Vita su Titano sta consumando l'Idrogeno e l'Acetilene ?


un concept artistico che rappresenta un lago di metano con la nebbiosa atmosfera intorno ad esso

Due nuove ricerche basate sui dati della sonda Cassini indagano in profondità sull'attività chimica sulla superficie della luna di Saturno,Titano. E mentre nessuna chimica non-biologica offre una sola possibile spiegazione per le cose osservate, alcuni scienziati pensano che queste impronte chimiche sono un possibile argomento a favore dell'esistenza di forme di vita primitive ed esotiche, che vivrebbero quindi in abbondanza sulla superficie di Titano. Secondo una delle teorie spiegate dai astrobiologi, le impronte soddisfano due importanti condizioni necessarie per l'esistenza di una forma di vita "basata sul metano".

Una delle scoperte chiave arriva da una ricerca pubblicata online sul giornale Icarus, che mostra molecole di idrogeno che fluiscono verso il basso attraverso l'atmosfera di Titano e spariscono sulla superficie. Un altra ricerca online adesso è quella del Journal of Geophysical Reserach, e mappa gli idrocarburi sulla superficie di Titano scoprendo grandi mancanze di acetilene.

una mappa sulle varie concentrazioni di metano su Titano

Questa mancanza di acetilene è importante perché è proprio questo composto chimico che sarebbe il nutrimento ideale per qualche eventuale forma di vita basata sul metano, su Titano, ha spiegato Chris McKay, un astrobiologo del Centro di Ricerca Ames, della NASA, in California. McKay ha proposto un set di condizioni necessarie perché questo tipo di vita basata sul metano possa esistere su Titano, nel 2005. Una delle possibili interpretazioni riguardo alla sparizione dell'acetilene è che gli idrocarburi vengono consumato come cibo. Ma McKay spiega che il flusso di idrogeno è ancor più critico perché tutti i meccanismi biologici proposti a riguardo, si basano sul'uso di idrogeno.
immagine dei strati nell'atmosfera di Titano, osservati da Cassini

"Abbiamo suggerito la consumazione dell'idrogeno perché è il gas ovvio da consumare su Titano, simile al modo in cui noi consumiamo l'ossigeno qui sulla Terra," spiega McKay. "Se questi segni davvero sono i segni della presenza della vita, sarebbe doppiamente eccitante perché rappresenterebbe una vera e propria seconda genesi, indipendente in tutti i modi dalla Terra e dalla sua vita basata sull'acqua. " Infatti il problema con il trovare vita su Mare per esempio, è che dato l'altissimo interscambio di materiale tra i pianeti rocciosi interni, ci sarebbe sempre il sospetto che si tratti di forme di vita arrivate li dalla Terra o viceversa, e non ci sarebbe una prova schiacciante di una versa seconda genesi della Vita. Invece in questo caso, non ci sarebbero dubbi, anche per via,appunto, della struttura totalmente diversa su cui si baserebbe,rispetto alla nostra.
Titano, Cassini, vita su Titano
immagine del modello attuale per la descrizione dei processi che governano l'atmosfera di Titano

Fino ad ora, le forme di vita basate sul metano sono sempre state soltanto ipotizzate. Gli scienziati non hanno ancora trovato alcuna forma di vita simile da nessuna parte, anche se ci sono sulla Terra, microbi basati sull'acqua che vivono in ambienti ricchissimi di metano, o lo producono come sottoprodotto. Su Titano,dove le temperature sono intorno ai -183°C (90°K) un organismo basato sul metano dovrebbe usare una sostanza che è liquida, come medium per sopportare tutti i vari processi vitali, ma che sia ovviamente diversa dall'acqua. L'acqua sulla superficie di Titano è un solido ghiacciato, ed è di gran lunga troppo fredda per poter sopportare qualsiasi forma di vita per come la conosciamo noi.

La lista di liquidi candidati a questo scopo è molto corta: metano liquido e molecole collegate come l'etano. Mentre l'acqua liquida viene considerata ancora ampiamente necessaria per la presenza della vita, ci sono state grandi speculazioni pubblicate nella letteratura scientifica, riguardo alla possibilità del suo sviluppo anche nella totale assenza dell'acqua liquida.

Ligeia Mare è uno dei più grandi mari di idrocarburi liquidi presenti su Titano. Credit: NASA/Caltech/JPL

Le nuove scoperte riguardo all'idrogeno sono consistenti con le condizioni che potrebbero permettere alcune esotiche forme di vita, basata sul metano. Tuttavia non sono ancora delle prove schiaccianti della sua esistenza, ha spiegato Darrell Strobel, uno scienziato interdisciplinare della missione Cassini, e dell'Università Johns Hopkins in Baltimora, che ha scritto la ricerca legata all'idrogeno.

immagine che mostra la differenza sulla superficie tra regioni molto lisce e non. Credit: NASA/JPL

Strobel, che studia l'atmosfera superiore di Saturno e Titano, ha analizzato i dati dallo spettrometro a infrarossi e dello spettrometro a massa neutra e ioni, presenti sulla sonda Cassini. La sua descrive le densità di idrogeno in diverse parti dell'atmosfera e sulla superficie. Modelli precedenti hanno predetto che le molecole dell'idrogeno,sottoprodotto dell'interazione dei raggi UV del Sole che smantellano le molecole del metano e acetilene presenti nell'alta atmosfera, dovevano essere abbastanza equamente distribuite su tutta la luna,tra i vari strati atmosferici.

