Biochimica compatibile con la vita su Encelado

La sonda Cassini ha campionato  i granelli di ghiaccio e vapore acqueo eruttati dalle crepe sulla superficie ghiacciata di Encelado, scoprendo idrogeno molecolare, una potenziale fonte di cibo per alcuni tipi di microbi

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Un team del Southwest Research Institute (SwRI) ha realizzato dei modelli che interpretano i processi chimici nell’oceano sotterraneo di Encelado una delle lune di Saturno. Gli studi, effettuati utilizzando i dati della sonda spaziale Cassini, sottolineano che diversi tipi di metabolismo potrebbero supportare una comunità microbica diversificata nell’oceano nascosto sotto la crosta ghiacciata della luna di Saturno.

La sonda Cassini–Huygens lanciata il 15 ottobre del 1997 con il compito di studiare il sistema di Saturno era una missione congiunta NASA, ESA, ASI. Composta da due elementi, l’orbiter Cassini (NASA) e il lander Huygens (ESA), quest’ultimo utilizzato per una discesa attraverso l’atmosfera di Titano, concluse la sua missione il 15 settembre 2017 dopo che, come programmato, venne fatta disintegrare nell’atmosfera di Saturno.

La sonda Cassini ha campionato  i granelli di ghiaccio e vapore acqueo eruttati dalle crepe sulla superficie ghiacciata di Encelado, scoprendo idrogeno molecolare, una potenziale fonte di cibo per alcuni tipi di microbi. Un nuovo articolo pubblicato sulla rivista di scienze planetarie Icarus esplora altre potenziali fonti energetiche che potrebbero favorire alcune forme di vita.

“Il rilevamento dell’idrogeno molecolare (H2) ha indicato che c’è energia libera disponibile nell’oceano di Encelado”, spiegato l’autore principale Christine Ray, che lavora part-time alla SwRI mentre persegue un dottorato di ricerca in fisica  all’Università del Texas a San Antonio. “Sulla Terra, le creature che respirano ossigeno consumano energia come glucosio e ossigeno per creare anidride carbonica e acqua. I microbi anaerobici possono metabolizzare l’idrogeno per creare metano. Tutta la vita può essere distillata a reazioni chimiche simili associate a un squilibrio tra composti ossidanti e riducenti”.

Questo squilibrio crea un potenziale gradiente di energia, in cui la chimica redox trasferisce elettroni tra specie chimiche, il più delle volte con una specie che subisce l’ossidazione mentre un’altra specie subisce la riduzione. Questi processi sono vitali per molte funzioni alla base della vita, comprese la fotosintesi clorofilliana e la respirazione. Ad esempio, l’idrogeno è una fonte di energia chimica che supporta i microbi anaerobici che vivono negli oceani della Terra vicino alle bocche idrotermali.



Sul fondo dell’oceano terrestre, le prese d’aria idrotermali emettono fluidi caldi, ricchi di energia e carichi di minerali che consentono a ecosistemi brulicanti di creature insolite di prosperare. Precedenti ricerche hanno trovato prove crescenti di prese d’ aria idrotermali e squilibrio chimico su Encelado, che potrebbe garantire condizioni abitabili nel suo oceano sotterraneo.

“Ci siamo chiesti se altri tipi di vie metaboliche potessero fornire fonti di energia nell’oceano di Encelado”, ha detto Ray. “Poiché ciò richiederebbe un diverso insieme di ossidanti che non abbiamo ancora rilevato nel pennacchio di Encelado, abbiamo eseguito modelli chimici per determinare se le condizioni nell’oceano e nel nucleo roccioso potessero supportare questi processi chimici”.

Ad esempio, gli autori dello studio hanno preso in esame come le radiazioni ionizzanti potrebbero creare gli ossidanti O2 e H2O2 e come la geochimica abiotica nell’oceano e nel nucleo roccioso potrebbe contribuire a squilibri chimici che potrebbero supportare i processi metabolici. Il team ha valutato se questi ossidanti potessero accumularsi nel tempo se i riducenti non fossero presenti in quantità apprezzabili. Hanno inoltre considerato come i riducenti acquosi o i minerali presenti nel fondo marino potrebbero convertire questi ossidanti in solfati e ossidi di ferro.

“Abbiamo confrontato le nostre stime di energia libera con gli ecosistemi sulla Terra e abbiamo stabilito che, nel complesso, i nostri valori sia per il metabolismo aerobico che per quello anaerobico soddisfano o superano i requisiti minimi”, ha detto Ray“Questi risultati indicano che la produzione di ossidanti e la chimica dell’ossidazione potrebbero contribuire a sostenere la vita possibile e una comunità microbica metabolicamente diversa su Encelado”.

“Ora che abbiamo identificato potenziali fonti di cibo per i microbi, la prossima domanda da porsi è ‘qual è la natura delle sostanze organiche complesse che escono dall’oceano?'”, Ha detto il direttore del programma SwRI, il dottor Hunter Waite, coautore di il nuovo articolo, che fa riferimento a un articolo su Nature in linea scritto da Postberg et al. nel 2018. “Questo nuovo articolo è un altro passo per capire come una piccola luna possa sostenere la vita in modi che superano completamente le nostre aspettative”.

I risultati del documento hanno un grande significato per le esplorazioni che verranno organizzate in futuro.

“Un futuro veicolo spaziale potrebbe volare attraverso il pennacchio di Encelado per testare le previsioni di questo documento sull’abbondanza di composti ossidati nell’oceano”, ha detto il dottor Christopher Glein, ricercatore senior di SwRI, un altro coautore. “Dobbiamo essere cauti, ma trovo esaltante riflettere se potrebbero esserci strane forme di vita che sfruttano queste fonti di energia che sembrano essere fondamentali per il funzionamento di Encelado”.

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