, मोठ्या समुदायांना टिकवून ठेवण्यासाठी उपलब्ध उर्जेचे प्रमाण खूपच मर्यादित असेल.
गुरु ग्रहाच्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव (आणि मर्यादा)
जोव्हियन चंद्रांच्या महान अंतर्गत इंजिनांपैकी एक म्हणजे भरती-ओहोटीचे तापमान वाढणे, तीच प्रक्रिया जी टोकाला नेली तर, आयओ सूर्यमालेतील सर्वात ज्वालामुखीयदृष्ट्या सक्रिय असलेल्या शरीरावर. गुरु ग्रहाचे तीव्र गुरुत्वाकर्षण या चंद्राला सतत विकृत करते, अंतर्गत उष्णता निर्माण करते आणि त्याच्या अद्भुत ज्वालामुखीला चालना देते.
युरोपच्या बाबतीत, परिस्थिती वेगळी आहे. त्याची कक्षा आहे अधिक स्थिर आणि काहीसे दूरजेणेकरून भरती-ओहोटीचे बल कमकुवत होतील. नवीन अभ्यासातील मॉडेल्स असे दर्शवतात की ही तापमानवाढ पुरेशी आहे समुद्र पूर्णपणे गोठण्यापासून रोखण्यासाठीपरंतु मजबूत टेक्टोनिक्स किंवा दीर्घकाळ ज्वालामुखी सक्रिय करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या तीव्रतेने खडकाला विकृत करणे पुरेसे नाही.
संशोधक असेही नमूद करतात की खडकाच्या गाभ्याची मूळ अंतर्गत उष्णता ते अब्जावधी वर्षांपूर्वी मोठ्या प्रमाणात नष्ट झाले असते. या औष्णिक क्षयतेमुळे सध्याचे महासागर तळ इतके स्थिर आणि तुलनेने अगतिक वातावरण का दिसते हे स्पष्ट होईल.
चे हे संयोजन मध्यम भरती-ओहोटी आणि थंड झालेल्या गाभ्यामुळे युरोप एका प्रकारच्या मध्यवर्ती क्षेत्रात राहतो: तो बर्फाखाली द्रवरूप महासागर टिकवून ठेवतो, परंतु पृथ्वीवर खोल परिसंस्था टिकवून ठेवण्यासाठी मूलभूत मानल्या जाणाऱ्या भूगर्भीय यंत्रसामग्रीचा अभाव असतो.
ही प्रतिमा टायटन (शनि) सारख्या इतर बर्फाळ जगाशी विरोधाभासी आहे, जिथे काही मॉडेल्स कदाचित अधिक सक्रिय आतील भाग आणि खूप वेगळ्या रसायनशास्त्राचा सल्ला देत आहेत, ज्यामुळे युरोपियन आणि अमेरिकन वैज्ञानिक समुदायातील काही लोक असे मानतात की जीवनाच्या शोधाचे केंद्रबिंदू वितरित करण्यासाठी अनेक उमेदवारांमध्ये आणि केवळ युरोपमध्येच नाही.
जीवनासाठी तीन आवश्यकता... एका मोठ्या अज्ञातासह
खगोल जीवशास्त्रात, आपल्याला माहित असलेल्या जीवनाच्या तीन प्रमुख परिस्थितींवर अनेकदा भर दिला जातो: द्रवरूप पाणी, सेंद्रिय संयुगे आणि उर्जेचा स्रोतकागदावर, युरोप पहिल्या दोन आवश्यकता चांगल्या प्रकारे पूर्ण करतो आणि किमान अंशतः, तिसरी.
एकीकडे, सर्व मोहिमा आणि निरीक्षणे यावर सहमत आहेत की चंद्रावर एक द्रव पाण्याचा जागतिक महासागरदुसरीकडे, त्याच्या बर्फाळ पृष्ठभागावर खालील गोष्टी ओळखल्या गेल्या आहेत: सेंद्रिय रेणू जे बहुधा भूगर्भातील महासागरात देखील असण्याची शक्यता आहे.
