Per decenni, gli scienziati hanno creduto che ci potesse essere vita sotto la superficie ghiacciata dell'Europa della luna di Giove. Da quel momento sono emerse molteplici linee di evidenza che suggeriscono che non è solo. In effetti, all'interno del Sistema Solare, ci sono molti "mondi oceanici" che potrebbero potenzialmente ospitare la vita, tra cui Cerere, Ganimede, Encelado, Titano, Dione, Tritone e forse anche Plutone.
E se gli elementi per la vita come la conosciamo non fossero abbastanza abbondanti su questi mondi? In un nuovo studio, due ricercatori del Centro di astrofisica di Harvard Smithsonian (CfA) hanno cercato di determinare se potesse effettivamente esserci una scarsità di elementi bioessenziali sui mondi oceanici. Le loro conclusioni potrebbero avere implicazioni ad ampio raggio per l'esistenza della vita nel Sistema Solare e oltre, per non parlare della nostra capacità di studiarla.
Lo studio, intitolato "La vita extraterrestre è soppressa sui mondi oceanici sotterranei a causa della scarsità di elementi bioessenziali?" è apparso di recente online. Lo studio è stato condotto da Manasvi Lingam, un borsista post-dottorato presso l'Istituto di teoria e computazione (ITC) dell'Università di Harvard e della CfA, con il sostegno di Abraham Loeb - il direttore dell'ITC e Frank B. Baird, professore di Jr. della scienza ad Harvard.
In studi precedenti, le domande sull'abitabilità delle lune e di altri pianeti tendevano a focalizzarsi sull'esistenza dell'acqua. Questo è stato vero quando si tratta dello studio di pianeti e lune all'interno del Sistema Solare, e particolarmente vero quando si tratta dello studio di pianeti extra-solari. Quando hanno trovato nuovi esopianeti, gli astronomi hanno prestato molta attenzione al fatto che il pianeta in questione orbiti o meno all'interno della zona abitabile della sua stella.
Questa è la chiave per determinare se il pianeta può supportare o meno acqua liquida sulla sua superficie. Inoltre, gli astronomi hanno tentato di ottenere spettri intorno agli esopianeti rocciosi per determinare se si sta verificando una perdita d'acqua dalla sua atmosfera, come evidenziato dalla presenza di idrogeno. Nel frattempo, altri studi hanno tentato di determinare la presenza di fonti energetiche, poiché anche questo è essenziale per la vita così come la conosciamo.
Al contrario, il Dr. Lingam e il Prof. Loeb hanno considerato come l'esistenza della vita sui pianeti oceanici possa dipendere dalla disponibilità di nutrienti limitanti (LN). Per qualche tempo, c'è stato un considerevole dibattito su quali nutrienti sarebbero essenziali per la vita extra-terrestre, dal momento che questi elementi potrebbero variare da un luogo all'altro e nel tempo. Come Lingam ha detto a Space Magazine via e-mail:
“L'elenco per lo più comunemente accettato di elementi necessari per la vita come lo conosciamo comprende idrogeno, ossigeno, carbonio, azoto e zolfo. Inoltre, alcuni metalli in tracce (ad es. Ferro e molibdeno) possono anche essere preziosi per la vita come la conosciamo, ma l'elenco dei metalli in tracce bioessenziali è soggetto a un più alto grado di incertezza e variabilità. "
Per i loro scopi, il Dr. Loeb ha creato un modello usando gli oceani della Terra per determinare come le fonti e i pozzi - cioè i fattori che aggiungono o riducono gli elementi LN negli oceani, rispettivamente - potrebbero essere simili a quelli dei mondi oceanici. Sulla Terra, le fonti di questi nutrienti includono fonti fluviali (dai fiumi), atmosferiche e glaciali, con l'energia fornita dalla luce solare.
Di questi nutrienti, hanno determinato che il più importante sarebbe il fosforo ed hanno esaminato quanto questo e altri elementi potrebbero essere abbondanti nei mondi oceanici, dove le condizioni sono molto diverse. Come ha spiegato il dottor Lingam, è ragionevole supporre che su questi mondi, la potenziale esistenza della vita si ridurrebbe anche a un equilibrio tra l'afflusso netto (fonti) e il deflusso netto (pozzi).
