Как часто земные микробы долетают до лун Юпитера и Сатурна?

Оказывается, вероятность попадания земных пород на поверхность Ганимеда, Европы и пр. хотя и не слишком велика, но всё же существует, что дóлжно учесть при запуске направляемых к ним аппаратов.

Основная концепция сторонников панспермии (идеи о возможности распространения жизни через космическое пространство, «метеоритная» версия которой зовётся «литопанспермией») проста: уже сейчас на Земле известно более ста метеоритов марсианского происхождения, некогда выбитых с поверхности четвёртой планеты. Хотя гравитация Земли сильнее, с неё тоже, вероятно, унесено немало породы. К тому же эксперименты показали, что микроорганизмы и некоторые водоросли успешно переносят температуры, давления и ускорения, связанные с астероидным ударом, а кроме того, могут вытерпеть даже условия открытого космоса — по крайней мере находясь внутри своего обломка.


Более того, по расчётам, поверхность Луны до некоторой степени сложена метеоритами земного происхождения — согласно ряду вычислений, до 20 т на каждые 100 км² лунной глади. И это значит, что так или иначе следы погибшей земной жизни микробного типа там есть почти наверняка. Но это «родная» Луна, без атмосферы и жидкой воды, а что с иными крупными спутниками Солнечной системы, в том числе с теми, где есть жидкая вода и (или) атмосфера?
«Предыдущие симуляции концентрировались на переносе материала между Землёй и Марсом, а мы захотели увеличить размах моделирования, чтобы понять, возможна ли транспортировка материала к Юпитеру и Сатурну», — поясняет Рэйчел Уорт (Rachel Worth) из Университета штата Пенсильвания (США).

Специалистку и её коллег можно понять. Покрытые толстой корой льда спутники Юпитера и Сатурна и поныне иногда извергают струи жидкой воды, которая вылетает из тамошних «гейзеров» на многие километры вверх. Однако несомненно, что в ранний период своей истории они могли быть более тёплыми, а ряд их геологических черт (то почти гладкие ледяные поля, то следы неровностей) показывает, что нагрев поверхности и выходы жидкой воды на неё были периодическими, и в сравнительно недавние времена. В моменты такого явления воды метеорит земного происхождения теоретически вполне способен угодить в жидкую среду — со всеми очевидными последствиями, включая потенциальное попадание в обширнейшие подлёдные океаны той же Европы, спутника Юпитера.

Всего в моделировании г-жи Уорт и Ко было задействовано 100 тыс. «виртуальных» обломков земного происхождения, поднятых в космос ударами астероидов. Значительная часть «взлетевших» фрагментов была поглощена Солнцем или покинула нашу систему навсегда. Другие оказались на Венере и Меркурии, однако небольшая часть метеоритов непременно должна была упасть на планеты, находящиеся за Марсом.

По современным оценкам, за последние 3,5 млрд земной истории, когда на планете, предположительно, существовала жизнь, примерно 200 млн метеороидов, достаточно больших, чтобы экранировать организмы в своих недрах от космической радиации, было выбито из земной тверди. Это не так много. Скажем, поздняя тяжёлая бомбардировка унесла куда больше, да и Марс за тот же период выдал вчетверо больше таких метеороидов. Впрочем, сравнительно достоверных сведений о существовании жизни на нашей планете ранее 3,5 млрд лет нет, поэтому те времена исследователи не трогали. Перемножив вероятности для своих виртуальных метеороидов, они установили, что примерно 83 тыс. таких тел с Земли и ещё 320 тыс. с Марса могли попасть в район нахождения Юпитера за время путешествия, равное 10 млн лет (или меньше). Эти «10 млн лет» были взяты потому, что большинство исследователей полагают: существование земного организма внутри метеороида дольше этого срока следует считать сомнительным.

Кроме того, ещё 14 тыс. подобных земных тел попало в систему Сатурна и его спутников; в том же районе оказалось и около 20 тыс. их марсианских аналогов.

Увы, у лун планет-гигантов мало шансов на перехват таких тел: слишком слаба гравитация в сравнении с их колоссальными «хозяевами». Однако и Европа, и Ганимед, и Каллисто, вращающиеся вокруг Юпитера и, предположительно, имеющие подлёдные океаны, а также Титан с Энцеладом в системе спутников Сатурна должны были получить от одного до десяти тел с Земли и примерно столько же — с Марса.

Хотя это, бесспорно, не много и мы не осведомлены о реальной вероятности выживания организма, проведшего 10 млн лет в метеороидной тюрьме (пусть даже крупной), нельзя исключать того, что часть таких микробов всё же оказалась на этих телах земного происхождения, пришедшихся на каждую из вышеперечисленных крупных лун планет-гигантов. «Планируя миссии для поиска жизни на Европе или других лунах, нужно учесть и то, смогут ли учёные отличить жизнь, не имеющую отношения к земной, от той, что связана с ней напрямую», — рекомендует Ребекка Уорт.

В то же время она отмечает, что всё это — сравнительно упрощённые расчёты. Например, совершенно не ясно, окажутся ли на таких образцах земных пород микробы, способные к выживанию именно на той луне, на которой они приземлятся. Опять же они вполне могут попасть и в толстую ледяную кору, в период спокойной геологии того или иного спутника — и никогда не достичь его океанов...

Наконец, исследователи не смогли корректно учесть эффект Ярковского, поскольку для этого нужно чётко представлять статистику форм и альбедо кусков нашей планеты, выброшенных в космос, а мы пока не в состоянии собирать такие сведения. Благодаря этому эффекту у тела в космосе возникает слабый реактивный импульс из-за неравномерного теплового излучения от нагревшейся днём и остывающей ночью поверхности, в силу чего траектория среднего астероида, например, может смещаться на расстояние до километра в год. В то же время эффект Ярковского в теории должен способствовать распространению обломков земного происхождения в более удалённые от Солнца районы, что увеличивало бы долю фрагментов, приземляющихся на крупных спутниках планет-гигантов ранее чем за 10 млн лет, то есть теоретически пока их микробы ещё пригодны к выживанию и делению. Фактор, при всей своей кажущейся слабости, может быть очень значимым. Скажем, когда его учли для астероидов, падающих на Землю, он резко увеличил расчётное количество таких тел и вполне может сделать то же самое с числом земных метеороидов, упавших на другие тела Солнечной.


Среди прочих интересных выводов из работы вытекает то, что после серии мощных ударов по самой Земле, вроде той же поздней тяжелой бомбардировки (3,8–4,1 млрд лет назад), обломки земного происхождения могли послужить временным убежищем для первых земных организмов. Фрагменты в космосе позволили бы им долгое время находиться в неактивной форме, пока их наземные «коллеги» могли быть полностью уничтожены колоссальным нагревом участков земной коры, подвергшихся целой серии мощных астероидных ударов. Если до начала бомбардировки жизнь на планете всё же была, то после её окончания часть метеороидов с Земли неизбежно упала на Землю же и в теории могла осуществить реколонизацию планеты.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Astrobiology (доступен полный текст).

Подготовлено по материалам Astrobiology Magazine.