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Grant: Class Grant and Contribution Program to Support Research, Awareness and Learning in Space Science and Technology

University of Ottawa|Université d'Ottawa

$100,000.00

Probing for Life in Icy Lake Untersee, Antarctica: an Analogue of the Habitable Subsurface World on Enceladus

EF 2021-22 · 2022-03-21

Résumé
A key question for astrobiology is the distribution of life in the universe. Presently, we have only one example of life which is found on Earth. However, there is evidence that habitable environments once existed on Mars and might currently exist within the subsurface ocean of Enceladus, an icy moon of Saturn. Therefore, space agencies have great interest in searching for evidence of life on these planetary worlds, or to at least search for environments with conditions that are compatible with life as we know it. A goal of this project is to inform and enable future methods for the search for life at Enceladus. In 2005, the Cassini mission revealed this icy ocean world to have plumes of gas containing CO2, organic compounds and H2 venting into space over the south polar region. At Lake Untersee, a perennially ice-covered lake in Antarctica, the deep anoxic basin with its unusual biogeochemical processes serves as an analog environment, providing a model for the study of the composition of the Enceladus plume and the potential habitability of its sub-ice ocean. This project seeks to determine the source of H2-CO2 in Untersee’s anoxic waters which drives many of the biochemical processes taking place, search for the presence of biosignatures, and determine the isotopic composition and concentration of other geochemical constituents. Our results will be used to investigate the possibility of a habitable subsurface ocean world at Enceladus. Using a remotely operated vehicle capable of exploring the anaerobic and aerobic waters within the sub-ice environment of Untersee, our project will map the distribution of the benthic microbial mats, characterize their various morphologies and collect sediment samples for additional laboratory analyses. The objectives pursued in this project are highly relevant to the analyses of the gaseous constituents in the plumes of Enceladus, the analyses of carbon compounds from plume samples returned to Earth, or for the deployment of a penetrator into the subsurface ocean that would conduct in-situ experiments and image a possible ecosystem. Highly qualified personnel will be trained in space-related activities and will work with international co-applicants as well as Canadian industry partners where they will gain practical experience in the fields of astrobiology and technology. Our findings at Untersee will help inform and prepare future missions that will search for evidence of life on Enceladus.
Programme
Class Grant and Contribution Program to Support Research, Awareness and Learning in Space Science and Technology
Emplacement
Ottawa|Ottawa, Ontario, Canada
Type de bénéficiaire
Academia
Type
Grant
Source
Proactive Disclosure - Grants and Contributions

Modifications

Chaque version de l'entente telle que publiée, de la plus ancienne à la plus récente, avec son total à cette version. Le montant ci-dessus est le plus récent.

ModificationDateExercice financierTotal
02022-03-212021-22$100,000.00
12022-03-212021-22$100,000.00

