Ультрафиолетовые следы: пещеры на Земле открывают жизнь на других планетах

Пещеры на Земле нередко становятся естественными лабораториями для учёных, изучающих возможные условия жизни на других планетах. Одним из таких объектов стал комплекс Wind Cave, расположенный в Южной Дакоте, США. Он не только известен своей протяжённостью, но и стал площадкой для исследований, которые приближают науку к разгадке тайн спутника Юпитера — Европы.

По мнению астробиологов, химический состав пещеры во многом схож с предполагаемыми условиями под поверхностью Европы. Спутник давно привлекает внимание учёных возможным наличием подлёдного океана — среды, где в теории может существовать жизнь. Чтобы проверить гипотезы, специалисты спустились вглубь Wind Cave и начала изучать флуоресцентные минералы и микроорганизмы, обитающие на глубине в сотни метров.

Исследования проводились прямо на месте, без извлечения образцов. Для этого применялся переносной спектрометр, позволяющий анализировать химический состав породы с помощью ультрафиолетового света. Под действием УФ камни начинали светиться яркими оттенками розового, синего и зелёного. Такие цвета возникают благодаря включениям — своеобразным химическим «окаменелостям», сформированным миллионы лет назад. Они служат указателями минеральных отложений и прошлой активности воды, без которой невозможна жизнь в её известной форме.

Часть пещеры Wind Cave при обычном белом освещении (слева) и под УФ-излучением (справа) (Joshua Sebree)

Оказалось, что стены, которые казались совершенно пустыми, под чёрным светом оживали. Яркий флуоресцентный слой показывал, где тысячи лет назад находились стоячие водоёмы. Такие визуальные сигналы раскрывают историю водных процессов, происходивших в пещере, и могут помочь моделировать условия на других небесных телах.

Один из ключевых выводов — роль марганцевой воды в формировании пещеры. Учёные обнаружили розово-светящиеся полосатые кальциты, которые образовались благодаря взаимодействию воды с минералами. Предполагается, что разрушение этих менее устойчивых образований могло расширить пещерные полости — механизм, ранее не фиксировавшийся в других системах.

Светящиеся образования в пещере Wind Cave (Joshua Sebree)

Несмотря на суровые условия — от узких проходов до холодного микроклимата — исследователи продолжают спуски вглубь. Их цель — не только изучить флору и минералы, но и понять, как подобные экосистемы развиваются в изоляции от солнечного света. Это важно для оценки пригодности аналогичных условий для жизни за пределами Земли.

Отдельное внимание уделяется созданию открытой базы данных «отпечатков» флуоресценции минералов, которая поможет не только в картографировании пещер, но и в понимании их эволюции. Такие данные могут лечь в основу будущих космических миссий, где подобная техника будет использоваться для поиска признаков воды и жизни на других планетах.

Научная команда также работает над автоматизацией спектрометра, который потенциально можно будет использовать в экспедициях на другие планеты. Результаты исследований планируется представить на весенней конференции Американского химического общества, где будет обсуждаться потенциал пещер как аналогов внеземных экосистем.