นักชีวดาราศาสตร์กำลังค้นหาเบาะแสของสิ่งมีชีวิตบน ดวงจันทร์น้ำแข็ง ในระบบสุริยะ แต่ก่อนอื่นพวกเขาต้องทดสอบเทคนิคต่างๆ บนพื้นโลก

ดวงจันทร์น้ำแข็ง – พอฉันกดนิ้วโป้งที่ปุ่มเร่งเครื่อง รถลุยหิมะก็พุ่งปราดไปบนผืนหิมะและน้ำแข็งกว้างใหญ่ ท่ามกลางสนธยาหม่นมัว ภูมิทัศน์คล้ายฉาบด้วยเฉดสีน้ำเงินเหนือธรรมชาติ ฉันกำลังมุ่งหน้ากลับเข้าเมืองหลังจากใช้เวลาทั้งวันแล่นไปมาตาม ฟยอร์ดน้ำแข็งแห่งหนึ่งของหมู่เกาะสฟาลบาร์ในนอร์เวย์ อันเป็นกลุ่มเกาะที่เต็มไปด้วยเทือกเขาน้อยใหญ่ทางเหนือ ของอาร์กติก ที่ซึ่งเหนือศีรษะมักมีแสงเหนือเริงร่าย ขณะที่ในทะเลมีวาฬนาร์วาล วาฬเบลูกา และวอลรัส ว่ายวน

นั่นคือเดือนมีนาคม และดวงอาทิตย์ก็คืนสู่ฟ้าในที่สุดเมื่อราวหนึ่งเดือนก่อน ฉันมาที่นี่กับนักวิทยาศาสตร์ร่วม สิบชีวิตเพื่อตามหาภูมิลักษณ์แปลกตาที่เรียกว่า พิงโก (pingo) หรือที่ถูกก็คือจุลชีพที่อาศัยอยู่ในนั้น โครงสร้างรูปโดม ในชั้นดินเยือกแข็งคงตัว (permafrost) เหล่านี้มีหลายขนาด ตั้งแต่มูนดินไปถึงเนินเล็กๆ ซึ่งจะยืดและหดตัวตามฤดูกาล เมื่อน้ำที่ซึมผ่านเข้าไปแข็งตัวหรือละลาย พวกมันคล้ายกับการปะทุของน้ำแข็งอย่างเชื่องช้า อุณหภูมิอยู่ที่ราวติดลบ 25 องศาเซลเซียส ขณะที่เหล่านักวิทยาศาสตร์ในชุดกันหนาวหนาเตอะและพกปืนไรเฟิล เดินทางวันละหลายรอบไปยังแหล่งศึกษาที่พวกเขาเก็บตัวอย่างน้ำและแกนน้ำแข็ง พลางต้องสอดส่ายสายตาเฝ้าระวังหมีขั้วโลกไปด้วย

จุลชีพที่อาศัยอยู่ในพิงโกอาจเผยเบาะแสว่า ชีวิตต่างดาวอาจอยู่รอดได้อย่างไรในโลกอื่นๆ ของระบบสุริยะ ซึ่งก็คือบรรดาดวงจันทร์เย็นยะเยือกที่มีทะเลซ่อนอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็ง เนื่องจากในฤดูหนาว ชีวิตในพิงโก “ไม่ได้พึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์เลยครับ มันใช้พลังงานเคมีเท่านั้น” ดีมีทรี คาเลนิตเชนโก นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยทรมเซอในนอร์เวย์และหัวหน้าโครงการศึกษาดังกล่าว บอก

เรื่องราวของชีวิตบนโลกที่ไม่พึ่งพาแสงอาทิตย์นั้นค่อนข้างใหม่ เนิ่นนานที่ “เรายังคิดกันว่าชีวิตบนดาวเคราะห์ ดวงนี้จำกัดอยู่บนพื้นผิวเป็นส่วนใหญ่…และพึ่งพาการสังเคราะห์แสงเท่านั้น” บาร์บารา เชอร์วูด ลอลลาร์ นักธรณีวิทยา จากมหาวิทยาลัยโทรอนโต ผู้ศึกษาจุลชีพที่อยู่ใต้ดินลึก บอก ต่อมาในปลายทศวรรษ 1970 ยานสำรวจใต้น้ำ แอลวิน ที่สำรวจปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรอันมืดมิดใกล้หมู่เกาะกาลาปาโกส ค้นพบระบบนิเวศที่เจริญงอกงามอยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวมหาสมุทรราว 2.5 กิโลเมตร ส่งผลให้แนวคิดของมนุษย์ว่าด้วยข้อจำกัดต่างๆของชีวิตพลิกผันไปตลอดกาล

ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่า ความสามารถในการเกื้อกูลชีวิตและอยู่อาศัยได้ของโลกขึ้นอยู่กับระยะห่างพอเหมาะจากดวงอาทิตย์ แต่แนวคิดนั้นไม่สมบูรณ์ ขณะนี้ ดวงจันทร์ไกลโพ้นสามดวง ซึ่งได้รับความร้อนจาก แรงโน้มถ่วงที่ผลักและดึงกันของดาวเคราะห์ยักษ์ที่พวกมันโคจรรอบ ทำให้นักวิทยาศาสตร์เห็นความเป็นไปได้ว่า อาจมีชีวิตต่างดาวในมหาสมุทรบนดวงจันทร์เหล่านั้น ซึ่งได้แก่ ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีที่ว่ากันว่าทะเลน้ำเค็ม ใต้เปลือกน้ำแข็งมีปริมาตรน้ำมากกว่ามหาสมุทรทั้งหมดของโลก ดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์ หรือโลกหุ้มน้ำแข็งขนาดเล็กที่มีมหาสมุทรใหญ่ส่งน้ำพุ่งผ่านรอยแยกบริเวณขั้วใต้ และดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ที่มีภูมิประเทศประหลาดของทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนเหลวอยู่บนพื้นผิวและมีมหาสมุทรอยู่ข้างใต้ การสังเกตการณ์ต่างๆชี้ว่า ดวงจันทร์แต่ละดวงเหล่านี้มีเคมี น้ำ และพลังงาน ที่จำเป็นต่อการหล่อเลี้ยงชีวิตที่เรารู้จักและอาจไม่รู้จัก

เราอาจได้รู้ในไม่ช้าว่า ทะเลเหล่านี้มีชีวิตดำรงอยู่หรือไม่ จูซ (JUICE) ยานอวกาศขององค์การอวกาศยุโรป กำลังเข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดีเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้และดวงจันทร์บริวารที่รวมถึงยูโรปาด้วย ในปีหน้า ยานอวกาศยูโรปาคลิปเปอร์ (Europa Clipper) ขององค์การนาซาก็จะมุ่งหน้าไปยูโรปาเช่นกัน เพื่อไขปริศนาว่าด้วย เปลือกหุ้มและทะเลน้ำเค็มของที่นั่น และต่อไปในทศวรรษนี้ ภารกิจดรากอนฟลายขององค์การนาซาจะส่งโดรนแปดใบพัดไปยังไททัน พร้อมชุดเครื่องมือที่สามารถสืบค้นสัญญาณชีพบนพื้นผิวหมอกจัดของดวงจันทร์ดังกล่าวได้ ภารกิจสำรวจ เอนเซลาดัสก็อยู่ระหว่างวางแผนเช่นกัน “นี่เป็นช่วงเวลาน่าตื่นเต้นจริงๆสำหรับนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ค่ะ” มอร์แกน เคเบิล จากห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นหรือเจพีแอล (Jet Propulsion Laboratory: JPL) ของนาซา บอกและเสริมว่า “เราอาจพบชีวิตที่อื่นเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์มนุษยชาติก็ได้”

การเตรียมการที่ใช้เวลาหลายสิบปีทำให้ภารกิจเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายรวมกันหลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อเตรียมตัวสำหรับการสำรวจภาคสนามด้านชีวดาราศาสตร์อันไกลโพ้น นักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบเครื่องมือและเทคนิคต่างๆใน ซอกมุมที่เหน็บหนาวและมืดมิดบนโลก แม้ว่าเคมีบนพื้นผิวดวงจันทร์ไททันยากจะเลียนแบบได้บนโลก แต่ท้องทะเล ใต้พื้นผิวดวงจันทร์ทั้งสามอาจไม่ต่างจากสิ่งแวดล้อมใต้ทะเลบนโลกมากนัก จากพื้นผิวโลกไปถึงถ้ำลึกใต้ดิน นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ศึกษาสิ่งมีชีวิตพิสดารที่สุดจำนวนหนึ่งบนโลก การค้นพบของพวกเขาอาจเขียนเรื่องราวว่าด้วยกำเนิดชีวิตบนโลกและอาจรวมถึงที่อื่นๆด้วย

ฉันเคยมาประทับรอยรองเท้าบู๊ตบนหิมะที่สฟาลบาร์ครั้งแรกเมื่อสี่ปีก่อน เพื่อขึ้นเรือตัดน้ำแข็งสัญชาตินอร์เวย์ ครุนพรินส์ฮาคุน เรือลำใหม่เอี่ยมในเวลานั้น พร้อมกับวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์สามสิบกว่าชีวิต เราออกเดินทางจาก ลองเยียร์เบียนไปยังบริเวณรอยแยกก้นสมุทรทางเหนือของกรีนแลนด์ ที่นั่น ลึกลงไปราวสี่กิโลเมตร โลกพ่นของเหลว ร้อนระอุสีเข้มออกสู่ทะเล ทำให้เกิดบริเวณที่เรียกว่า เขตปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรออโรรา น้ำเค็มที่ปะทะกับหินร้อนจัดใต้พื้นทะเลเพิ่มพลังให้กับการปะทุดังกล่าว ก่อให้เกิดความร้อนและเคมีที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต “มันอาจเป็นที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตพิลึกพิลั่นและน่าอัศจรรย์สารพัดรูปแบบเลยครับ” คริส เจอร์มัน นักธรณีเคมีทางทะเลจากสถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮล บอกขณะเรือแล่นขึ้นเหนือ ใต้น้ำแข็งที่ปกคลุมถาวร เขตปล่องน้ำร้อนนี้อาจเป็นแดนอุปมาบนโลกที่เทียบเคียง ได้กับก้นสมุทรบนดวงจันทร์ยูโรปาและเอนเซลาดัส

