اما به گفتهی پژوهشی جدید، کل زیستسپهر آبی تیتان شاید وزنی بیش از یک پودل مینیاتوری نداشته باشد!
در خبری نهچندان دلگرمکننده برای شکارچیان حیات فرازمینی، آنتونین آفهولدر، زیستشناس فرگشتی از دانشگاه آریزونا، میگوید چرخهی انرژی و مواد مغذی در زیستسپهر فرضی تیتان ممکن است تنها به اندازهای باشد که یک سلول تخمیرکننده در هر لیتر از اقیانوس عمیق این قمر را زنده نگه دارد.
تیتانِ وسوسهانگیز، جرمی منحصربهفرد در منظومه شمسی است. آفهولدر میگوید برخلاف دیگر اقمار یخی که شاید آنها نیز در اقیانوسهای زیرسطحی خود میزبان حیات باشند، تیتان مقدار زیادی ترکیبات آلی دارد.
هیدروکربنهایی که روی سطح تیتان وجود دارند، در سرمای منفی ۱۷۹ درجه سلسیوس (معادل منفی ۲۹۰ درجه فارنهایت) مایع میشوند و رودها و دریاچههایی به بزرگی دریاچههای بزرگ زمین را شکل میدهند.
تیتان همچنین زیر پوسته یخی خود، اقیانوسی از آب پنهان کرده است. طبق دادههای مأموریت کاسینی-هایوگنز، این قمر به قطر ۵۱۵۰ کیلومتر (۳۲۰۰ مایل)، ممکن است در برشی مقطعی شبیه یک آبنبات لایهلایهی غولپیکر به نظر برسد — با پنج لایهی متفاوت.
این لایهها، از درون به بیرون، شامل یک هستهی سنگی، لایهای از یخ عجیب و ناشناخته موسوم به «یخ-۶» (Ice VI) که تنها در فشارهای بسیار بالا پایدار است، و سپس یک اقیانوس شور هستند. این اقیانوس با لایهای از یخ آب ضخامتدار (حدود ۱۰۰ کیلومتر) محصور شده است.
همین لایهی یخی خارجی، پوستهی سخت سطح تیتان را شکل میدهد — سطحی که پیوسته با مولکولهای آلی پوشیده میشود؛ این مولکولها یا همراه با باران متانی از ابرها فرو میریزند یا بهصورت ذرات جامد از جو زرد و مهآلود تیتان تهنشین میشوند.
در لایههای بالای جو، مولکولهای نیتروژن و متان تحت تابش فرابنفش خورشید شکسته میشوند و دوباره با هم ترکیب شده و مولکولهای آلی سنگینی میسازند که سرشار از کربن و اکسیژناند. این مولکولها پس از رسوب روی سطح، تپههای شنی بلندی را تشکیل میدهند که ظاهری شبیه تودههای پودر قهوه دارند.
این مجموعهی غنی از ترکیبات آلی، ممکن است از طریق گودالهای ذوب ناشی از برخورد شهابسنگها — که پوسته یخی را میشکنند و ذوب میکنند — وارد اقیانوس زیرزمینی تیتان شوند. همچنین، احتمال دارد این مولکولهای آلی از هستهی سنگی تیتان نیز به درون آب نفوذ کنند.
در این پژوهش، دانشمندان از مدلسازی زیستانرژی (bioenergetic modeling) استفاده کردند تا بسنجند آیا این مولکولهای آلی میتوانند انرژی لازم برای پشتیبانی از جامعهای میکروبی در اقیانوس تیتان را فراهم کنند یا نه.
این میکروبهای فرضی ممکن است فرگشت یافته باشند تا با تجزیهی گلیسین، انرژی تولید کنند؛ درست مانند گروهی از باکتریها روی زمین به نام Clostridia.
در زمین، انواع متنوعی از حیات از اکسیژن برای بازچینی ترکیبات پرانرژی و تولید انرژی بهره میبرند. اما بدون این عنصر قدرتمند، میکروبهای تیتانی میتوانند به فرآیند تخمیر (تنفس بیهوازی) روی آورند — روشی که در زمین هم وجود دارد.
پژوهشگران این روش را انتخاب کردهاند چون سادهترین و شناختهشدهترین مسیر متابولیسم زیستی است و نیازی به فرضیهپردازی دربارهی متابولیسمهای عجیب و ناشناختهی بیگانه ندارد.
تخمیر در دیگر اقیانوسهای فرازمینی نیز ممکن است کاربرد داشته باشد، چراکه یک راهبرد اثباتشده روی زمین است: فرآیندی که هم هزاران سال است غذاهایی چون نان ترش، ماست و آبجو را به ما داده، و هم گاه موجب فساد مواد غذایی شده است.
علاوه بر این، گلیسین و پیشسازهای آن در سراسر کیهان فراواناند. این مولکولها در شهابسنگها، دنبالهدارها، و ابرهای گاز و غبار میانستارهای که ستارگان و سیارات را شکل میدهند، یافت میشوند.
اما با اینکه مولکولهایی مانند گلیسین طی میلیونها سال زمینشناسی وارد اقیانوس تیتان شدهاند، تنها بخش بسیار ناچیزی از این ترکیبات آلی ممکن است برای مصرف میکروبی مناسب باشد.
آفهولدر میگوید این موضوع ممکن است به این معنا باشد که کل زیستسپهر موجود در اقیانوس عظیم تیتان، تنها چند کیلوگرم وزن داشته باشد — معادل جرم یک سگ کوچک.
در مقیاسی دیگر، پژوهشگران اشاره میکنند که این زیستسپهر بهطور میانگین شامل «کمتر از یک سلول در هر کیلوگرم آب» خواهد بود — یا در مجموع، معادل کربن موجود در بدن یک انسان با وزن حدود ۵۰ کیلوگرم.
با چنین جمعیت کوچکی از حیات که در محیطی بسیار وسیع پراکنده شدهاند، یافتن تنها یک سلول زنده مانند پیدا کردن سوزنی در انبار کاه خواهد بود — آنهم در انباری که حدود ۱.۳ میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد!
این پژوهش در نشریه The Planetary Science Journal منتشر شده است.