मुद्दा ऊर्जेचा आहे. युरोपाची गुरु ग्रहाभोवतीची कक्षा निर्माण करते भरती-ओहोटीचे तापमान वाढणे आत, परंतु मॉडेल्स असे सूचित करतात की समुद्रतळावर हे योगदान कमकुवत असेल. म्हणजेच, पाणी पूर्णपणे गोठण्यापासून रोखण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा असेल, परंतु उत्तेजित करण्यासाठी पुरेशी नसेल सक्रिय टेक्टोनिक्स किंवा सतत ज्वालामुखी खडकाळ पायथ्याशी.
या सूक्ष्मतेमुळे राहण्यायोग्यतेचा अर्थ आमूलाग्र बदलतो. पाणी आणि सेंद्रिय पदार्थ असणे आवश्यक आहे, परंतु पदार्थांचे मिश्रण करणारे, कवच नूतनीकरण करणारे आणि सतत रासायनिक अभिक्रिया सुलभ करणारे भूगर्भीय इंजिन नसल्यास, जीवसृष्टी निर्माण होण्याची आणि टिकून राहण्याची शक्यता ते कमीत कमी केले जाते.
पेपरचे लेखक आग्रह धरतात की त्यांचे निकाल संदर्भित करतात वास्तविक स्थिती युरोपमधून. ते हे नाकारत नाहीत की, भूतकाळात, चंद्राचा आतील भाग जास्त सक्रिय असू शकतो, समुद्रतळ उबदार असल्याने आणि मर्यादित काळासाठी परिसंस्था टिकवून ठेवण्यास सक्षम असलेल्या हायड्रोथर्मल व्हेंट्समुळे.
भूतकाळात युरोप अधिक राहण्यायोग्य असता का?
या अभ्यासातील सर्वात मनोरंजक मुद्द्यांपैकी एक म्हणजे युरोप कदाचित अब्जावधी वर्षांपूर्वी, एक अधिक सक्रिय आणि संभाव्य राहण्यायोग्य जगत्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, गाभ्यातून उरलेली उष्णता आणि कदाचित अधिक तीव्र भरती-ओहोटीमुळे समुद्रतळ हायड्रोथर्मल व्हेंट्स आणि जोरदार द्रव परिसंचरणाने भरलेले असू शकते.
त्या परिस्थितीत, ते दिसण्याची शक्यता नाकारता येत नाही पाणी आणि खडकांच्या रसायनशास्त्रावर आधारित परिसंस्थापृथ्वीच्या मध्य-महासागराच्या कडांवर पाहिल्या गेलेल्या दृश्यांसारखेच. तथापि, कालांतराने, अंतर्गत उष्णतेच्या हळूहळू कमी होण्यामुळे ही क्रिया विझली असती, ज्यामुळे समुद्रतळ सध्याच्या मॉडेल्सनी सुचवलेल्या शांततेत राहिला असता.
जर असे काही घडले असते, तर कोणत्याही संभाव्य युरोपीय जीवमंडळाला एक मर्यादित कालावधी उपलब्ध ऊर्जेतील घट विकसित करणे आणि त्यांच्याशी जुळवून घेणे. जीवन उदयास येण्यासाठी ते अंतर पुरेसे होते का आणि ते जीवन वाढत्या थंड जगात टिकू शकेल का हे निश्चित करणे, ही एक मोठी अज्ञात समस्या आहे ज्याचे उत्तर आगामी मोहिमा देण्याचा प्रयत्न करतील.
या लौकिक दृष्टिकोनाचा परिणाम कसा होतो यावर देखील होतो बायोमार्कर शोध बर्फाळ पृष्ठभागावर. काही निरीक्षण केलेल्या संरचना, जसे की गोंधळलेला भूभाग किंवा जिथे बर्फ तुटलेला आणि पुनर्रचना केलेला दिसतो, त्यातून महासागर आणि वरच्या थरातील संभाव्य भूतकाळातील देवाणघेवाणीचे संकेत मिळू शकतात.
युरोप आणि खंडातील इतर संशोधन केंद्रांमध्ये या चर्चेचे बारकाईने पालन केले जात आहे, कारण ते भविष्यातील नियोजनावर प्रभाव पाडते. युरोपियन मोहिमा आणि नासासोबतचे सहकार्य वैज्ञानिक उद्दिष्टांना प्राधान्य देताना आणि साधने निवडताना.
