Selama beberapa dekade, para ilmuwan percaya bahwa mungkin ada kehidupan di bawah permukaan es bulan Jupiter di Eropa. Sejak saat itu, banyak garis bukti telah muncul yang menunjukkan bahwa itu tidak sendirian. Memang, di dalam Tata Surya, ada banyak "dunia laut" yang berpotensi menampung kehidupan, termasuk Ceres, Ganymede, Enceladus, Titan, Dione, Triton, dan mungkin bahkan Pluto.
Tetapi bagaimana jika unsur-unsur kehidupan seperti yang kita kenal tidak cukup berlimpah di dunia ini? Dalam sebuah studi baru, dua peneliti dari Harvard Smithsonian Center of Astrophysics (CfA) berusaha untuk menentukan apakah sebenarnya ada kelangkaan elemen bioessential di dunia laut. Kesimpulan mereka dapat memiliki implikasi luas bagi keberadaan kehidupan di Tata Surya dan di luarnya, belum lagi kemampuan kita untuk mempelajarinya.
Studi yang berjudul "Apakah kehidupan di luar bumi ditekan di dunia bawah permukaan laut karena kurangnya elemen bioessensial?" baru-baru ini muncul online. Penelitian ini dipimpin oleh Manasvi Lingam, seorang postdoctoral fellow di Institute for Theory and Computation (ITC) di Universitas Harvard dan CFA, dengan dukungan dari Abraham Loeb - direktur ITC dan Frank B. Baird, Profesor Jr. Ilmu di Harvard.
Dalam studi sebelumnya, pertanyaan tentang kelayakan bulan dan planet lain cenderung berfokus pada keberadaan air. Ini benar ketika datang ke studi planet dan bulan di Tata Surya, dan terutama benar ketika datang studi planet ekstra-surya. Ketika mereka telah menemukan exoplanet baru, para astronom telah memperhatikan apakah planet tersebut mengorbit dalam zona layak huni bintangnya atau tidak.
Ini adalah kunci untuk menentukan apakah planet ini dapat mendukung air cair di permukaannya. Selain itu, para astronom telah berusaha untuk mendapatkan spektrum dari sekitar planet ekstrasurya berbatu untuk menentukan apakah kehilangan air terjadi dari atmosfernya, sebagaimana dibuktikan oleh adanya gas hidrogen. Sementara itu, penelitian lain telah berusaha untuk menentukan keberadaan sumber energi, karena ini juga penting untuk kehidupan seperti yang kita ketahui.
Sebaliknya, Dr. Lingam dan Prof. Loeb mempertimbangkan bagaimana keberadaan kehidupan di planet-planet laut dapat bergantung pada ketersediaan nutrisi yang membatasi (LN). Untuk beberapa waktu, telah terjadi perdebatan mengenai nutrisi mana yang akan penting bagi kehidupan ekstra-terestrial, karena unsur-unsur ini dapat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dan dari waktu ke waktu. Seperti yang Lingam katakan kepada Space Magazine melalui email:
“Daftar elemen yang paling umum diterima yang diperlukan untuk kehidupan seperti yang kita tahu terdiri dari hidrogen, oksigen, karbon, nitrogen dan belerang. Selain itu, logam jejak tertentu (mis. Besi dan molibdenum) mungkin juga berharga untuk kehidupan seperti yang kita kenal, tetapi daftar logam jejak bioessensial tunduk pada tingkat ketidakpastian dan variabilitas yang lebih tinggi. "
Untuk tujuan mereka, Dr. Loeb menciptakan model menggunakan lautan Bumi untuk menentukan bagaimana sumber dan tenggelam - masing-masing, faktor-faktor yang menambah atau mengurangi elemen LN ke dalam lautan - bisa serupa dengan yang ada di dunia lautan. Di Bumi, sumber nutrisi ini termasuk fluvial (dari sungai), sumber atmosfer dan glasial, dengan energi yang disediakan oleh sinar matahari.
Dari unsur-unsur hara ini, mereka menentukan bahwa yang paling penting adalah fosfor, dan meneliti seberapa banyak unsur ini dan unsur-unsur lainnya di dunia lautan, di mana kondisinya sangat berbeda. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Lingam, masuk akal untuk berasumsi bahwa di dunia-dunia ini, potensi keberadaan kehidupan juga akan turun ke keseimbangan antara aliran masuk neto (sumber) dan aliran keluar neto (tenggelam).
