Abbiamo incontrato Antonin Affholder, ricercatore del Dipartimento di Ecologia e Biologia Evolutiva dell’University of Arizona di Tucson (Arizona, USA). Un gruppo di ricercatori dell’University of Arizona, guidati da Antonin Affholder, ha pubblicato un articolo su The Planetary Science Journal (per leggerlo clicca QUI), nel quale spiegano come potremmo trovare le prove della presenza di vita microbica nell’oceano di Encelado (una delle lune di Saturno).
Tra il 2005 e il 2017, la famosa sonda Cassini della NASA ha scoperto che lo spesso strato di ghiaccio di Encelado nasconde un vasto e caldo oceano di acqua salata che rilascia anche metano, un gas che sulla Terra ha generalmente origine dalla vita microbica. La luna di Saturno, situata a circa 1,3 miliardi di chilometri dalla Terra, è caratterizzata da almeno 100 giganteschi pennacchi situati al polo sud, che sbuffano attraverso le crepe del paesaggio, come geyser.
Quali sono gli ingredienti fondamentali per la vita scoperti nell’oceano di Encelado?
Si pensa che l’oceano di Encelado contenga alcune piccole molecole organiche (molecole che corrispondono ad atomi di carbonio incatenati insieme ad altri elementi, e gli organismi viventi sono composti da materia organica), che possono essere trovate nel pennacchio (nei geyser). Inoltre, l’oceano di Encelado ospita prese d’aria idrotermali, una caratteristica geologica che esiste sulla Terra e che potrebbe essere stata il luogo di nascita della vita. Anche se non sappiamo esattamente quali siano gli ingredienti per dare il via alla vita, sappiamo che è probabile che la maggior parte degli elementi che compongono la vita si trovino nell’oceano di Encelado. Questi elementi sono il carbonio, l’idrogeno, l’azoto, l’ossigeno, il fosforo e lo zolfo. Il carbonio si trova in piccole molecole organiche e nell’anidride carbonica, e le loro tracce sono state trovate nel pennacchio di Encelado. Studi recenti suggeriscono che anche l’azoto e il fosforo potrebbero essere abbondanti (l’idrogeno e l’ossigeno sono abbondanti nelle molecole d’acqua). Si potrebbe anche considerare che l’acqua è un ingrediente fondamentale per la vita. Nello specifico, l’acqua è un solvente fondamentale per la vita così come la conosciamo. Un solvente è il mezzo con cui possono avvenire le reazioni chimiche. Encelado ha un oceano di acqua liquida globale, quindi si pensa che abbia sia il giusto solvente, sia gli elementi adatti per comporre la vita ed eseguire reazioni chimiche.
Come avete capito che la biomassa presente nell’oceano di Encelado potrebbe essere inferiore a quella di una balena?
Le ipotetiche prese d’aria idrotermali di Encelado, potrebbero sostenere le condizioni per la sopravvivenza e persino per la crescita degli organismi conosciuti. La crescita di una tale popolazione è controllata dal flusso di alcune molecole, che vengono rilasciate in ambienti idrotermali. In particolare, gli organismi che consideriamo – metanogeni – consumano diidrogeno e anidride carbonica per produrre energia, che poi spendono per sintetizzare biomolecole e svolgere altre funzioni essenziali. Quindi, la velocità con cui le molecole portatrici di energia vengono rilasciate nell’ambiente, è essenziale per calcolare la dimensione della popolazione che potrebbe abitare le bocche idrotermali. Anche se non sappiamo quanto diidrogeno viene prodotto nelle bocche idrotermali di Encelado, sappiamo quanto viene prodotto nelle bocche idrotermali della Terra e negli esperimenti di laboratorio.
Prendendo questo valore come massima produzione di idrogeno (e prendendo 0 come minimo), abbiamo simulato la crescita di una popolazione di metanogeni. Abbiamo osservato che le tipiche simulazioni prevedono popolazioni che contengano circa 10 tonnellate di carbonio. Cercando un qualcosa di simile sulla Terra, abbiamo scoperto che le balene contengono circa 10 tonnellate di carbonio. Per questo motivo è nato il confronto con le balene.
L’oceano di Encelado è caldo a causa del campo magnetico di Saturno?
L’oceano di Encelado è nel complesso relativamente freddo, forse 1° o 2° Celsius. Tuttavia, si stima che potrebbero esistere bocche idrotermali che rilasciano acqua fino a 90° Celsius. La fonte di calore, per questo fluido idrotermale, potrebbe essere il “riscaldamento dissipativo delle maree“. L’enorme massa di Saturno, e l’orbita di Encelado, generano un intenso moto di marea nel nucleo di Encelado (ma anche nel ghiaccio). Proprio come le maree muovono gli oceani sulla Terra, allo stesso modo le maree deformano l’interno solido di Encelado. Il movimento delle rocce solide, dovuto alle maree, genera calore sufficiente per alimentare la circolazione idrotermale dell’oceano di Encelado. Quindi, non è il campo magnetico di Saturno che riscalda l’oceano di Encelado, ma la sua influenza gravitazionale sull’interno di Encelado!
La navicella spaziale Cassini della NASA ha individuato molti pennacchi, che sembrano emettere metano. Perché il metano è un ingrediente importante per la vita? Sappiamo anche che il metano può indicare la presenza di vita microbica, oppure un processo geochimico come il vulcanismo o l’attività idrotermale.
Il metano è stato effettivamente trovato nei pennacchi di Encelado dalla missione Cassini. Il metano non è esattamente considerato un ingrediente importante per la vita, in quanto non è un nutriente per la maggior parte delle forme di vita sulla Terra. Tuttavia, la maggior parte del metano che si trova sulla Terra è prodotto da organismi viventi (microbi chiamati metanogeni che si trovano comunemente nell’intestino dei ruminanti, come le mucche, ma anche nelle risaie e naturalmente nelle bocche idrotermali e in molti altri ambienti). Quindi, trovare il metano è interessante per gli astrobiologi, perché pochi processi non vitali conosciuti producono quantità significative di metano, mentre la biosfera ne produce grandi quantità.
Secondo te, la probabile missione Enceladus Orbilander potrebbe trovare prove della presenza della vita? Cosa dovrebbe fare per trovarle?
È impossibile sapere con certezza cosa troverà una missione futura (altrimenti non dovremmo inviare una missione!). Se esiste una biosfera metanogenica sul fondo marino di Encelado, potrebbe esserci una certa quantità di determinate molecole (amminoacidi, in particolare glicina) nel pennacchio, che potrebbe essere misurato da una missione come l’Orbilander. Quindi, la nostra conclusione è che se una missione come l’orbilander non trova queste molecole nelle quantità che abbiamo previsto, allora è probabile che il metano trovato nel pennacchio non provenga da una popolazione di metanogeni simili a quelle che troviamo sulla Terra. È un po’ confuso, ma fintanto che non abbiamo accesso a prove dirette (come immergersi nell’oceano e guardare cosa c’è), il meglio che possiamo fare è fare previsioni e vedere se corrispondono.