آب تنها علامت کلیدی از وجود حیات فرازمینی نیست
دانشمندان می‌گویند هنگام جستجو به دنبال زندگی فرازمینی، باید به دنبال عناصر بیولوژیکی حیاتی ضروری نیز گشت.
پژوهشگران هنگام جستجوی زندگی فرازمینی، عمدتا روی جاهایی که آب وجود داشته باشد، تمرکز می‌کنند. برخی دانشمندان می‌گویند که جستجو به دنبال یافتن عناصر زیستی حیاتی مانند فسفر و مولیبدن نیز می‌تواند به قضاوت درمورد احتمال وجود زندگی کمک کند. روی زمین، عملا هر جایی که آب باشد، زندگی نیز وجود دارد؛ از ابرها گرفته تا عمیق‌ترین لایه‌ی پوسته‌ی زمین. طبق همین روال، جستجو برای زندگی در خارج از کره زمین هم به‌صورت معمول بر دنیاهایی تمرکز یافته است که قابل زیست باشند؛ یعنی دارای دمایی باشند که آب را روی سطح خود نگه دارند. برای مثال اگرچه سطح سیاره‌ی زهره در حال حاضر به‌اندازه‌ای داغ است که موجب ذوب شدن سرب شود، مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۶ نشان داد که این سیاره ممکن است ۷۱۵ میلیون سال پیش قابل سکونت بوده باشد. دانشمندان بر این باورند که اگر زمانی زندگی روی زحل وجود داشته است، ممکن است هنوز هم درون ابرهایش جاری باشد.
تصویری از قمر اروپای مشتری که توسط فضاپیمای گالیله‌ی ناسا گرفته شده است. شواهد زیادی حاکی از آنند که اروپا دارای یک اقیانوس زیرزمینی است که در آن آب وجود دارد و بسیاری از پژوهشگران براین باورند که بهترین مکان برای جستجوی زندگی فرازمینی است
آوی لوئب نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:
عناصر ضروری دیگری نیز برای حیات مورد نیاز هستند؛ برای مثال روی زمین، نیتروژن و فسفر عناصر کلیدی تعیین‌کننده‌ی میزان قابلیت زیست اقیانوس‌ها هستند. نیتروژن برای تولید پروتئین مورد نیاز است و نیتروژن و فسفر، هر دو عناصر کلیدی ملکول‌های DNA و RNA هستند. بر اساس نتایج برخی مطالعات، احتمالا افزایش دسترسی فسفر در اقیانوس‌ها در حدود ۶۳۵ تا ۸۰۰ میلیون سال پیش، حتی به تکامل جانوران روی زمین کمک کرده است.
برای پی بردن به نقش احتمالی این عناصر زیستی در تکامل دنیاهای فرازمینی، پژوهشگران وضعیت در دسترس بودن این عناصر را در اقیانوس‌های موجود در زیر سطح یخزده‌ی آن‌ها مورد بررسی قرار می‌دهند؛ وضعیتی شبیه آن چه در قمر اروپای مشتری و انسلادوس زحل برقرار است.
لوئب گفت:
شاید در آب‌های زیر سطح یخی اروپا و انسلادوس، زندگی وجود داشته باشد و ناسا و ایسا برنامه‌هایی دارند که آن مناطق را مورد کاوش قرار دهند.
روی زمین مقادیر زیادی فسفر در اقیانوس‌ها در نتیجه‌ی فرسایش سنگ‌هایی به نام سنگ‌های فلسیک با آب بارانی که مقداری اسیدی است، تولید می‌شود. این فسفر طی فعالیت هیدروترمال از دریاهای روی زمین برداشته می‌شود؛ در مطالعه قبلی احتمال وجود فعالیت هیدورترمال روی انسلادوس و احتمالا اروپا نشان داده شده است.
تشعشعات حاصل از مشتری به‌طور مدام بر سطح اروپا می‌تابد و مولکول‌هایی تولید می‌کند که باعنوان اکسیدانت شناخته می‌شوند و با جابجایی سطح یخی اروپا این اکسیدانت‌ها می‌توانند وارد دریاهای پنهانی اروپا شوند؛ جایی که می‌توانند با سولفیدها وارد واکنش شده و آبی به شدت اسیدی تولید کنند. پژوهشگران می‌گویند که به همین صورت اروپا هم ممکن است دارای فسفر کافی برای پشتیبانی از حیات داشته باشد، هرچند اقیانوس‌های به شدت اسیدی، شاید شانس وجود زندگی روی آن را خنثی کند. در مقابل پژوهش‌های قبلی پیشنهاد داده‌اند که اقیانوس‌های زیر زمینی انسلادوس ممکن است به‌شدت قلیایی باشد.
