Va dove di porta l’acqua: la ricerca dell'acqua nei pianeti del Sistema Solare

L'articolo è tratto da Scienza e Conoscenza n. 34.

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Manchester, studiando l’origine dell’acqua sulla Terra, ha recentemente scoperto che alcuni elementi volatili, tra cui l’acqua, erano già presenti sul pianeta durante quei processi violenti che portarono alla sua formazione, in un intervallo di tempo che va dai 30 ai 100 milioni di anni dopo la nascita del Sistema Solare.
La scoperta riporta alla ribalta una teoria vecchia di trent’anni, secondo cui comete e asteroidi non sarebbero stati i soli “portatori”dell’acqua sulla Terra.

Un oceano preistorico su Marte
Esplorando il pianeta rosso, uno studio condotto da alcuni ricercatori dell'Università del Colorado indica che, circa 3,5 miliardi di anni fa, un terzo della superficie marziana era ricoperta da un vasto oceano preistorico. L’analisi dei depositi sui delta dei fiumi identificati dai ricercatori indica anche la presenza di acqua nel sottosuolo o in numerosi laghi adiacenti. Questi risultati indicano che Marte ha avuto un ciclo idrologico globale simile a quello della Terra, comprendente precipitazioni, formazioni di nubi, ghiaccio e depositi di acqua. Insomma, uno dei misteri di Marte rimane ancora quello di capire dove è andata a finire l'acqua. Si spera che una delle prossime missioni MAVEN (Atmosphere and Volatile Evolution Mission), il cui lancio è previsto nel 2013, possa fornirci le risposte a questa e ad altre domande sulla storia idrologica del pianeta rosso.
Inoltre, alcune rocce esaminate dai due rover Spirit e Opportunity hanno messo in evidenza l’esistenza di un ambiente molto antico, umido, con un basso contenuto di acidità e che potrebbe essere stato favorevole per lo sviluppo di microorganismi. In particolare, la presenza di elevate concentrazioni di carbonati – che in genere si formano in condizioni di umidità e in ambienti quasi neutri – indica, con ogni probabilità, la presenza di una sorta di "acqua preistorica". L’acqua, però, doveva essere alquanto salata per ospitare organismi viventi e pare che il suo grado di salinità fosse tale da superare i livelli in cui ci aspettiamo lo sviluppo della vita. Di fatto, le condizioni per l’esistenza di forme di vita vengono fissati da alcuni parametri quali la temperatura, l’acidità e la salinità dell’acqua, ma ciò non esclude l’esistenza, su Marte, di organismi che ancora non conosciamo. Una delle prossime missioni, denominata Mars Science Laboratory sarà lanciata verso la fine del 2011e avrà lo scopo di fornirci alcune risposte sulle condizioni di abitabilità del pianeta: verranno analizzati quei siti marziani dove sono chiare le evidenze di una passata presenza di acqua, al fine di preparare le missioni future destinate al rilevamento di tracce di vita.

Europa, la misteriosa luna di ghiaccio
Nel sistema di Giove incontriamo Europa, l’enigmatica luna di ghiaccio che pare possedere un volume di acqua doppio rispetto a quello degli oceani terrestri. Le spettacolari immagini che ci ha fornito la sonda Galileo hanno permesso ad alcuni ricercatori dell’Università dell’Arizona di concludere che gli oceani di Europa potrebbero contenere più ossigeno (nell’ordine di alcune centinaia di volte) di quanto sospettato in precedenza: un risultato importante, tale da implicare l'esistenza di qualche microorganismo alieno. Su Europa le possibilità di trovare forme di vita sono legate allo strato di ghiaccio che impedisce la produzione di ossigeno in superficie. Senza ossigeno in superficie, la vita potrebbe, forse, esistere nelle sorgenti di acqua calda presenti sul fondale oceanico – analoghe alle sorgenti idrotermali degli oceani terrestri – grazie alla presenza di reazioni chimiche esotiche basate sullo zolfo o sulla produzione di metano. Dunque la domanda chiave è se negli oceani di Europa ci sia l’ossigeno sufficiente affinché possano avere luogo le condizioni necessarie per lo sviluppo di quei processi chimici che richiedono qualche forma di metabolismo a noi familiare. Utilizzando dei calcoli numerici per la produzione di ossidanti, si è riscontrato che il loro tasso di formazione negli oceani di Europa è così rapido che la concentrazione di ossigeno potrebbe superare, in soli pochi milioni di anni, quella presente negli oceani del nostro pianeta.
Inoltre, le concentrazioni di ossigeno sarebbero sufficienti non solo per lo sviluppo di microorganismi, ma addirittura per l'esistenza di una sorta di “micro fauna” costituita da organismi più complessi che richiedono una maggiore quantità di ossigeno.
La buona notizia sulla questione dell’origine della vita su Europa è che ci vorranno ancora un paio di miliardi di anni prima che l'ossigeno superficiale raggiunga gli oceani: questo "ritardo" permette alle strutture organiche primitive di evitare il processo di ossidazione. Secondo i dati, si prevede che questo processo di ossidazione possa impiegare alcuni miliardi di anni. Dunque stiamo oggi osservando Europa in una fase iniziale al processo di ossidazione. L'ossidazione rappresenta un pericolo a meno che gli organismi non si siano evoluti sviluppando una forma di protezione dai dannosi effetti esterni. Un simile processo sarebbe già accaduto sulla Terra alcuni miliardi di anni fa e avrebbe impedito alla vita di iniziare il suo processo di evoluzione.
Nell’ambito del programma Europa Jupiter System Mission – una serie di sonde da inviare su Giove dopo il 2020 – la NASA sta preparando un orbiter dedicato, denominato Jupiter Europa Orbiter, che sorvolerà più da vicino la luna di ghiaccio allo scopo di ottenere nuovi dati e cercare evidenze indirette su eventuali tracce di vita.

Segui l’acqua…
L’acqua rappresenta un elemento fondamentale per i processi vitali e può essere considerata un indicatore chiave per l’esistenza di condizioni di abitabilità. Essa è caratterizzata da proprietà uniche: è un eccellente solvente, esiste allo stato liquido su un ampio intervallo di temperature e anche nel punto di congelamento si può presentare sottoforma di strutture di ghiaccio che sono ancora adatte a sostenere condizioni di abitabilità, specialmente in ambienti polari e freddi. Lo studio della distribuzione di acqua, passata e presente, nel Sistema Solare diventa cruciale per studiare le condizioni di abitabilità negli altri pianeti o lune. In definitiva, la presenza di acqua allo stato liquido costituisce il punto di partenza per la ricerca della vita extraterrestre, la cui esplorazione viene spesso identificata con la frase “segui l’acqua…”.

L'articolo è tratto da Scienza e Conoscenza n. 34.

Per approfondimenti
http://mars.jpl.nasa.gov
http://www2.jpl.nasa.gov/galileo/moons/europa.html
http://opfm.jpl.nasa.gov/europajupitersystemmissionejsm/

Scritto da Corrado Ruscica
Astronomo, scrittore e divulgatore scientifico. Il suo blog, Astronomica Mentis (http://astronomicamentis.blogosfere.it), è dedicato agli scienziati e alle loro idee sull’Universo, e affronta temi di cosmologia, astrofisica, astrobiologia e fisica delle particelle.