Как быть без Солнца?
На Земле главный источник энергии — Солнце. Растения поглощают его свет и строят органические молекулы в основном из атмосферного углекислого газа (СO2) и воды (Н2O). Это называется фотосинтезом. Но также существуют и бактерии, пользующиеся энергией химических реакций. Первый пример такого хемосинтеза — окисление солей железа бактериями при посредстве кислорода из воздуха. Второй пример — окисление сероводорода из подводных вулканов бактериями, использующими растворенный в воде кислород. Получаемая энергия позволяет им производить органику из воды и растворенного углекислого газа. Эти бактерии составляют основу сложной экосистемы, открытие которой в конце 1970-х годов в океанских впадинах Атлантики положило конец парадигме, согласно которой любая пищевая цепочка должна начинаться с фотосинтеза[57].
На Европе океанское дно соприкасается с мантией, поэтому там весьма вероятен подводный вулканизм. Чтобы на океанском дне развился тот же самый окислительный процесс, недостает только кислорода. Откуда он там возьмется, если на поверхности отсутствует какая-либо жизнь, способная его производить? На Земле при бурении на глубину 5 км, где температура достигает 120 °C, ученые нашли археи — одноклеточные микроорганизмы-прокариоты (то есть лишенные ядра). Велико же было удивление ученых, когда они убедились, что эти живые организмы размножаются без света и без кислорода! Стало ясно, что источником жизни могут служить минералы, содержащие железо: археи используют энергию, возникающую при абиотическом воздействии воды на эти минералы. Так образуются молекулы водорода, взаимодействующие потом с углекислым газом двумя способами: либо с образованием воды и сложных углеродистых молекул (абиотический синтез органических веществ), либо с образованием воды, метана и энергии. Наши археи используют эту энергию для превращения углекислого газа и воды в углеродистые органические молекулы.
Почему бы не на Европе?
На Европе собраны, кажется, все условия, необходимые для появления жизни, знакомой нам на Земле: жидкая вода в контакте с породой запускает абиотический синтез органических веществ и дальше биологический хемосинтез, приводящий к зарождению одноклеточной жизни. У Сатурна есть спутник, аналогичный спутнику Юпитера, Европе, — Энцелад. Зонд «Кассини-Гюйгенс», находившийся на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, наблюдал на Энцеладе огромные гейзеры жидкой воды. Их анализ показал, что на этом спутнике есть органические молекулы. Раз на Энцеладе есть органический синтез, то почему бы ему не быть на Европе? Чтобы ответить на этот вопрос, надо первым делом отправиться на Европу, что, учитывая отделяющее ее от Земли расстояние, очень нелегко. В идеале следовало бы опуститься на ее поверхность (что тоже непросто!) и пробурить по меньшей мере 10 км льда, чтобы взять пробу воды из подледного океана. Даже на Земле эта последняя манипуляция весьма трудна: рекорд бурения в Антарктиде — 3,7 км: этой отметки достигли русские на границе подледного озера Восток. Анализ полученной из скважины воды показал наличие ДНК термофильных бактерий. Есть подозрение, что на дне озера существуют гидротермальные источники с археями. Почему бы им не быть на Европе?
57
Отметим, что присутствующий в воде кислород производится планктоном, использующим солнечный свет. Бактерии из наших океанских впадин все же связаны, пусть немного, с Солнцем.