युरोपा क्लिपर, ज्यूस आणि अंतराळ संशोधनात युरोपची भूमिका
जरी नवीन संशोधनामुळे युरोपावर जीवसृष्टी सापडण्याची अपेक्षा कमी झाली असली तरी, या चंद्राबद्दल वैज्ञानिक रस कमी झालेला नाही, अगदी कमी झाला नाही. उलट, मोहिमा जसे की युरोप क्लिपर (नासा) आणि ज्यूस (युरोपियन स्पेस एजन्सी) त्यांच्यामध्ये हे गोठलेले जग आहे प्राधान्य उद्दीष्टे.
युरोपा क्लिपर, नासाने प्रक्षेपित केले आहे आणि २०१५ पासून चंद्राभोवती उड्डाण करण्याचे नियोजित आहे 2031ते मिळवण्यासाठी डझनभर क्लोज पास बनवेल उच्च रिजोल्यूशन प्रतिमा या मोहिमेचा उद्देश बर्फाच्या थराची जाडी मोजणे आणि भूपृष्ठाखालील महासागराचे तपशीलवार वर्णन करणे आहे. त्याच्या उपकरणांमध्ये बर्फात प्रवेश करणारे रडार, मॅग्नेटोमीटर आणि स्पेक्ट्रोमीटर समाविष्ट असतील जे पृष्ठभागाच्या रासायनिक रचनेचे आणि पाण्याच्या कोणत्याही प्रवाहाचे विश्लेषण करण्यास सक्षम असतील.
त्याच्या बाजूने, मिशन ज्यूस ईएसएचे ज्युपिटर आयसी मून एक्सप्लोरर आधीच जोव्हियन सिस्टीमकडे जात आहे आणि पुढील दशकाच्या सुरुवातीला ते येण्याची अपेक्षा आहे. जरी त्याचे प्राथमिक लक्ष्य गॅनिमेड चंद्र असेल, तरी प्रोब देखील अभ्यास करेल युरोप आणि कॅलिस्टोगुरूच्या बर्फाळ चंद्रांचा एक अतिशय मौल्यवान आढावा प्रदान करणे.
युरोपियन दृष्टिकोनातून, ही मोहीम ही भूमिका एकत्रित करण्यासाठी एक धोरणात्मक संधी दर्शवते खंडातील अवकाश उद्योग आणि बाह्य सौर यंत्रणेचा शोध घेणारी त्यांची संशोधन केंद्रे. स्पेन, ESA आणि त्यांच्या उच्च-तंत्रज्ञान कंपन्यांमधील सहभागाद्वारे, बर्फाळ जगांना चांगल्या प्रकारे समजून घेण्याच्या या वचनबद्धतेचा एक भाग आहे.
युरोपा क्लिपर आणि ज्यूस यांनी दिलेला डेटा सध्याचे मॉडेल्स किती प्रमाणात अचूकपणे वर्णन करतात हे पडताळण्यासाठी आवश्यक असेल. निष्क्रिय महासागर तळ किंवा, उलटपक्षी, बर्फाखाली अजूनही काही आश्चर्ये शोधायची असतील तर.
जी प्रतिमा उदयास येत आहे ती चंद्राची आहे ज्यावर भरपूर पाणी पण अंतर्गत ऊर्जा कमीजिथे बर्फाखाली लपलेला प्रचंड महासागर कदाचित थंड आणि रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय वातावरण असेल. युरोपा ही बर्फाळ जग कसे कार्य करते आणि त्यांना राहण्यायोग्य होण्यासाठी खरोखर काय आवश्यक आहे याचा अभ्यास करण्यासाठी एक विशेषाधिकार प्राप्त नैसर्गिक प्रयोगशाळा आहे, जरी प्रत्येक नवीन डेटा असे सूचित करतो की, किमान सध्या तरी, गुरूच्या चंद्रावर जीवन नाही. किंवा, जर त्यात असे काही असेल, तर तो टप्पा त्याच्या इतिहासात खूप मागे आहे.
