Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.
На Титане есть все ингредиенты, необходимые для существования жизни, какой мы ее знаем. В богатой метаном атмосфере в фотохимических реакциях образуются органические соединения, которые потом толстым слоем оседают на ледяную «кору». А под ней — огромный океан жидкой воды. Если эти соединения просачиваются сквозь лед, океан Титана может быть подходящим местом для появления жизни. Насколько вероятен такой сценарий?
В перспективах обогащения океана органическими соединениями попробовала разобраться группа ученых под руководством астробиолога Кэтрин Нэш (Catherine Neish) из Университета Западного Онтарио (Канада). Опираясь на результаты прошлых исследований коллег, группа рассчитала объем органики, которая может просачиваться сквозь «кору» при падении метеоритов.
Толщина ледяной «коры» Титана — от 40 до 170 километров, но ее плотность неравномерна, поэтому главная проблема для органических соединений — самый плотный лед. Толщина этого плотного слоя зависит от строения «коры». Если она состоит из чистого водного льда, то толщина твердого слоя достигает 42 километров. Астрономы же склоняются к версии, что в составе «коры» много соединений с метаном. В этом случае толщина твердого слоя — примерно 15 километров.
По результатам предыдущих исследований, если метеорит пробивает твердый слой на половину глубины, то 40-90% растаявшего от удара льда с примесями просачивается в океан. Поэтому для начала авторы новой работы оценили частоту падения метеоритов подходящего размера.
Следующая проблема — толщина слоя органических соединений на Титане. Если «размазать» этот слой равномерно, его толщина составила бы 25 метров, но из-за рельефа она сильно варьируется. К тому же этот слой накапливался на протяжении всей истории спутника, а значит, в прошлом он был тоньше. Более того, не все соединения в его составе находятся в подходящей форме для растворения в воде.
Исследователи учли самые оптимистичные условия и пришли к выводу, что в результате падения метеоритов в подледный океан Титана просачивается лишь совсем немного органических соединений с поверхности. Например, глицина — от 7,5 до 7500 килограммов в год. Это не так уж много.
«Одного слона глицина в год для океана, объем которого в 12 раз больше земного, недостаточно для поддержания жизни. В прошлом люди часто предполагали, что там, где есть вода, есть жизнь. Но они упускали тот факт, что жизни нужны и другие элементы. В частности, углерод», — прокомментировала Нэш. Работа опубликована в журнале Astrobiology.
Чтобы закончить на оптимистичной ноте, отметим, что исследователи оперируют лишь оценками состава и толщины органического слоя на поверхности. К тому же мало что известно о вероятном притоке подходящих соединений от каменного ядра спутника Сатурна. Более того, падения метеоритов не единственный способ для органики попасть в подледный океан.
Наконец, исследователи не учли процессы криовулканизма. Поверхность Титана очень тяжело наблюдать, поэтому пока нет ясности, есть ли он там, а если да, то насколько сильный. Криовулканы могут расплавлять часть льда коры и без падения «камней с неба».
Автор: Дарья Губина