Grazie ai dati della missione Cassini della Nasa, alcuni scienziati planetari sono stati in grado di rilevare diversi composti di grande importanza per l’abitabilità della luna ghiacciata di Saturno, Encelado, tra cui acido cianidrico, acetilene, propilene ed etano.
Tali composti potrebbero potenzialmente supportare comunità microbiche viventi o guidare la sintesi organica complessa che sta alla base dell’origine della vita.
Sembra proprio che Encelado ospiti davvero alcune delle molecole più importanti sia per la creazione dei mattoni della vita che per il suo sostentamento attraverso le reazioni metaboliche.
Una luna piccola ma preziosa
Encelado è una piccola luna che orbita attorno a Saturno a 1,28 miliardi di km dalla Terra ed è sesta in ordine di dimensioni (ha un diametro di circa 500 km) fra tutti i suoi satelliti. La sua esplorazione comincia nel 1980 grazie alla sonda Voyager 1 che per prima ne fornisce un’immagine ravvicinata, orbitando a soli 202mila km di distanza. Bisogna tuttavia aspettare le immagini della sonda Cassini per averne una conoscenza più ravvicinata e dettagliata.
La sua superficie si presenta completamente ghiacciata, con temperature che si aggirano attorno ai -200°C, ed è di recente formazione: si stima che in molte zone essa possa avere non più di 100 milioni di anni. La presenza di crateri, in altre zone, indica la loro maggiore età. Questa caratteristica è la firma del bombardamento cosmico ad opera di meteoriti, fenomeno naturale per tutti i pianeti e satelliti, ed è tanto più evidente quanto più il pianeta è stato esposto alle intemperie.
La sua superficie è solcata da canyon che raggiungono i 200 km di lunghezza, 5 a 10 km di larghezza ed un chilometro di profondità. Essi rappresentano un tipico esempio della tettonica a zolle. Questo processo geologico può essere figurato come l’insieme di zattere (le regioni della crosta) che galleggiano in equilibrio isostatico sullo strato immediatamente sottostante del pianeta, detto mantello.
Pur essendo uno strato solido, l’elevata pressione e temperatura fanno in modo che gli strati di roccia si comportino come un fluido ad alta viscosità. Questo fa muovere, in tempi geologicamente rilevanti, le placche le une rispetto alle altre. Come Europa, il satellite di Giove, Encelado presenta un’energia interna generata dalla frizione degli strati di roccia a opera delle interazioni mareali con Saturno e con il satellite Dione, con cui è in risonanza orbitale 2:1: due orbite di Encelado per ogni orbita effettuata da Dione.
L’analisi dei pennacchi
Questo satellite ha molti degli ingredienti che potrebbero servire alla vita per proliferare. La presenza di sorgenti idrotermali è un fattore di vitale (è proprio il caso di dirlo!), importanza in quanto questa peculiarità geofisica stata fondamentale sulla Terra per dare origine alla sintesi delle molecole organiche (presenti all’interno dei pennacchi prodotti dai geyser). Infatti, nelle eruzioni gassose sono state trovate tracce di metano, diossido di carbonio, ammoniaca ed etene, oltre che azoto molecolare, e monossido di carbonio.
La vita come la conosciamo, infatti, richiede molti elementi costitutivi, come gli amminoacidi, e l’acido cianidrico è proprio una delle molecole più importanti e versatili molecole necessarie per formare gli amminoacidi. Questo poiché le sue molecole possono essere impilate insieme in molti modi diversi, una sorta di coltellino svizzero dei precursori degli amminoacidi. Già nel 2017, gli scienziati planetari avevano trovato prove che su Encelado ci fosse una chimica in grado di sostenere la vita, se presente, nel suo oceano.
La combinazione di anidride carbonica, metano e idrogeno nel pennacchio era indicativa della metanogenesi, un processo metabolico che produce metano. Tale processo è molto diffuso sulla Terra e potrebbe essere stato fondamentale anche per l’origine della vita sul nostro pianeta. Ma la rilevazione di una serie di composti organici ossidati fornisce prove molto più potenti e diversificate della produzione di metano, che indicano che ci sono molti percorsi chimici adatti a sostenere la vita, se presente, nell’oceano sotterraneo di Encelado, perché l’ossidazione aiuta a guidare il rilascio di energia chimica.
Per fare un paragone, se la metanogenesi è come una piccola batteria di un orologio, in termini di energia, l’oceano di Encelado potrebbe offrire qualcosa di più simile alla batteria di un’auto, in grado di fornire una grande quantità di energia a qualsiasi forma di vita che potrebbe essere presente.
Quantificando la quantità di informazioni contenute nei dati dello spettrometro di massa ionica e neutra di Cassini, gli autori sono stati in grado di individuare sottili differenze nel modo in cui i diversi composti chimici spiegano il segnale di Cassini.
L’ipotesi fosforo
L’oceano di Encelado potrebbe anche nascondere un altro ingrediente fondamentale della vita: il fosforo. Dai dati della sonda Cassini, infatti, è stato possibile stimare come si forma e quanto di questo fosforo, sotto varie forme, è presente all’interno delle acque di una delle lune più famose del Sistema solare.
Il risultato è che il fosforo si troverebbe in concentrazioni simili o anche maggiori rispetto a quelle degli oceani terrestri. Ovviamente, come sempre, la presenta di molecole life-friendly non significa automaticamente che ci sia la vita. E su questo punto mi spenderò fino a perdere la voce.
La checklist dell’abitabilità non si ferma al fosforo. La vita ha bisogno di molti ingredienti per formarsi e poi prosperare: acqua liquida, ma anche elementi come carbonio, idrogeno, azoto e zolfo, che, insieme al fosforo, formano composti organici. La vita ha anche bisogno di un gruppo di elementi chiamati metalli di transizione che includono elementi come rame, ferro, manganese e nichel, e sono un ingrediente importante negli enzimi, che danno il via alle reazioni chimiche che fanno funzionare la vita.
Però è vero che il fosforo e i suoi composti sono direttamente coinvolti nei processi fondamentali di tutte le forme di vita conosciute. Le molecole che contengono fosforo, ad esempio, si fanno parte del Dna, dell’Rna e anche dell’Atp, quella molecola che fornisce energia in moltissime reazioni metaboliche.
Se dunque ci fosse vita nell’oceano di Encelado, la sua attività potrebbe incrementare la biodisponibilità del fosforo. Questo perché molti organismi non solo sono in grado di sintetizzare fosforo organico e aumentare la sua concentrazione nell’acqua, ma anche riciclarlo all’interno della colonna oceanica. Le attività collegate alla vita possono inoltre facilitare il processo di raggiungimento dell’equilibrio termodinamico tra acqua e minerali.
