18 Dic 2020 Menù Vario per la Vita su Encelado
Utilizzando dati della sonda Cassini, gli scienziati del Southwest Research Institute (SwRI) hanno modellato i processi chimici in atto nell’oceano della luna di Saturno Encelado. I risultati suggeriscono la possibilità che diversi processi chimici generino nutrimenti potenzialmente fruibili da varie comunità microbiche nell’oceano presente sotto la superficie ghiacciata della luna.
È noto dalle rilevazioni della sonda Cassini, che ha analizzato i pennacchi di vapor d’acqua in uscita dalle fratture sulla crosta, che nell’oceano di Encelado è presente idrogeno molecolare, una fonte potenziale di nutrimento per alcune classi di microorganismi. Un nuovo studio pubblicato su Icarus esplora la possibilità che siano presenti altre sorgenti di energia per alimentare la vita elementare sulla luna. “La rilevazione di idrogeno molecolare nei pennacchi ha suggerito che vi sia nell’oceano di Encelado energia libera disponibile”, spiega Christine Ray, a guida dello studio. “Sulla Terra, le creature aerobiche, che respirano ossigeno, consumano energia nella materia organica come glucosio od ossigeno per creare diossido di carbonio e acqua. I microbi anaerobici possono metabolizzare idrogeno per creare metano. Tutta la vita può essere ricondotta a simili reazioni chimiche associate a un disequilibrio tra composti ossidanti e riducenti”.
Questo disequilibrio genera un potenziale gradiente energetico, per cui le reazioni di osso-riduzione nella chimica organica trasferiscono elettroni tra specie chimiche: il più delle volte una delle specie va incontro a processi di ossidazione, mentre l’altra a riduzione. Questi processi sono fondamentali per molte funzioni vitali, incluse respirazione e fotosintesi. Ad esempio, l’idrogeno è una sorgente di energia chimica che alimenta microbi anaerobici che vivono in profondità negli oceani terrestri vicino a camini idrotermali. In fondo agli oceani, simili camini emettono fluidi caldi, ricchi di energia e minerali, che permettono la sopravvivenza di insolite creature. Precedenti ricerche hanno suggerito la presenza di camini idrotermali e squilibri chimici su Encelado, suggerendo possibili condizioni di abitabilità nell’oceano sub-superficiale.
L’immagine illustra una sezione di Encelado, mostrando l’insieme dei processi modellati dai ricercatori. Gli ossidanti prodotti nel ghiaccio superficiale quando le molecole d’acqua si spezzano per effetto della radiazione possono combinarsi con i riducenti prodotti da attività idrotermale e altre reazioni tra rocce e acqua, creando una sorgente di energia per potenziali forme di vita. Credit: SwRI
“Ci siamo domandati se altri tipi di percorsi metabolici potessero fornire sorgenti di energia nell’oceano di Encelado”, spiega Ray. “Dal momento che ciò dovrebbe richiedere un insieme differente di ossidanti che non abbiamo ancora rilevato nei pennacchi di Encelado, abbiamo realizzato un modello chimico per determinare se le condizioni nell’oceano e nel nucleo roccioso potessero supportare questi processi chimici”. Ad esempio, gli autori hanno preso in considerazione la radiazione ionizzante proveniente dallo spazio, per verificare se potesse creare gli ossidanti ossigeno e perossido di idrogeno. Inoltre hanno verificato se la geochimica abiotica nell’oceano e nel nucleo roccioso della luna potesse contribuire alla generazione di disequilibri chimici che potrebbero supportare processi metabolici. Il team ha calcolato se questi ossidanti possano accumularsi nel tempo in caso i riducenti non siano presenti in quantità apprezzabile, oppure se i minerali sul fondo dell’oceano possano contribuire a convertire gli ossidanti in solfati e ossidi di ferro.
“Abbiamo confrontato le nostre stime di energia libera richiesta con ecosistemi terrestri e abbiamo determinato che, in complesso, i nostri valori sia per il metabolismo aerobico che per quello anaerobico soddisfano o eccedono i requisiti minimi”, aggiunge Ray. “I risultati suggeriscono che la produzione di composti ossidanti e la chimica dell’ossidazione potrebbero contribuire a supportare su Encelado la vita e una comunità microbica varia dal punto di vista metabolico”. Hunter Waite, coautore dello studio, aggiunge: “Ora che abbiamo identificato potenziali sorgenti di cibo per i microbi, la prossima domanda è quale sia la natura delle complesse sostanze organiche che fuoriescono dall’oceano. Il nuovo studio costituisce un ulteriore passo avanti nella comprensione del modo in cui una piccola luna possa sostenere la vita in modi che superano del tutto le nostre aspettative”.
Image credit NASA/JPL/Space Science Institute
https://phys.org/news/2020-12-potentially-diverse-metabolic-menu-enceladus.html
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