เพื่อสำรวจออโรรา เจอร์มันกับเพื่อนร่วมงานนำยานสำรวจใต้น้ำไร้มนุษย์ทันสมัยที่สุดลำหนึ่งซึ่งมีขนาดพอๆ กับ รถมินิแวนสีส้มและมีชื่อว่า นูอี (NUI: Nereid Under Ice) มาด้วย ยานสำรวจมูลค่าสามล้านดอลลาร์สหรัฐลำนี้ออกแบบมาเพื่อการสำรวจระบบนิเวศใต้น้ำแข็ง สามารถดำน้ำได้ลึกห้ากิโลเมตรเป็นระยะทางกว่า 40 กิโลเมตร และปฏิบัติการได้ ครึ่งวันโดยไม่ต้องชาร์จไฟ นูอี ทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ แต่สามารถบังคับจากระยะไกลได้ด้วย โดยนักวิทยาศาสตร์ที่ติดตามไลฟ์ฟีดจากกล้องสามารถบังคับยานไปเก็บตัวอย่างตะกอนหรือสิ่งมีชีวิตที่ต้องการได้

“เราหวังว่า นูอี จะเป็นคล้ายๆ ออสตราโลพิเทคัส หรือ โฮโม ฮาบิลิส ของอวกาศยานอัตโนมัติที่จะไปยูโรปาได้ สักวันครับ” เควิน แฮนด์ นักสำรวจของเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก และนักชีวดาราศาสตร์จากเจพีแอล บอกทีมงานขณะที่ เรือแล่นตัดเปลือกน้ำแข็งที่หุ้มโลกของเรา สำหรับเขา ยูโรปาคือเป้าหมายหลักในการค้นหาคำตอบว่า เราคือสิ่งมีชีวิตเดียวในเอกภพหรือไม่

น้ำแข็งที่ค่อนข้างบางในมหาสมุทรอาร์กติกถือว่าเป็นมิตรกว่าเปลือกหุ้มมหาสมุทรต่างดาว เปลือกของเอนเซลาดัสอาจหนาไม่ถึงหนึ่งกิโลเมตรตรงขั้วใต้ที่กีย์เซอร์พุขึ้นมา แต่เปลือกของยูโรปาคาดว่าจะหนากว่ามาก การศึกษาคุณสมบัติของเปลือกน้ำแข็ง และองค์ประกอบของพื้นผิวดวงจันทร์ยูโรปาคือหนึ่งในเป้าหมายสำคัญที่สุดของทั้งจูซและยูโรปา คลิปเปอร์ อวกาศยานทั้งสองจะบินเฉียดยูโรปาหลายครั้งเพื่อวัดความหนาของเปลือกและศึกษาชั้นต่างๆ รวมถึงมหาสมุทรข้างใต้ ด้วยความหวังว่า ข้อมูลที่มากขึ้นจะเอื้อให้ภารกิจในอนาคตสามารถเจาะเปลือกนั้นลงไปยังห้วงน้ำข้างใต้ได้

ระหว่างโคจรรอบดาวเสาร์ช่วงปี 2004 ถึง 2017 ยานแคสซีนีของนาซาเก็บตัวอย่างพวยที่พุ่งจากเอนเซลาดัสได้หลายครั้ง และพบเกลือ ซิลิกา โมเลกุลอินทรีย์ และโมเลกุลไฮโดรเจน ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงกิจกรรมก้นสมุทร และยังตรวจพบฟอสฟอรัส อันเป็นธาตุที่สำคัญต่อชีวิตบนโลกด้วย หน้าที่ของยานสำรวจใต้น้ำ นูอี ในภารกิจนี้คือศึกษาเขต ปล่องน้ำร้อนออโรราอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกเพื่อค้นหาว่า ปฏิกิริยาทางเคมีของมันเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตก้นสมุทรหรือไม่ บางทีรูปแบบของชีวิตเช่นนี้อาจวิวัฒน์ขึ้นท่ามกลางความมืดใต้ทะเลต่างดาวที่มีน้ำแข็งปกคลุมถาวรก็เป็นได้

เรื่อง นาเดีย เดรก
ภาพถ่าย คาร์สเทน ปีเตอร์ และคริส กันน์

ติดตามสารคดี หมายเยือนจันทราหาชีวิต ฉบับสมบูรณ์ได้ที่ นิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย เดือนตุลาคม 2566

สั่งซื้อนิตยสารได้ที่ https://www.naiin.com/product/detail/589875

อ่านเพิ่มเติม ไล่ล่า ต้นกำเนิดเอกภพ ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ดีที่สุดที่โลกเคยมีมา