• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Astronomia
    Il modello basato su fonti idrotermali valuta la possibilità di vita della luna ghiacciata di Giove

    Europa ha un enorme oceano di acqua liquida calda sotto la sua crosta ghiacciata. Il fondo di questo oceano potrebbe essere un ambiente simile alla Terra primitiva, potenzialmente ospitare microrganismi. Credito:NASA

    La luna ghiacciata di Giove, Europa, è uno dei principali obiettivi della ricerca in astrobiologia in quanto offre un possibile ambiente abitabile. Sotto la sua crosta ghiacciata spessa 10 km c'è un oceano di acqua liquida profondo oltre 100 km. L'energia derivante dall'interazione gravitazionale della luna con Giove mantiene caldo questo oceano.

    La ricerca teorica per valutare l'abitabilità microbica di Europa utilizzando dati raccolti da ambienti analoghi sulla Terra è stata condotta da un gruppo di ricercatori brasiliani legati all'Università di São Paulo (USP). Hanno pubblicato il loro rapporto in Rapporti scientifici .

    "Abbiamo studiato i possibili effetti di una fonte di energia biologicamente utilizzabile su Europa sulla base di informazioni ottenute da un ambiente analogo sulla Terra, " ha detto Douglas Galante, un ricercatore presso il National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) del Brasile e il Centro di ricerca di astrobiologia (NAP-Astrobio) dell'Istituto di astronomia dell'Università di San Paolo, Scienze geofisiche e atmosferiche (IAG-USP).

    Galante coordina lo studio, che mira a indagare luoghi in Brasile e in Africa con possibili vestigia di trasformazioni geochimiche e isotopiche legate all'emergere di vita multicellulare in età neoproterozoica.

    Nella miniera d'oro di Mponeng vicino a Johannesburg, Sud Africa, a una profondità di 2,8 km, i ricercatori hanno trovato tracce di importanti cambiamenti legati alla storia della vita sulla Terra, e un contesto terrestre analogo a Europa. Hanno scoperto che il batterio Candidatus desulforudis audaxviator sopravvive all'interno della miniera senza luce solare per mezzo della radiolisi dell'acqua, la dissociazione delle molecole d'acqua da radiazioni ionizzanti.

    "Questa miniera sotterranea molto profonda ha perdite d'acqua attraverso fessure che contengono uranio radioattivo, " disse Galante. "L'uranio scompone le molecole d'acqua per produrre radicali liberi (H+, OH-, e altri), che attaccano le rocce circostanti, soprattutto pirite (disolfuro di ferro, FeS2), produzione di solfato. I batteri usano il solfato per sintetizzare ATP [adenosina trifosfato], il nucleotide responsabile dell'accumulo di energia nelle cellule. Questa è la prima volta che si scopre che un ecosistema sopravvive direttamente sulla base dell'energia nucleare".

    Secondo Galante e colleghi, l'ambiente colonizzato dai batteri nella miniera di Mponeng è un eccellente analogo dell'ambiente che si presume esista sul fondo dell'oceano di Europa.

    Sebbene la temperatura sulla superficie di Europa sia prossima allo zero assoluto, c'è un'enorme quantità di energia termica nel suo nucleo, come effetto dell'interazione di Europa con la potente gravità di Giove, che fa sì che l'orbita del satellite sia estremamente ellittica. Così, Europa orbita estremamente vicina o abbastanza lontana dal gigante gassoso. La luna subisce deformazioni geometriche a causa dell'immensa forza di marea di Giove. L'energia sprigionata dagli stati alternati di allungamento e rilassamento rende il sottosuolo di Europa capace di ospitare un oceano di acqua liquida.

    "Però, non basta che ci sia acqua liquida riscaldata, " ha detto Galante. Secondo il ricercatore, l'attività biologica si basa sulle differenze nelle concentrazioni di molecole, ioni o elettroni in regioni distinte che producono un flusso in una certa direzione, permettendo il verificarsi della respirazione cellulare, fotosintesi, Produzione di ATP e altri processi comuni agli esseri viventi.

    "Emanazioni idrotermali-di idrogeno molecolare [H2], acido solfidrico [H2S], acido solforico [H2SO4], metano [CH4] e così via:sono importanti fonti di squilibrio chimico e potenziali fattori di trasduzione biologica, cioè., trasformazione dello squilibrio in energia biologicamente utile, "Ha detto Galante. "Queste sorgenti idrotermali sono lo scenario più plausibile per l'origine della vita sulla Terra".

    Indagare le condizioni in Europa per la produzione di ATP

    Il gruppo ha valutato come gli squilibri chimici in Europa potrebbero essere avviati attraverso l'emanazione di acqua che porta a reazioni a catena tra l'acqua e gli elementi chimici presenti nella crosta di Europa, tuttavia, vi è una totale mancanza di dati empirici a sostegno. "Ecco perché abbiamo cercato un effetto fisico più universale che era altamente probabile che si verificasse. Quell'effetto era l'azione della radioattività, " disse Galante.

    I corpi celesti nel sistema solare con nuclei rocciosi condividono gli stessi materiali radioattivi, espulso nello spazio dalle esplosioni di supernova che hanno originato il sole e i pianeti. I ricercatori hanno considerato le concentrazioni di uranio, torio e potassio su Europa in base alle quantità già osservate e misurate sulla Terra, nei meteoriti e su Marte.

    "Da questi importi, siamo stati in grado di stimare l'energia rilasciata, come questa energia interagisce con l'acqua circostante, e l'efficienza della radiolisi dell'acqua risultante da questa interazione nel generare radicali liberi, " disse Galante.

    Secondo lo studio, insieme ai radionuclidi, la pirite è un ingrediente fondamentale la cui presenza è indispensabile per la vita in Europa. "One of the proposals deriving from our study is that traces of pyrite should be looked for as part of any assessment of the habitability of a celestial body, " said Galante. Chances for finding pyrite in a hypothetical mission to Europa are good, since sulfur (S) and iron (Fe) are elements found in abundance across the solar system.

    "The ocean bed on Europa appears to offer very similar conditions to those that existed on primitive Earth during its first billion years. So studying Europa today is to some extent like looking back at our own planet in the past. In addition to the intrinsic interest of Europa's habitability and the existence of biological activity there, the study is also a gateway to understanding the origin and evolution of life in the universe."


    © Scienza https://it.scienceaq.com