กระแสน้ำขนาดยักษ์ที่ปะทุจากเอนเซลาดัสทำให้นักวิทยาศาสตร์และสาธารณชนต่างหลงใหลมาอย่างยาวนาน งานวิจัยที่สร้างแรงบันดาลใจและการคาดเดาเกี่ยวกับมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ที่เชื่อกันว่าประกบอยู่ระหว่างแกนหินของดวงจันทร์กับเปลือกน้ำแข็งของมัน ยานอวกาศแคสสินีซึ่งบินผ่านขนนกและสุ่มตัวอย่างองค์ประกอบทางเคมีของพวกมัน ยานอวกาศแคสสินีตรวจพบความเข้มข้นค่อนข้างสูงของโมเลกุลบางตัวที่เกี่ยวข้องกับปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่ด้านล่างของมหาสมุทรโลก โดยเฉพาะไดไฮโดรเจน มีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ ปริมาณก๊าซมีเทนที่พบในขนนกนั้นคาดไม่ถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

"เราอยากรู้ว่า: จุลินทรีย์คล้ายดินที่ "กิน" ไดไฮโดรเจนและผลิตก๊าซมีเทนสามารถอธิบายก๊าซมีเทนจำนวนมากที่ตรวจพบโดย Cassini ได้หรือไม่" Regis Ferriere รองศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาภาควิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการและเป็นหนึ่งในสองผู้เขียนนำของการศึกษากล่าว "การค้นหาจุลินทรีย์ที่เรียกว่าเมทาโนเจนที่พื้นทะเลของเอนเซลาดัสนั้นจำเป็นต้องมีภารกิจการดำน้ำลึกที่ท้าทายอย่างยิ่งซึ่งไม่อยู่ในสายตาเป็นเวลาหลายทศวรรษ"

Ferriere และทีมของเขาใช้เส้นทางที่แตกต่างและง่ายกว่า: พวกเขาสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณความน่าจะเป็นที่กระบวนการต่างๆ ซึ่งรวมถึงการสร้างเมทาโนเจเนซิสทางชีววิทยา อาจอธิบายข้อมูลของ Cassini

ผู้เขียนได้ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใหม่ที่รวมธรณีเคมีและนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลของ Cassini plume และจำลองกระบวนการที่เป็นไปได้ที่จะอธิบายข้อสังเกตได้ดีที่สุด พวกเขาสรุปว่าข้อมูลของแคสสินีสอดคล้องกับกิจกรรมปล่องไฮโดรเทอร์มอลของจุลินทรีย์ หรือกับกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้องกับรูปแบบชีวิต แต่แตกต่างจากที่ทราบกันว่าเกิดขึ้นบนโลก

บนโลก กิจกรรมความร้อนใต้พิภพเกิดขึ้นเมื่อน้ำทะเลเย็นไหลลงสู่พื้นมหาสมุทร ไหลเวียนผ่านหินที่อยู่เบื้องล่างและผ่านเข้าใกล้แหล่งความร้อน เช่น ห้องแมกมา ก่อนที่จะพ่นออกสู่น้ำอีกครั้งผ่านปล่องไฮโดรเทอร์มอล บนโลก ก๊าซมีเทนสามารถผลิตได้จากกิจกรรมไฮโดรเทอร์มอล แต่ในอัตราที่ช้า การผลิตส่วนใหญ่เกิดจากจุลินทรีย์ที่ควบคุมความไม่สมดุลทางเคมีของไดไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยความร้อนด้วยความร้อนเป็นแหล่งพลังงาน และผลิตมีเทนจากคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการที่เรียกว่าเมทาโนเจเนซิส

The team looked at Enceladus" plume composition as the end result of several chemical and physical processes taking place in the moon"s interior. First, the researchers assessed what hydrothermal production of dihydrogen would best fit Cassini"s observations, and whether this production could provide enough "food" to sustain a population of Earthlike hydrogenotrophic methanogens. To do that, they developed a model for the population dynamics of a hypothetical hydrogenotrophic methanogen, whose thermal and energetic niche was modeled after known strains from Earth.

