BELLEVUE, Wash. - Vad har en djup undervattens vulkan på Hawaii och Saturns måne gemensamt? Astrobiologer hoppas att svaret på den frågan är livet.
Lō'ihi-sjön vid sydostkusten på Hawaii Big Island kan efterlikna de förhållanden som astrobiologer tror finns på Saturnus måne Enceladus.
Om den speglar Enceladus miljö, kan vulkanen hjälpa till i sökandet efter liv på andra planeter, sa Amy Smith, en postdoktorisk utredare vid Woods Hole Oceanographic Institution, vid ett föredrag som presenterades på måndag (25 juni) här på Astrobiology Science Conference .
"Det finns massor av havsvärldar i vårt solsystem," sa Smith. "Förutom jorden är min favorit Enceladus." Smith är inte ensam; Saturnus sjätte största kända måne är en av de mest populära platserna bland astrobiologer som söker liv i solsystemet.
Det beror på att forskare tidigare funnit bevis på hydrotermiska ventiler - som de i Lō'ihi - och produktion av väte, ett element som livet (som vi känner till) behöver för att överleva. Hydrotermiska ventilationsöppningar är öppningar i havsbotten som tappar ut en blandning av varmt vatten och mineraler. I augusti och september besökte Smith och hennes team webbplatsen, där de provade dessa jetflyg och omgivande vatten för att förstå vilken typ av liv som bor där nere.
Till skillnad från de flesta andra undervattensvulkaner sitter Lō'ihi-sjön inte på en spridande ås - en sprickzon i botten av havet där smält sten läcker ut och skapar ny skorpa. Och det är resultatet av plattaktonik, som förklarar de steniga plattorna som passar ihop som pusselbitar och täcker jorden. När dessa plattor rör sig skapar de alla slags fenomen, från vulkanutbrott till bergstillväxt.
"Vi förväntar oss inte att plattaktonik finns på dessa andra världar," sa Smith. "Så förhållandena i Lō'ihi," är förmodligen mer troligt vad vi skulle hitta. "Dessutom har denna isbelagda mysteriummåne troligen liknande temperaturer och tryck som den hawaiiska undervattensvulkanen. Temperaturen på de hydrotermiska ventilationsöppningarna på denna plats , vid 86 till 104 grader Fahrenheit (30 till 40 grader Celsius) är inte bara möjligt på Enceladus, utan tillräckligt lågt för att livet ska existera, sa Smith till Live Science efter samtalet. Toppmötet i Lō'ihi skulle ha samma tryck som havsgolvet av Enceladus, sa hon.
Toppmötet i Lō'ihi är cirka 3 200 fot (1 000 meter) under ytan. Organismer som bor där har inte lyxen av solljus som kan användas för att driva fotosyntesen. Snarare använder livet en process som kallas kemosyntes där de konsumerar koldioxid för att bygga sina celler och växa.
"Vi ser inte så många typiska organismer på denna plats," sa Smith. Kanske ett par fiskar och några räkor, tillade hon. Denna plats domineras huvudsakligen av bakteriemattor, vanligtvis Mariprofundus ferrooxydans.
Forskarnas preliminära resultat från kryssningen, som ännu inte har publicerats i en peer-granskad tidskrift, visar att dessa bakterier inte bara dominerar ytan på Lō'ihi, utan också var närvarande i strålarna från de hydrotermiska ventilerna. "Detta betyder att mattorna kan sträcka sig under ytan och finns i sprickorna och sprickorna i klipporna djupare ner," sade hon.
Dessutom besökte de också kustlinjen till vulkan Kilauea som hade utbröt några månader före (i maj förra året) och upptäckte att samma mikrobiella mattor satte sig ner på den kylande lavan som fanns på djupet av 2 063 fot (635 meter) i vatten. Dessa bakterier använder syre för att skapa energi. Emellertid, "huruvida det finns syre i vissa av dessa andra havsvärldar är diskuterad," sade Smith. "Så var inte riktigt säker på om detta är en bra plats eller inte baserat på det."
Forskarnas analys av äldre prover, som inte ännu har publicerats, visar att organismer har gener som kan hjälpa dem att fixa kol - en viktig del av energiproduktionen - utan att använda syre, sa hon.
"Jag tror att det är en bra analog för både vetenskaplig utforskning men också för teknik som testar realistiska förhållanden som inte är lättillgängliga," sade Petra Schwendner, en postdoktor vid University of Florida som inte var en del av forskningen, men som deltog i samtalet. "Saturnus måne Enceladus tros ha liknande miljöförhållanden."
Ann Cook, docent vid School of Earth Sciences vid Ohio State University, som inte heller var en del av studien men som deltog i samtalet, gick med på det. "För mig verkade det vara ett bra alternativ för att förstå hur mikrober kan interagera i alla typer av ventilationssystem," sade hon.
