Учёные воспроизвели в лаборатории предполагаемые условия на дне подлёдного океана спутника Сатурна Энцелада и обнаружили, что земной микроорганизм способен расти и производить метан даже при очень высокой щёлочности и крайне небольшом количестве доступного углекислого газа. Эксперимент показывает, что геохимия Энцелада теоретически может поддерживать один из древнейших известных типов микробного метаболизма.

Исследование провели специалисты Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана вместе с коллегами из Свободного университета Берлина, Университета Регенсбурга и Океанографического института Вудс-Хоул. В качестве модельного организма они использовали архею Methanothermococcus okinawensis, обитающую на Земле рядом с глубоководными гидротермальными источниками. Эта архея относится к метаногенам. Для получения энергии ей не требуется кислород: организм использует молекулярный водород и углекислый газ и в процессе метаболизма образует метан. Такой механизм представляет особый интерес для Энцелада. Под ледяной оболочкой спутника находится глобальный океан, контактирующий с каменным ядром. Данные аппарата Cassini показали наличие в выбрасываемом Энцеладом веществе молекулярного водорода, метана и растворённых минералов. Эти данные указывают на реакции между водой и породами на дне океана и возможную гидротермальную активность. Исследователи создали бескислородную лабораторную систему с солями и химическими условиями, которые должны имитировать щелочной океан Энцелада и взаимодействие воды с породой.

Концентрация кислорода в экспериментальной установке была примерно в 10 тысяч раз ниже, чем в земной атмосфере. Учёные также моделировали процессы, способные производить водород непосредственно при взаимодействии воды с минералами. Одной из главных проблем для предполагаемой жизни в океане Энцелада считается его высокая щёлочность. При pH около 10–11 большая часть неорганического углерода находится не в форме свободного CO₂, который необходим метаногенам. Это подтвердилось в контрольных экспериментах: в обычной лабораторной питательной среде M. okinawensis при таком высоком pH не росла. Однако в среде, более точно имитирующей геохимию Энцелада, археи продолжали размножаться и производить метан. Анализ активности генов показал, что микроорганизм перестраивал обмен веществ, позволяя ему использовать очень небольшое количество доступного углекислого газа. При этом водород, необходимый для метаногенеза, мог образовываться в результате смоделированных реакций между водой и породами.