ผู้เขียนจึงใช้แบบจำลองนี้เพื่อดูว่ามีชุดของเงื่อนไขทางเคมีหรือไม่ เช่น ความเข้มข้นของไดไฮโดรเจนในของเหลวไฮโดรเทอร์มอล และอุณหภูมิจะให้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับจุลินทรีย์เหล่านี้ที่จะเติบโต พวกเขายังพิจารณาถึงผลกระทบที่ประชากรจุลินทรีย์สมมุติฐานจะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของมัน เช่น ต่ออัตราการหลบหนีของไดไฮโดรเจนและมีเทนในขนนก

"โดยสรุป ไม่เพียงแต่เราสามารถประเมินได้ว่าการสังเกตของ Cassini เข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมที่เอื้ออาศัยได้ตลอดชีวิตหรือไม่ แต่เราสามารถคาดการณ์เชิงปริมาณเกี่ยวกับการสังเกตการณ์ที่คาดหวังได้ด้วย หากการสร้างเมทาโนเจเนซิสเกิดขึ้นจริงที่พื้นทะเลของเอนเซลาดัส" Ferriere อธิบาย

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าแม้แต่การประมาณการผลิตก๊าซมีเทนแบบไม่มีชีวิต หรือการผลิตก๊าซมีเทนโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือทางชีววิทยา โดยอิงจากเคมีความร้อนใต้พิภพที่รู้จักนั้นยังห่างไกลจากความเพียงพอที่จะอธิบายความเข้มข้นของก๊าซมีเทนที่วัดได้ในขนนก อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเมทาโนเจเนซิสทางชีวภาพลงในส่วนผสม สามารถผลิตมีเทนได้มากพอที่จะตรงกับข้อสังเกตของแคสสินี

"เห็นได้ชัดว่า เราไม่ได้สรุปว่าชีวิตมีอยู่ในมหาสมุทรของเอนเซลาดัส" Ferriere กล่าว เราต้องการทำความเข้าใจว่าปล่องไฮโดรเทอร์มอลของเอนเซลาดัสน่าจะอาศัยอยู่กับจุลินทรีย์ที่มีลักษณะเหมือนดินได้มากน้อยเพียงใด เป็นไปได้มากที่ข้อมูลของแคสสินีจะบอกเราตามแบบจำลองของเรา

"และการเกิดเมทาโนเจเนชันทางชีววิทยาดูเหมือนจะเข้ากันได้กับข้อมูล กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราไม่สามารถละทิ้ง "สมมติฐานชีวิต" ว่าไม่น่าจะเป็นไปได้อย่างมาก ในการปฏิเสธสมมติฐานเกี่ยวกับชีวิต เราต้องการข้อมูลเพิ่มเติมจากภารกิจในอนาคต" เขากล่าวเสริม

ผู้เขียนหวังว่าบทความของพวกเขาจะเป็นแนวทางสำหรับการศึกษาที่มุ่งทำความเข้าใจข้อสังเกตของ Cassini ให้ดีขึ้น และสนับสนุนการวิจัยเพื่ออธิบายกระบวนการที่ไม่มีชีวิตซึ่งสามารถผลิตก๊าซมีเทนได้มากพอที่จะอธิบายข้อมูล

ตัวอย่างเช่น มีเทนอาจมาจากการสลายตัวทางเคมีของอินทรียวัตถุดั้งเดิมที่อาจมีอยู่ในแกนของเอนเซลาดัส และอาจกลายเป็นไดไฮโดรเจน มีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์บางส่วนผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล สมมติฐานนี้เป็นไปได้มากหากปรากฎว่าเอนเซลาดัสก่อตัวขึ้นจากการเพิ่มวัสดุที่อุดมด้วยสารอินทรีย์ที่จัดหาโดยดาวหาง Ferriere อธิบาย

"ส่วนหนึ่งมาจากความน่าจะเป็นที่เราเชื่อว่ามีสมมติฐานที่แตกต่างกันเริ่มต้น" เขากล่าว “ตัวอย่างเช่น หากเราเห็นว่าความน่าจะเป็นของชีวิตในเอนเซลาดัสนั้นต่ำมาก กลไกทางเลือกอื่นๆ ที่ไร้ชีวิตชีวาก็มีแนวโน้มมากขึ้น แม้ว่าพวกมันจะแปลกมากเมื่อเทียบกับสิ่งที่เรารู้บนโลกนี้”

ตามที่ผู้เขียนกล่าว ความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มมากของบทความนี้อยู่ในระเบียบวิธีวิจัย เนื่องจากไม่ได้จำกัดอยู่เพียงระบบเฉพาะ เช่น มหาสมุทรภายในของดวงจันทร์ที่เป็นน้ำแข็ง และปูทางในการจัดการข้อมูลทางเคมีจากดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเมื่อพวกมันกลายเป็น ได้ในทศวรรษหน้า

รายการเต็มรูปแบบของผู้เขียนและข้อมูลเงินทุนที่สามารถพบได้ในกระดาษ "การวิเคราะห์คชกรรมข้อมูลขนนกเอนเซลาดัเพื่อประเมิน methanogenesis" ในฉบับเดือนกรกฎาคม 7 จากธรรมชาติดาราศาสตร์สล็อตออนไลน์ 918kiss