Sains
Penelitian: Enceladus Memiliki Semua Bahan Baku Kehidupan
ANTARIKSA -- Bulan samudra di Saturnus, Enceladus, semakin menarik perhatian dalam pencarian kehidupan di Tata Surya kita. Sebagian besar informasi tentang Enceladus dan lautannya yang tertutup es berasal dari misi Cassini.
Pesawat antariksa NASA itu mengakhiri eksplorasi sistem Saturnus pada tahun 2017, namun para ilmuwan masih meneliti datanya.
Baru-baru ini, sebuah penelitian memperkuat gagasan bahwa Enceladus memiliki semua bahan kimia yang diperlukan untuk kehidupan seperti di bumi.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Selama misinya, Cassini menemukan gumpalan air mirip geyser yang menyembur dari cangkang es Enceladus. Pada tahun 2008, Cassini melakukan penerbangan jarak dekat dan menganalisis gumpalan tersebut dengan Cosmic Dust Analyzer (CDA).
Hasilnya, air dalam gumpalan tersebut mengandung campuran zat-zat yang mudah menguap, termasuk karbon dioksida, uap air, dan karbon monoksida. Ia juga menemukan sejumlah kecil nitrogen molekuler, hidrokarbon sederhana, dan bahan kimia organik kompleks.
Baca Juga: Cassini-Huygens, Misi Bunuh Diri Paling Berharga di antara Titan dan Saturnus
Makalah baru berjudul 'Pengamatan Komposisi Unsur Enceladus Konsisten dengan Model Umum Ekosistem Teoretis' menyajikan beberapa temuan baru. Penulis utamanya adalah Daniel Muratore, seorang post-doc di Santa Fe Institute.
Penelitian ini berpusat pada penemuan amonia dan fosfor anorganik di lautan Enceladus. Para peneliti menggunakan teori dan pemodelan ekologi dan metabolisme untuk menguji bagaimana bahan kimia itu bisa membuat Enceladus hidup.
“Selain berspekulasi tentang ambang batas konsentrasi senyawa bioaktif untuk mendukung ekosistem, teori metabolik dan ekologi bisa memberikan lensa interpretasi yang kuat untuk menilai apakah lingkungan luar bumi kompatibel dengan ekosistem kehidupan,” jelas para penulis.
Komponen penting dari teori ekologi adalah rasio Redfield, ahli kelautan Amerika Alfred Redfield. Pada tahun 1934, Redfield menerbitkan hasil yang menunjukkan rasio karbon terhadap nitrogen dan fosfor (C:N:P) sangat konsisten di seluruh biomassa lautan pada 106:16:1. Peneliti lain menemukan rasio tersebut sedikit berubah tergantung pada wilayah dan spesies fitoplankton yang ada. Penelitian terbaru menyempurnakan rasionya menjadi 166:22:1.
Yang menarik adalah kesimpulan Redfield. Rasio Redfield menunjukkan kesatuan yang luar biasa antara kimia makhluk hidup di laut dalam dan lautan itu sendiri. Dia mengusulkan agar ada keseimbangan antara air laut dan nutrisi plankton yang didasarkan pada umpan balik biotik. Dia juga menggambarkan kerangka kimia untuk nutrisi dan kehidupan sederhana.
“Apapun penjelasannya, kesesuaian antara jumlah nitrogen dan fosfor yang tersedia secara biologis di laut dan proporsi pemanfaatannya oleh plankton adalah fenomena yang paling menarik,” kata Redfield dalam makalahnya.
Lantas, bagaimana hubungan penemuan amonia dan fosfor di lautan Enceladus dengan rasio Redfield dan potensi biologis Enceladus?
Keterangan gambar: Gambar ini mengilustrasikan penampang Enceladus, yang merangkum proses yang dimodelkan para ilmuwan SwRI di bulan dalam studi tahun 2020. Oksidan yang dihasilkan di permukaan es ketika molekul air dipecah oleh radiasi bisa bergabung dengan reduktor yang dihasilkan aktivitas hidrotermal dan reaksi batuan air lainnya. Hal itu menciptakan sumber energi bagi potensi kehidupan di lautan.
Rasio Redfield tersebar luas di seluruh Pohon Kehidupan di Bumi. “Karena keberadaannya yang ada di mana-mana, rasio Redfield telah dianggap sebagai tanda target untuk deteksi kehidupan astrobiologis, terutama di dunia lautan seperti Europa (bulan Jupiter) dan Enceladus,” kata penulis makalah baru.