Tel que publié

Additional Information
An amendment to change the end date to December 31, 2025.
Additional Information (French)
La date de fin est modifiée et fixée au 31 décembre 2025.
Agreement End Date
2025-12-31
Agreement Number
21FAOTTB07
Agreement Start Date
2022-03-21
Agreement Title
Probing for Life in Icy Lake Untersee, Antarctica: an Analogue of the Habitable Subsurface World on Enceladus
Agreement Title (French)
Recherche de la vie dans le lac glacé Untersee, en Antarctique : analogue du monde souterrain habitable sur Encelade
Agreement Type
Grant
Agreement Value
$100,000.00
Amendment Date
2025-03-06
Amendment Number
1
Description
A key question for astrobiology is the distribution of life in the universe. Presently, we have only one example of life which is found on Earth. However, there is evidence that habitable environments once existed on Mars and might currently exist within the subsurface ocean of Enceladus, an icy moon of Saturn. Therefore, space agencies have great interest in searching for evidence of life on these planetary worlds, or to at least search for environments with conditions that are compatible with life as we know it. A goal of this project is to inform and enable future methods for the search for life at Enceladus. In 2005, the Cassini mission revealed this icy ocean world to have plumes of gas containing CO2, organic compounds and H2 venting into space over the south polar region. At Lake Untersee, a perennially ice-covered lake in Antarctica, the deep anoxic basin with its unusual biogeochemical processes serves as an analog environment, providing a model for the study of the composition of the Enceladus plume and the potential habitability of its sub-ice ocean. This project seeks to determine the source of H2-CO2 in Untersee’s anoxic waters which drives many of the biochemical processes taking place, search for the presence of biosignatures, and determine the isotopic composition and concentration of other geochemical constituents. Our results will be used to investigate the possibility of a habitable subsurface ocean world at Enceladus. Using a remotely operated vehicle capable of exploring the anaerobic and aerobic waters within the sub-ice environment of Untersee, our project will map the distribution of the benthic microbial mats, characterize their various morphologies and collect sediment samples for additional laboratory analyses. The objectives pursued in this project are highly relevant to the analyses of the gaseous constituents in the plumes of Enceladus, the analyses of carbon compounds from plume samples returned to Earth, or for the deployment of a penetrator into the subsurface ocean that would conduct in-situ experiments and image a possible ecosystem. Highly qualified personnel will be trained in space-related activities and will work with international co-applicants as well as Canadian industry partners where they will gain practical experience in the fields of astrobiology and technology. Our findings at Untersee will help inform and prepare future missions that will search for evidence of life on Enceladus.
Description (French)
La répartition de la vie dans l’Univers constitue une question clé en astrobiologie. À l’heure actuelle, il n’existe qu’un seul exemple connu de vie dans l’Univers, lequel se trouve sur Terre. Cependant, il a été prouvé que des environnements propices à la vie ont déjà existé sur Mars, et qu’il pourrait en exister au sein de l’océan souterrain d’Encelade, une lune glacée de Saturne. En conséquence, les agences spatiales du monde ont un grand intérêt à rechercher des signes de vie sur ces planètes, ou à tout le moins à chercher des environnements dont les conditions seraient compatibles avec la vie comme on la connaît. Un des objectifs de ce projet est d'informer et de permettre des méthodes futures pour la recherche de la vie sur Encelade. En 2005, la mission Cassini a révélé que ce monde océanique glacial renfermait des panaches de gaz contenant du CO2, des composés organiques ainsi que du H2 s’échappant dans l’espace au-dessus de la région polaire sud. Au lac d’Untersee, un lac recouvert de glace en permanence dans l’Antarctique, le profond bassin anoxique où peuvent être observés des processus biochimiques inhabituels peut servir d’environnement spatial analogue, fournissant un modèle pour étudier la composition biochimique du panache d’Encelade et la potentielle habitabilité de son océan souterrain. Ce projet vise à déterminer la source de H2-CO2 dans les eaux anoxiques d’Untersee, responsables d’une grande partie des processus biochimiques qui s’y déroulent, à détecter la présence de potentielles bio-signatures, et à déterminer la concentration et la composition isotopique d’autres éléments géochimiques. Les résultats obtenus serviront à examiner la possibilité d’un monde océanique souterrain habitable sur Encelade. À l’aide d’un véhicule télécommandé capable d’explorer les eaux anaérobiques et aérobiques sous la glace du Lac Untersee, ce projet cartographiera la distribution des tapis microbiens benthiques, caractérisera leurs différentes morphologies et recueillera des échantillons sédimentaires pour en réaliser des analyses en laboratoire additionnelles. Les objectifs de ce projet sont étroitement liés aux analyses des constituants gazeux des panaches d’Encelade, à celles des composés carbonés tirés des échantillons de panache rapportés sur Terre ou au déploiement d’un pénétrateur dans l’océan souterrain qui permettrait de conduire des expériences in-situ et d’imager un éventuel écosystème. Du personnel hautement qualifié recevra une formation sur les activités liées à l’espace et travaillera avec des co-candidats internationaux ainsi qu’avec des partenaires de l’industrie canadienne où il acquerra une expérience pratique dans les domaines de l’astrobiologie et de la technologie. Les découvertes faites à Untersee permettront de mieux connaître l’environnement et de préparer de futures missions de recherche de preuves de vie sur Encelade.
Expected Results
The Research component of the program provides financial support to organizations to conduct space related research and development in priority areas. It will support targeted knowledge development and innovation to sustain and enhance the Canadian capacity to use space to address national needs and priorities in the future.
Expected Results (French)
Le volet Recherche du programme offre aux organisations une aide financière qui leur permettra de mener leurs activités de recherche et développement spatiales dans des secteurs prioritaires. Ce volet appuiera le développement des connaissances et l’innovation dans les domaines ciblés de manière à soutenir et à accroître la capacité du Canada d’utiliser l’espace pour répondre aux besoins et aux priorités du pays dans le futur.
Organization Code
csa-asc
Organization
Canadian Space Agency | Agence spatiale canadienne
Program Name
Class Grant and Contribution Program to Support Research, Awareness and Learning in Space Science and Technology
Program Name (French)
Programme global de subventions et contributions à l'appui de la recherche, de la sensibilisation et de l'éducation en sciences et technologies spatiales
Program Purpose
This program supports knowledge development and innovation in the CSA's priority areas while increasing the awareness and participation of Canadians in space-related disciplines and activities. The Research Component aims to support the development of science and technology; foster the continual development of a critical mass of researchers and highly qualified people in Canada; and support information gathering and space-related studies and research pertaining to Canadian Space Agency priorities.
Program Purpose (French)
Ce programme appuie le développement des connaissances et l'innovation dans des domaines prioritaires de l'ASC et accroît la sensibilisation et la participation des Canadiens aux disciplines et aux activités liées à l'espace. Le volet Recherche vise à soutenir le développement des sciences et des technologies, à favoriser le développement continu d'une masse critique de chercheurs et de personnes hautement qualifiées au Canada, et à appuyer la collecte d'information, la recherche et les études relatives à l'espace en tenant compte des priorités de l'ASC.
Recipient City
Ottawa|Ottawa
Recipient Country
CA
Recipient Legal Name
University of Ottawa|Université d'Ottawa
Recipient Postal Code
K1N 6N5
Recipient Province or Territory
ON
Recipient Type
S
Reference Number
003-2021-2022-Q4-00055