Gli esperimenti di laboratorio sulla Terra possono ora simulare le condizioni in cui potrebbe emergere la vita sulla luna di Saturno Encelado, così come altri ghiacciati mondi alieni, secondo una nuova ricerca pubblicata nel numero di settembre 2017 della rivista Astrobiologia .

Poiché c'è vita praticamente ovunque ci sia acqua sulla Terra, i ricercatori in cerca di vita aliena spesso si concentrano sui pianeti nelle zone abitabili delle stelle, quali sono le regioni intorno alle stelle dove è abbastanza caldo da permettere ai mondi di possedere acqua sulla loro superficie. Però, negli ultimi decenni, gli scienziati hanno trovato sempre più prove per gli oceani e, potenzialmente, vita – nascosta sotto le croste ghiacciate di luoghi come le lune di Giove Europa, Ganimede e Callisto, e le lune di Saturno Encelado e Titano.

Sulla terra, si pensa spesso che la vita abbia avuto origine vicino a bocche idrotermali, che includono sorgenti termali a terra, così come fessure vicino a vulcani sottomarini. Molte ricerche hanno suggerito che le lune ghiacciate potrebbero anche ospitare bocche idrotermali attive sui loro fondali oceanici. Encelado è di particolare interesse perché i dati della sonda spaziale Cassini della NASA suggeriscono che c'è attività all'interno del suo oceano che coinvolge temperature superiori a 90 gradi Celsius (194 gradi Fahrenheit), che a sua volta allude al riscaldamento geotermico da parte di bocche idrotermali.

Attualmente, molti gruppi di scienziati stanno simulando sperimentalmente la chimica prebiotica - le reazioni chimiche che potrebbero portare alla vita - in tutti i tipi di ambienti potenziali, comprese le bocche idrotermali, trovato sulla giovane Terra e su altri mondi come Encelado.

"La Terra primitiva quando iniziò la vita era un pianeta così diverso dalla Terra che conosciamo oggi, e i campioni di roccia di quel tempo sono scarsi o inesistenti, " dice l'autore principale dello studio Laurie Barge, un astrobiologo del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. "Possiamo imparare molto sull'ultimo antenato comune della vita studiando la vita moderna, ma per capire come funzionava originariamente il percorso dalla geochimica alla biochimica, non abbiamo altra scelta che simulare la Terra primitiva in laboratorio".

Dato che i ricercatori stanno simulando sperimentalmente la chimica prebiotica della Terra, "perché non Encelado o gli altri mondi oceanici?" dice Barge. "È fantastico che in laboratorio, abbiamo la capacità di fare esperimenti che sono piccoli microambienti di luoghi che sarebbero estremamente difficili, se non impossibile, da visitare o degustare, come l'oceano primordiale della Terra quattro miliardi di anni fa, o i minerali che potrebbero formarsi oggi sul fondo del mare di Encelado."

Reazioni chimiche

Una serie di attività che potrebbero aver luogo nei sistemi di bocche idrotermali dei mondi ghiacciati, e che gli scienziati stanno simulando, sono reazioni tra acqua e roccia. Ad esempio, nella serpentinizzazione, l'acqua idrotermale reagisce con l'olivina minerale nella crosta oceanica. La serpentinizzazione introduce nell'acqua sostanze chimiche che, quando reagiscono con l'acqua di mare, possono formare strutture simili a camini che, sulla terra, potrebbero aver concentrato insieme materiali organici in modo che la vita potesse emergere.

Per simulare le reazioni chimiche che potrebbero verificarsi tra acqua e roccia su mondi come Europa ed Encelado, diversi gruppi di ricercatori utilizzano i cosiddetti "reattori idrotermali". Si tratta di due serbatoi in pressione, uno contenente fluido idrotermale simulato, l'altra simulata l'acqua dell'oceano. In questi esperimenti, i liquidi scorrono lungo un letto contenente una varietà di minerali, come la roccia vulcanica sintetica. Gli scienziati possono quindi analizzare le sostanze chimiche in questi fluidi per cercare segni di reazioni specifiche.

Per sintetizzare i tipi di strutture simili a camini che si trovano in molte bocche idrotermali, i team di ricerca hanno iniettato lentamente soluzioni cariche di minerali in barattoli di vetro riempiti con un fluido che imita l'acqua di mare. A seconda delle concentrazioni delle diverse sostanze chimiche utilizzate per far crescere queste strutture, i camini possono essere cumuli a singola cavità o "giardini chimici" a più tubi cavi. Secondo Barge e i suoi colleghi, esperimenti precedenti hanno scoperto che i minerali in queste strutture potrebbero aiutare a formare piccoli composti organici da blocchi inorganici.

Le pressioni, le temperature e le composizioni dei fluidi e delle rocce in tutti questi esperimenti possono essere facilmente adattate per adattarsi ai tipi di condizioni che si trovano sul fondo marino di Encelado.

"C'è ancora molta incertezza sulle specificità dell'ambiente in cui è iniziata la vita, " dice Barge. "Quindi pensiamo che la migliore strategia per perseguire queste domande in laboratorio sia progettare esperimenti che siano modulari, il che significa che puoi sostituire ingredienti e parti diversi per testare gli effetti delle cose individualmente."

Tutto sommato, i ricercatori possono utilizzare questi esperimenti per esplorare diverse idee su come potrebbe funzionare la chimica negli oceani alieni.

"It's exciting that so many different groups are working on pieces of this problem, and hopefully we will eventually be able to accurately simulate what prebiotic reactions might have taken place on early Earth or on the ocean worlds, " Barge said.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Astrobiology Magazine della NASA. Esplora la Terra e oltre su www.astrobio.net.