Dalam kehidupan, satu-satunya yang kita jalani adalah kehidupan di Bumi. Jadi masuk akal untuk menggunakan aspek dasar kimia kehidupan di Bumi sebagai lensa kajian potensi dunia pendukung kehidupan lainnya.
Analisis data Cassini dari bulu Enceladus menunjukkan tingginya tingkat fosfat anorganik di lautannya. Simulasi geokimia lain menunjukkan hal yang sama. “Laporan tentang fosfor ini mengikuti penelitian sebelumnya yang mengidentifikasi sejumlah unsur penyusun kehidupan terestrial (C, N, H, O) dari bulu-bulu Enceladus,” jelas para penulis.
Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa lautan di sana mengandung banyak bahan kimia yang umum ditemukan pada organisme hidup, seperti prekursor asam amino, amonium, dan hidrokarbon. Jadi, lautan Enceladus memiliki kandungan kimia yang kaya, dan banyak bahan kimia yang mencerminkan susunan kimiawi kehidupan.
Baca Juga: Penemuan Baru: Asal Alien Bisa Berbeda dengan Kehidupan Bumi, Mungkin dari Silikon
Secara khusus, muncul hipotesis bahwa Enceladus bisa mendukung metanogenesis. Archaea atau arkea telah melakukan metanogenesis di berbagai kondisi lingkungan berbeda di Bumi selama lebih dari tiga miliar tahun, membuktikan kemampuan mereka bertahan hidup.
Pemodelan biokimia menunjukkan bahwa metanogen bumi cocok dengan lautan Enceladus. Para peneliti mengembangkan model metanogen baru yang lebih rinci di Enceladus untuk memastikan mereka bisa bertahan dan berkembang di sana.
Model itu sangat bergantung pada rasio Redfield. Mereka menemukan, meskipun fosfor terdapat dalam jumlah besar di lautan bulan itu, rasio keseluruhannya kemungkinan terbatas untuk sel-sel mirip Bumi.
“Tingginya stok nutrisi ini mungkin disebabkan oleh penurunan yang tidak sempurna akibat biosfer yang kecil atau lambat secara metabolisme, biosfer dengan asal usul kehidupan yang baru atau alasan lain yang dapat menyebabkan ketidakseimbangan," tulis mereka.
Jadi, bagaimana dengan prospek kehidupan di Enceladus?
Para peneliti baru berada di tahap awal ilmu biosignature. Mereka bisa mengidentifikasi bahan-bahan kimia satu per satu, tetapi dari jarak yang sangat jauh itu, tidak bisa mengukur keseluruhan bahan kimia Enceladus secara akurat.
Penelitian biosignature yang lebih baru, termasuk makalah ini, bertujuan mengidentifikasi bagaimana proses biologis mengatur ulang unsur-unsur kimia dengan cara yang jelas. Dengan mengamati keseluruhan ekosistem, para ilmuwan berharap menemukan tanda biologis baru yang tidak terlalu ambigu. Bisa juga mereka menemukan makhluk hidup non-Bumi mengatur ulang bahan kimia dengan cara yang sangat berbeda.
Memahami ekosistem secara keseluruhan adalah langkah berikutnya. Ada banyak sekali faktor yang perlu dipertimbangkan. Ukuran sel, ketersediaan nutrisi, radiasi, salinitas, suhu, dan lainnya. Namun untuk memahami lingkungan kimia di Enceladus, Europa, atau di mana pun, peneliti memerlukan data yang lebih rinci.
Baca Juga: Robot NASA di Mars Menemukan Sungai Kering yang Pernah Dihuni
Untungnya, ilmu instrumen penelitian terus meningkat, dan misi ke Europa akan memberikan gambaran yang lebih lengkap. “Kami menyarankan dua prioritas untuk penelitian astrobiologi lebih lanjut guna lebih memahami implikasi dari kesimpulan ini,” tulis mereka.
Pertama, mengeksplorasi gagasan metabolisme dan fisiologi yang lebih umum. Mencari persamaan langsung dengan kehidupan terestrial dalam bentuk biokimia kemungkinan bukan strategi terbaik dalam mencari kehidupan di Enceladus.
“Kedua, kami merekomendasikan untuk memperluas cakupan lingkungan analog Bumi untuk mencakup lingkungan yang memiliki rasio pasokan sumber daya ekstrem yang serupa dengan yang ada di Enceladus,” kata peneliti.
Meskipun sebagian besar imajinasi kita tentang kehidupan di dunia lain adalah khayalan dan tidak mungkin terjadi, kehidupan bisa saja menemukan caranya sendiri di Enceladus. Mungkin ada berbagai cara bagaimana kehidupan bermula dan mengatur ulang lingkungan kimianya. Sumber: Universe Today
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