"Se i lavandini sono molto più dominanti delle fonti, ciò potrebbe indicare che gli elementi si esaurirebbero relativamente rapidamente. In altri per stimare l'entità delle fonti e dei pozzi, abbiamo attinto alla nostra conoscenza della Terra e l'abbiamo accoppiata con altri parametri di base di questi mondi oceanici come il pH dell'oceano, la dimensione del mondo, ecc. Noti dalle osservazioni / modelli teorici. "
Mentre le fonti atmosferiche non sarebbero disponibili per gli oceani interni, il dott. Loeb ha considerato il contributo svolto dalle prese d'aria idrotermali. Esistono già numerose prove dell'esistenza di questi su Europa, Encelado e altri mondi oceanici. Hanno anche preso in considerazione fonti abiotiche, che consistono in minerali lisciviati dalle rocce dalla pioggia sulla Terra, ma consisterebbero nell'erosione delle rocce da parte degli oceani interni di queste lune.
Alla fine, ciò che hanno scoperto è che, a differenza dell'acqua e dell'energia, la limitazione dei nutrienti potrebbe essere limitata quando si tratta di mondi oceanici nel nostro Sistema solare:
"Abbiamo scoperto che, secondo le ipotesi nel nostro modello, il fosforo, che è uno degli elementi bioessenziali, si esaurisce in tempi rapidi (secondo gli standard geologici) sui mondi oceanici i cui oceani sono neutri o alcalini in natura e che possiedono attività idrotermica (es. sistemi di ventilazione idrotermale sul fondo dell'oceano). Quindi, il nostro lavoro suggerisce che la vita può esistere a basse concentrazioni a livello globale in questi mondi oceanici (o essere presente solo in zone locali), e quindi potrebbe non essere facilmente rilevabile. "
Ciò ha naturalmente implicazioni per le missioni destinate a Europa e ad altre lune nel Sistema solare esterno. Questi includono la NASAEuropa Clipper missione, che è attualmente prevista per il lancio tra il 2022 e il 2025. Attraverso una serie di flybys di Europa, questa sonda tenterà di misurare i biomarcatori nell'attività del pennacchio proveniente dalla superficie lunare.
Missioni simili sono state proposte per Encelado e la NASA sta anche prendendo in considerazione una missione "Dragonfly" per esplorare l'atmosfera, la superficie e i laghi di metano di Titano. Tuttavia, se lo studio del Dr. Loeb è corretto, le possibilità che queste missioni trovino segni di vita su un mondo oceanico nel Sistema Solare sono piuttosto scarse. Tuttavia, come indicato da Lingam, credono ancora che tali missioni dovrebbero essere organizzate.
"Sebbene il nostro modello preveda che le future missioni spaziali in questi mondi potrebbero avere basse possibilità di successo in termini di rilevamento della vita extraterrestre, riteniamo che tali missioni siano ancora degne di essere perseguite", ha affermato. "Questo perché offriranno un'eccellente opportunità per: (i) testare e / o falsificare le previsioni chiave del nostro modello e (ii) raccogliere più dati e migliorare la nostra comprensione dei mondi oceanici e dei loro cicli biogeochimici."
Inoltre, come indicato dal prof. Loeb via e-mail, questo studio si è concentrato sulla "vita come la conosciamo". Se una missione in questi mondi trovasse fonti di vita extra-terrestre, indicherebbe che la vita può derivare da condizioni ed elementi con cui non abbiamo familiarità. Pertanto, l'esplorazione di Europa e di altri mondi oceanici non è solo consigliabile, ma necessaria.
"Il nostro documento mostra che gli elementi essenziali per la" chimica della vita come la conosciamo ", come il fosforo, si esauriscono negli oceani del sottosuolo", ha affermato. “Di conseguenza, la vita sarebbe una sfida negli oceani sospettati di esistere sotto il ghiaccio superficiale di Europa o Encelado. Se le future missioni confermano il livello di fosforo impoverito ma trovano comunque vita in questi oceani, allora avremmo un nuovo percorso chimico per la vita diverso da quello sulla Terra. "
Alla fine, gli scienziati sono costretti ad adottare l'approccio del "frutto basso" quando si tratta di cercare la vita nell'universo. Fino a quando non troveremo la vita oltre la Terra, tutte le nostre ipotesi educate si baseranno sulla vita così come esiste qui. Non riesco a immaginare un motivo migliore per uscire ed esplorare l'Universo di così!