در این دیاگرام لایه درونی احتمالی انسلادوس، قمر سیاره زحل نشان داده شده است؛ سنجه‌های گرانشی نشان می‌دهند که زیر سطوح یخی احتمالا به صورت منطقه‌ای، آب وجود داشته باشد
دانشمندان می‌گویند فلزاتی همچون مولیبدن، منگنز و کبالت نیز می‌توانند به‌عنوان عناصر زیستی حیاتی در نظر گرفته شوند. مولیبدن دارای نقش مهمی در چند آنزیم است و خصوصا در فرایند تثبیت نیتروژن اهمیت زیادی دارد؛ طی این فرایند پیوندهای شیمیایی قوی بین اتم‌های جفتی نیتروژن شکسته شده و اتم‌های نیتروژن که از هم جدا شده‌اند وارد مولکول‌های حیاتی ارگانیک می‌شوند. علاوه بر این، مولیبدن سنتز پروتئین و نیز متابولیسم و رشد را در بسیاری از ارگانیسم‌ها تحت تاثیر قرار می‌دهد. عنصر منگنز نیز دارای نقش مهمی در زمینه‌ی تولید اکسیژن از طریق فتوسنتز در کلروپلاست است. کبالت هم دارای نقش‌های متنوع زیستی در متابولیسم است و مهم‌تر از همه اینکه جزئی از ویتامین B12 است.
آدام فرانک می‌گوید:
ایده‌ی منطقه قابل زیست به دهه‌ی ۱۹۵۰ بر می‌گردد؛ از آن زمان تاکنون ما درمورد موضوعات زیادی مانند وجود اقیانوس‌های زیرسطحی، آگاهی کسب کرده‌ایم، پس لازم است ذهنیت خود را از حالت فقط وجود آب در یک جا، به وجود عناصر و مواد شیمیایی که ممکن است برای زندگی حیاتی باشد، تغییر دهیم.
یک راه برای پی بردن به عناصر زیستی حیاتی در دنیاهای فرازمینی از فواصل دور، این است که به ستاره‌های آن‌ها نگاه کنیم و نوری را که روی سیاره‌ها و قمرهایشان می‌اندازند، مورد بررسی قرار دهیم. حضور یک عنصر در یک ستاره، طیف منحصربه‌فردی از رنگ‌های قابل دیدن را به‌صورت نور ستاره تولید می‌کند و می‌تواند به ما اطلاعاتی در مورد قابلیت زیست هر سیاره‌ای که دور آن‌ها می‌چرخد، بدهد.
انسلادوس، قمر سیاره‌ی زحل در نور مادون قرمز، سبز و نور فرابنفش
لینگام می‌گوید:
اگر سطوح عناصر زیستی حیاتی در یک دنیا پایین باشد، این امکان وجود زندگی به سبکی که مد نظر ما است، نیز در آن محدود خواهد بود. هرچند طبق مطالعه‌ی جدید، شانس یافتن زندگی در ماموریت‌های آینده‌ی کاوش اروپا و انسلادوس کم است؛ ولی آن‌ها فرصتی عالی برای تغییر یا رد مدل ما هستند و ما طرفدار چنین ماموریت‌هایی هستیم.
شاید در خارج از کره زمین حیاتی وجود داشته باشد که از لحاظ شیمیایی با حیات روی زمین متفاوت باشد
جاناتان لونین از دانشگاه کورنل که در این مطالعه همکاری نداشته است، هشدار داد که این‌ها محاسباتی بر اساس فرضیاتی ساده هستند و ما باید همیشه به‌خاطر داشته باشیم که سیاره‌ها و قمرهای آن‌ها پیچیده‌تر از انتظار ما هستند. بنابراین ما نباید این نتایج را قطعی تلقی کنیم. البته پژوهش‌ها مشاهدات دیگری را که باید در ماموریت‌های آینده مد نظر قرار گیرند.
پژوهشگران هشدار دادند که اگرچه عناصر زیستی حیاتی ممکن است به‌طور متوسط در یک دنیا کمیاب باشند؛ ولی مناطقی ممکن است در آن جهان وجود داشته باشد که سطوح این عناصر و بنابراین احتمال وجود حیات در آن‌ها بیشتر باشد. لوئب گفت:
البته پژوهشگران زندگی را فقط به‌صورتی که ما از آن آگاهیم در نظر می‌گیرند؛ زندگی‌هایی که ممکن است ما درمورد آن‌ها هیچ علمی نداشته باشیم، شاید از لحاظ شیمیایی متفاوت از زندگی روی زمین باشد که این خودش نسبت به یافتن زندگی مشابه با زندگی زمینی در دنیای بیرون از زمین، یافته‌ی هیجان‌انگیزتری است.
