Riassunto:
Due ultimi studi pubblicati sulla rivista accademica internazionale Science Advances sottolineano che la luna ghiacciata di Saturno, Encelado, mostra una prospettiva più ottimistica nella ricerca della vita extraterrestre di quanto precedentemente riconosciuto. La ricerca ha rivelato che il processo di formazione dei getti di ghiaccio del satellite è come un sistema naturale di preparazione dei campioni, che può separare e concentrare efficacemente i componenti dell'oceano, riducendo così notevolmente la difficoltà di rilevamento dei biomarcatori. Allo stesso tempo, esperimenti di simulazione in laboratorio hanno confermato con successo che i microrganismi produttori di metano nelle profondità marine della Terra possono sopravvivere e metabolizzare negli ambienti alcalini estremi simulati e nelle condizioni restrittive di Encelado.
Enceladus nasconde un oceano liquido globale sotto la sua superficie ghiacciata e spruzza pennacchi di vapore acqueo per centinaia di chilometri nello spazio attraverso la spaccatura antartica, consentendo alla navicella spaziale di catturare direttamente campioni di oceano senza perforare chilometri di ghiaccio solido. Le precedenti missioni Cassini sono passate attraverso il pennacchio più volte, rilevando sali, molecole organiche e prove di attività idrotermale sul fondo marino.
Nel primo studio condotto da Frank Postberg, scienziato planetario della Freie Universität di Berlino, un team internazionale ha combinato dati di osservazione di Cassini, fisica sperimentale e modelli teorici per ripristinare i cambiamenti fisici e chimici delle particelle di ghiaccio del pennacchio prima che decollassero. Lo studio ha scoperto che quando le minuscole goccioline d'acqua prodotte dallo scoppio delle bolle sulla superficie dell'oceano salgono con il vapore acqueo nelle fessure del ghiaccio, non si congelano completamente all'istante. Durante il processo di congelamento progressivo, varie sostanze originariamente disciolte nell'acqua di mare verranno fisicamente separate e arricchite, e diversi sali (come cloruro di sodio e carbonato di sodio) e componenti organici saranno distribuiti in modo non uniforme in diverse aree delle gocce d'acqua. Queste goccioline d'acqua accelerano fino a migliaia di chilometri all'ora nelle fessure e si scontrano con la parete di ghiaccio e si rompono in particelle di diversi micron, facendo sì che alcune particelle di ghiaccio trasportino componenti specifici che sono molto più elevati della concentrazione dell'acqua di mare originale.
I ricercatori scientifici hanno sottolineato che questo meccanismo naturale di concentrazione è di grande importanza per la ricerca di tracce di vita. Se nell’acqua di mare sono presenti detriti cellulari o materiale microbico, anche i processi di congelamento e frammentazione per impatto li separeranno e li concentreranno altamente in un numero molto piccolo di particelle di ghiaccio. Ciò significa che i futuri rilevatori non avranno bisogno di analizzare un campione medio uniformemente miscelato, ma saranno in grado di identificare più facilmente i principali marcatori biometrici scansionando direttamente le singole particelle utilizzando la tecnologia di rilevamento esistente. Precedenti test di simulazione a terra hanno confermato che gli strumenti analitici aerodispersi dedicati sono pienamente in grado di rilevare le sostanze microbiche a livello cellulare contenute in tali singole particelle.
In un altro studio sperimentale condotto dall'Università di Monaco (LMU), gli scienziati hanno verificato se l'ambiente oceanico di Encelado supporta effettivamente le funzioni vitali. Si ritiene che l'oceano di Encelado sia caratterizzato da un'alcalinità estremamente elevata (pH compreso tra 10 e 11), livelli di ossigeno estremamente bassi e concentrazioni estremamente basse di anidride carbonica disciolta. I ricercatori hanno ripristinato in modo approfondito lo speciale ambiente chimico dell'acqua e il processo di interazione acqua-roccia in laboratorio, e hanno introdotto un archeobatterio proveniente dalle sorgenti termali delle profondità marine della terra: il Methanothermococcus okinawensis. Il microrganismo non richiede luce solare e ossigeno e fa affidamento sull’idrogeno e sull’anidride carbonica rilasciati dalla reazione acqua-roccia per produrre metano ed ottenere energia.
I risultati sperimentali hanno superato le aspettative del team di ricerca. Inizialmente, il microrganismo non era in grado di crescere in un terreno standard con pH estremamente elevato e privo di anidride carbonica. Tuttavia, in una simulazione completa dell’ambiente geochimico di Encelado (incluso un sistema di rilascio di idrogeno attraverso l’interazione acqua-roccia), il ceppo si è adattato con successo all’ambiente estremamente carente di anidride carbonica, ha mantenuto il metabolismo e ha continuato a produrre metano. L'esperimento fornisce la prova diretta che una delle vie metaboliche più antiche della Terra è pienamente in grado di operare nell'ambiente alcalino estremo tipico di Encelado.
I ricercatori hanno concluso che Encelado non solo dispone di acqua liquida, energia chimica derivante dall'interazione acqua-roccia e abbondante materia organica, ma dispone anche di canali naturali che trasportano continuamente nello spazio campioni arricchiti ad alta concentrazione. Questi risultati forniscono una chiara guida tecnica e un supporto teorico per le future missioni di rilevamento della vita nello spazio profondo su Encelado.
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