Hydrotermální aktivita na Saturnově měsíci Enceladu

Americká sonda Cassini zkoumá od roku 2004 planetu Saturn s její rozsáhlou rodinu měsíců. Od té doby přinesla sonda celou řadu vědeckých poznatků významně ovlivňující naše chápání těchto vzdálených světů. A i přes to, že se hlavní mediální zájem točí převážně kolem Titanu, jediného měsíce ve sluneční soustavě s aktivní atmosférou, nyní by se naše pozornost měla upřít na ledový měsíc Enceladus. O něm bylo již dříve známo, že se jedná o geologicky aktivní měsíc, který může ukrývat podpovrchový oceán. Už to samo o sobě by mělo zaujmout, nicméně dá se říci, že tyto objevy blednou ve srovnání s novým převratným objevem. Na Enceladu totiž právě teď dochází k hydrotermální aktivitě!

Hydrotermální aktivita je proces, během kterého vystupuje na povrch ohřátá voda a to vlivem tepla pocházejícího ze sopečné činnosti. Na Zemi tyto oblasti můžeme nalézt jak na souši (např. v blízkosti aktivních či spících sopek), tak i pod mořskou hladinou v blízkosti středooceánských hřbetů. Dochází k ní tehdy, když sladká či slaná voda prostupují popraskanými horninami do blízkosti magmatu. Během pohybu skrze horniny se voda obohacuje o různé minerální látky. Jakmile se dostane do blízkosti magmatu, ohřeje se a vystoupí zpět k povrchu (teplá voda je totiž méně hustá než studená). V místě, kde se voda dostane zpět, dává hydrotermální aktivita na Zemi vzniknout oázám života na jinak nehostinném oceánském dně. Ohřátá voda totiž sebou nese řadu rozpuštěných minerálních látek, které se při kontaktu s chladnější vodou vysráží. Hydrotermální aktivita tak poskytuje teplo i zdroj energie pro živé organismy. Samozřejmě nyní bychom měli začít uklidňovat naše nadšení, jelikož rozhodně neplatí vztah: hydrotermální aktivita rovná se život. Tak jednoduché to není. Na druhou stranu bychom i přes toto uklidnění měli jásat. Objev tohoto procesu na jiném tělese sluneční soustavy totiž výrazně zvyšuje šanci, že by se život mohl nacházet i jinde, než jen na Zemi. Oblasti hydrotermální aktivity totiž na jiných tělesech sluneční soustavy nabízejí vhodná místa, kde by mohl potenciální život existovat. Z nehostinných těles se tak postupně stávají světy, o kterých víme, že na nich panovaly (v případě Marsu) či panují (v případě právě tohoto měsíce) podmínky umožňující život. A to je velký posun v našem chápání.

Příklad hydrotermální oblasti na dně oceánu na Zemi. Autor: Rogers AD, Tyler PA, Connelly DP, Copley JT, James R, et al., licence Creative Commons Uveďte autora 2.5 Generic.

Nicméně zpět k tomu, proč si vědci myslí, že našli důkazy hydrotermální aktivity na Enceladu. Prvním důkazem mají být drobná mikroskopická zrnka minerálů, které sonda Cassini v Saturnově systému detekovala. Zrna jsou velice malá, většinou o velikosti mezi 6 až 9 nanometry, a jsou také velice bohatá na křemík. Předpokládá se, že do kosmického prostředí se dostala za pomoci gejzírů, které je vyvrhly z povrchu Enceladu. Tolik k jejich základnímu popisu a zdroji, podívejme se, proč jsou tak zajímavá. Na Zemi totiž takto velká zrna s podobným chemickým složením vznikají za velice specifických podmínek: v oblastech se slanou, lehce zásaditou vodou kriticky přesycenou křemíkem a to ke všemu ještě pouze tehdy, když dojde ke skokovému poklesu teploty. Podrobná čtyřletá analýza získaných dat, spojená s numerickým modelováním a laboratorními experimenty vedla vědce k názoru, že pozorovaná zrnka vznikla právě takovým procesem. Tedy vysrážením minerálních látek z horké vody, která se náhle dostala do kontaktu s vodou studenou (teplotní rozdíl musel být minimálně 90 °C). Tyto závěry se povedlo vědcům následně potvrdit i laboratorním experimentem, ve kterém namodelovali podmínky panující v Enceladově oceánu. Zajímavé je také zjištění, že zrnka se musela z oceánského dna skrze ledovou krustu do okolního kosmického prostředí dostat relativně rychle (musely tedy urazit vzdálenost minimálně 50 km). A to během několika měsíců až let. Kdyby to trvalo déle, zrna by musela narůst do mnohem větších rozměrů, než bylo pozorováno.

Druhý důkaz přinesl další vědecký tým, který zjistil, že hydrotermální aktivita je jedním ze dvou možných vysvětlení přítomnosti metanu v mračnech plynu a ledu pozorovaných nad gejzíry v jižních polárních oblastech Enceladu. Vědci totiž došli k závěru, že v oceánu Enceladu panuje dostatečně vysoký tlak k tomu, aby se molekuly metanu vázaly s molekulami vody za vzniku metan hydrátu. Tento proces je tak efektivní, že by měl být schopen odstranit z oceánu veškerý volný metan. Jak by ale v takovém případě mohlo dojít k tomu, že je pak metan vyvrhován v mračnu do okolního prostředí? Vědci se domnívají, že na Enceladu dochází stále k procesu, který metan do oceánu navrací. Hlavním podezřelým je v tomto případě opět hydrotermální aktivita (pro úplnost dodejme, že druhá hypotéza pracuje s myšlenkou, že pevný metan hydrát je během vzniku a výstupu mračna zachycen na oceánském dně, vynesen gejzíry nad povrch Enceladu, kde se následně rozpadne za opětovného uvolnění navázaného metanu). A zde se do hry zas vracejí pozorovaná zrnka. Jejich přítomnost totiž preferuje první hypotézu před druhou. Obě dvě studie se tak vhodně doplňují a na sebe navazují.

Enceladus_plume

Ilustrace procesů odehrávajících se oceánském dně Enceladu. Zdroj NASA/JPL, licence Volné dílo.

Zdá se tedy, že vědci mají dostatek argumentů k tomu, aby mohli prohlásit, že Enceladus je těleso s aktivní hydrotermální aktivitou. Ve sluneční soustavě jsme tak nalezli další těleso, kde by život mohl mít příhodné podmínky pro svou existenci… A to je zpráva, která si rozhodně zaslouží naší pozornost!

Napsat komentář