Invece,Strobel ha scoperto una disparità nelle densità dell'idrogeno che ha portato alla scoperta di un flusso di idrogeno,verso la superficie, a quasi 10.000 trilioni di trilioni di molecole di idrogeno al secondo. Questa è circa la stessa quantità di molecole che si disperdono dall'atmosfera superiore nello spazio.

"E come se si avesse un tubo e si cercasse di spruzzare idrogeno sulla superficie, ma vediamo che sparisce prima."ha spiegato Strobel. " Non mi aspettavo questo risultato, perché l'idrogeno molecolare è estremamente inerte chimicamente nell'atmosfera, estremamente leggero e galleggiante e quindi, appunto,dovrebbe galleggiare in cima all'atmosfera per poi sfuggire nello spazio."

nuvole osservate nell'atmosfera di Titano

Strobel ha dichiarato che non è probabile pensare che l'idrogeno viene incamerato sotto la superficie di Titano in qualche modo. La superficie della luna è inoltre cosi fredda che ci sarebbe bisogno di un forte processo chimico che facesse da catalizzatore per poter convertire le molecole di idrogeno in acetilene e poi di nuovo in metano, anche se non ci sarebbe alcuna liberazione di energia. La barriera di energia potrebbe essere sopraffatta se ci fosse qualche minerale sconosciuto che agisce da catalizzatore.

La mappa dei idrocarburi, condotta da Roger Clark, un dei membri del team di Cassini, e scienziato del Geological Survey a Denver, ha esaminato i dati dallo spettrometro in luce visuale e a infrarossi. Gli scienziati si aspettavano che le interazioni del Sole con i componenti chimici dell'atmosfera producessero acetilene che cadendo sulla superficie coprisse tutto Titano. Ma la sonda Cassini, incredibilmente non ha scoperto alcuna presenza di acetilene sulla sua superficie.

Inoltre lo spettrometro di Cassini ha rilevato un assenza di ghiaccio d'acqua sulla superficie di Titano, ma tanto benzene ed un altro materiale, che pare essere un composto organico che gli scienziati non sono stati ancora in grado di identificare. Le scoperte hanno portato a pensare che i composti organici scoperti stanno coprendo il ghiaccio d'acqua che compone lo strato roccioso di Titano, con un sottile film di idrocarburi spesso pochi millimetri,anche se forse più profondo in altre parti. Il ghiaccio rimane coperto anche quando il metano liquido e l'etano fluiscono sopra tutta la superficie di Titano riempiendo laghi e mari proprio come da noi fa l'acqua.

Cassini, Titano, Huygens,
un immagine della superficie di Titano, ottenuta dal lander europeo Huygens che era abbinato alla sonda Cassini

"La chimica atmosferica di Titano sta sfornando composti organici che letteralmente piovono dal cielo sulla superficie, cosi veloce che anche quando il metano e l'etano liquido "lavano" la superficie di ghiaccio pulendola dai composti organici, questa viene ricoperta subito dalla pioggia." ha spiegato Clark. "Questo dimostra quindi che Titano è un posto incredibilmente dinamico dove una vasta chimica organica sta avendo luogo proprio adesso."

Immagini ottenute durante la discesa attraverso l'atmosfera di Titano dal lander Huygens. Credit: ESA

L'assenza di acetilene rilevabile sulla superficie di Titano potrebbe anche avere anch'essa una spiegazione non biologica, ha spiegato Mark Allen, del Istituto per L'astrobiologia della NASA e a capo di un programma che riguarda Titano. Allen lavora al Jet Propulsion Laboratory a Pasadena, California, e ha spiegato come una delle probabili cause sia la luce del sole o raggi cosmici che stanno trasformando l'acetilene sotto forma di aerosol ghiacciati, in molecole più complesse che potrebbero poi cadere sulla superficie facendo sparire cosi l'impronta chimica dell'acetilene.

Cassini, Titano, Saturno,vita su Titano
alcune dinamiche trasformazioni sulla superficie di Titano, qui si vedono dei laghi scomparsi nel tempo

"Il conservatorismo dei scienziati suggerisce che una spiegazione biologica dovrebbe almeno essere tenuta tra le opzioni più probabili, dopo tutte che tutte le spiegazioni non biologiche vengono indagate meglio." ha spiegato Allen. "Abbiamo tantissimo lavoro da fare per escludere tutte le possibilità non biologiche. E' più probabile che un processo chimico senza biologia dietro, come per esempio la presenza di un minerale che fa da catalizzatore, possa spiegare questi risultati."

"Questi nuovi risultati sono davvero sorprendenti ed eccitanti" ha dichiarato Linda Spilker, scienziata del JPL. " Cassini ha ancora tanti sorvoli da fare sopra Titano che potrebbero aiutarci con moltissimi dubbi riguardo a quello che succede sulla sua superficie."

La missione Cassini-Huygens è un progetto cooperativo tra la NASA, la ESA e l'Agenzia Spaziale Italiana.

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-190

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