“Jika sink jauh lebih dominan daripada sumbernya, itu bisa mengindikasikan bahwa elemen-elemen tersebut akan berkurang secara relatif cepat. Dengan kata lain untuk memperkirakan besarnya sumber dan tenggelam, kami memanfaatkan pengetahuan kami tentang Bumi dan menggabungkannya dengan parameter dasar lainnya dari dunia lautan ini seperti pH lautan, ukuran dunia, dll. Yang diketahui dari pengamatan / model teoritis. "
Sementara sumber atmosfer tidak akan tersedia untuk lautan interior, Dr. Loeb mempertimbangkan kontribusi yang dimainkan oleh ventilasi hidrotermal. Sudah, ada banyak bukti bahwa ini ada di Europa, Enceladus, dan dunia laut lainnya. Mereka juga mempertimbangkan sumber abiotik, yang terdiri dari mineral yang larut dari bebatuan oleh hujan di Bumi, tetapi akan terdiri dari pelapukan batuan oleh lautan interior bulan-bulan ini.
Pada akhirnya, apa yang mereka temukan adalah bahwa, tidak seperti air dan energi, membatasi nutrisi mungkin terbatas dalam pasokan ketika datang ke dunia lautan di Tata Surya kita:
“Kami menemukan bahwa, sesuai dengan asumsi dalam model kami, fosfor, yang merupakan salah satu elemen bioessential, habis pada rentang waktu yang cepat (berdasarkan standar geologis) pada dunia samudra yang samudera bersifat netral atau basa, dan yang memiliki aktivitas hidrotermal. (yaitu sistem ventilasi hidrotermal di dasar laut). Karenanya, pekerjaan kami menunjukkan bahwa kehidupan mungkin ada dalam konsentrasi rendah secara global di dunia lautan ini (atau hanya ada di tambalan lokal), dan karenanya mungkin tidak mudah terdeteksi. ”
Ini secara alami memiliki implikasi untuk misi yang ditujukan untuk Europa dan bulan-bulan lainnya di Tata Surya bagian luar. Ini termasuk NASAEuropa Clipper misi, yang saat ini dijadwalkan untuk diluncurkan antara 2022 dan 2025. Melalui serangkaian flybys dari Europa, penyelidikan ini akan mencoba mengukur biomarker dalam aktivitas bulu-bulu yang berasal dari permukaan bulan.
Misi serupa telah diusulkan untuk Enceladus, dan NASA juga mempertimbangkan misi "Capung" untuk menjelajahi atmosfer, permukaan dan danau metana Titan. Namun, jika penelitian Dr. Loeb benar, maka kemungkinan misi ini menemukan tanda-tanda kehidupan di dunia lautan di Tata Surya agak tipis. Meskipun demikian, seperti yang ditunjukkan Lingam, mereka masih percaya bahwa misi semacam itu harus ditingkatkan.
"Meskipun model kami memperkirakan bahwa misi ruang angkasa di masa depan untuk dunia ini mungkin memiliki peluang keberhasilan yang rendah dalam hal mendeteksi kehidupan di luar bumi, kami percaya bahwa misi seperti itu masih layak untuk dikejar," katanya. "Ini karena mereka akan menawarkan peluang yang sangat baik untuk: (i) menguji dan / atau memalsukan prediksi utama model kami, dan (ii) mengumpulkan lebih banyak data dan meningkatkan pemahaman kita tentang dunia lautan dan siklus biogeokimia mereka."
Selain itu, seperti yang ditunjukkan Prof. Loeb melalui email, penelitian ini difokuskan pada "kehidupan seperti yang kita tahu". Jika sebuah misi ke dunia-dunia ini memang menemukan sumber kehidupan ekstra-terestrial, maka itu akan menunjukkan bahwa kehidupan dapat muncul dari kondisi dan elemen yang tidak kita kenal. Dengan demikian, eksplorasi Eropa dan dunia laut lainnya tidak hanya disarankan, tetapi juga perlu.
“Makalah kami menunjukkan bahwa unsur-unsur yang penting untuk‘ kimia-kehidupan-seperti-yang-kita-ketahui-’, seperti fosfor, habis di lautan di bawah permukaan,” katanya. “Akibatnya, kehidupan akan menjadi tantangan di lautan yang diduga ada di bawah permukaan es Europa atau Enceladus. Jika misi masa depan mengkonfirmasi tingkat fosfor yang terkuras tetapi tetap menemukan kehidupan di lautan ini, maka kita akan tahu jalur kimia baru untuk kehidupan selain yang ada di Bumi. "
Pada akhirnya, para ilmuwan dipaksa untuk mengambil pendekatan "buah yang tergantung rendah" ketika datang untuk mencari kehidupan di Semesta. Sampai saat kita menemukan kehidupan di luar Bumi, semua dugaan kita yang berpendidikan akan didasarkan pada kehidupan seperti yang ada di sini. Saya tidak bisa membayangkan alasan yang lebih baik untuk pergi ke sana dan menjelajahi Semesta daripada ini!
