На южноафриканских золотых шахтах Мпоненг породы содержат радиоактивные элементы: уран-238, торий-232, калий-40. В них есть трещины, заполненные водой с продуктами распада всех этих веществ. И в этой радиоактивной воде, на глубине около 2,8 километра, в полной темноте, без кислорода и какой-либо органики не просто выживают, а процветают бактерии Desulforudis audaxviator. Они создают в своих полностью изолированных от остального мира резервуарах одновидовую экосистему: больше там не живет никто.
Выяснилось, что у них совершенно необычный способ жизни — радиолиз. Они питаются продуктами расщепления воды и других окружающих веществ: молекулярным водородом, сульфатами, углеродом, азотом. При этом сами от облучения надежно защищены: живут в биопленках на стенках трещин, выделяют нейтрализующие ферменты.
Подобных примеров в земной природе на самом деле уже насчитывается десятки, и ими крайне интересуются астробиологи — ученые, которые уверены в существовании внеземной жизни. По мере исследования разнообразных земных экстремофилов они все больше убеждаются, что жизнь на других небесных телах не является невозможной, а все эти существа — наглядное тому подтверждение.
Поэтому недавно исследователи из США, Колумбии и ОАЭ задались вопросом о возможности существования подобной радиолитической жизни, в частности, на Марсе, а также на спутнике Юпитера Европе и спутнике Сатурна Энцеладе. Напомним, обе луны полностью покрыты водяным льдом, под которым подозревают наличие глобального подледного океана.
В статье для издания International Journal of Astrobiology исследователи рассчитали возможную глубину проникновения космический лучей под поверхность всех трех миров. Оказалось, на Марсе она может достигать трех метров. В случае присутствия на таких глубинах воды в жидком состоянии радиолиз можно было бы считать возможным.
Сейсмическая марсианская станция Mars InSight присылала данные о возможном наличии воды на глубинах в десятки километров, но о столь мелком ее залегании пока информации нет. Впрочем, в марсианском грунте даже в средних широтах прослеживается водяной лед, при этом много перхлоратов и других солей, а соль делает воду устойчивой к замерзанию.
Поэтому нельзя исключать возможности существования где-то под марсианской поверхностью резервуаров жидкого рассола. По расчетам, при его наличии в грунте могла бы обосноваться довольно значительная биомасса: 10 тысяч клеток на кубический сантиметр на глубине приблизительно 60 сантиметров.
Под поверхностью Энцелада, как показали вычисления, живых клеток могло бы быть даже примерно вчетверо больше, но опять же на небольшой глубине. Ученые уверены, что предполагаемых внутри лун Юпитера и Сатурна подледных океанов солнечные и галактические частицы достигать не могут: если эти океаны существуют, они начинаются на глубине, возможно, в десятки километров.
С другой стороны, в недрах этих миров могут быть радиоактивные элементы: их наблюдают и в марсианских вулканических породах, и на Луне, и в метеоритах, то есть они, вероятно, составляли часть того исходного материала, из которого миллиарды лет формировалась вся Солнечная система. Так что у всех наших каменистых миров может оказаться собственный источник энергии, который одновременно выделяет тепло и может производить «продукты питания» для микроорганизмов.
Поэтому астробиологи выступили с предложением ввести в исследования планетных систем понятие радиолитической обитаемой зоны (Radiolytic Habitable Zone (RHZ). Напомним, вокруг каждой звезды есть зона потенциальной обитаемости, которую определяют как территорию возможного существования воды в жидком состоянии на поверхности каменистой планеты.
В Солнечной системе эта территория, помимо Земли, охватывает отчасти Венеру и Марс — они расположились по краям зоны. Меж тем «радиолитическая» зона обитаемости — это, как объяснили ученые, не зона вокруг светила, а зона в недрах планеты: та «прослойка», где возможен метаболизм за счет радиации.