ACQUA LIQUIDA PROTETTA DA UNO STRATO DI METANO

Oceano su Plutone, sotto una “coperta” di gas

Secondo uno studio pubblicato su Nature Geoscience, al di sotto della superficie ghiacciata del bacino Sputnik Planitia di Plutone potrebbe trovarsi un oceano allo stato liquido. Questo sembra possibile grazie alla presenza di uno strato di gas idrati che, in base alle simulazioni presentate nello studio, potrebbe impedirne il congelamento

Un’immagine a colori naturali di Plutone, scattata dalla sonda New Horizons della Nasa nel 2015. Crediti: Nasa/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Secondo uno studio pubblicato oggi sulla rivista Nature Geoscience, al di sotto della superficie ghiacciata di Plutone potrebbe trovarsi un oceano allo stato liquido. Questo sembra possibile grazie alla presenza di uno strato di gas isolante che, in base alle simulazioni presentate nello studio, potrebbe impedirne il congelamento.

A luglio 2015, la sonda spaziale New Horizons della Nasa è passata molto vicina a Plutone, regalandoci scenari spettacolari del pianeta nano e delle sue lune. Le immagini hanno mostrato l’inattesa topografia di Plutone, con un bacino ellissoidale di colore bianco chiamato Sputnik Planitia, situato vicino all’equatore e grosso modo delle dimensioni del Texas (circa 700mila chilometri quadrati).

Per via della sua posizione e della sua topografia, gli scienziati ritengono che al di sotto del ghiaccio che ricopre lo Sputnik Planitia vi sia un oceano. Quest’ipotesi tuttavia sembra essere in contraddizione con l’età del pianeta nano, poiché tale oceano dovrebbe essersi congelato molto tempo fa e anche la superficie interna del guscio di ghiaccio che si affaccia sull’oceano dovrebbe essere appiattita.

I ricercatori della Hokkaido University, del Tokyo Institute of Technology, della Tokushima University, della Osaka University, della Kobe University e della University of California hanno cercato di capire se ci potrebbe essere qualcosa che tiene al caldo questo oceano, evitando che congeli, pur mantenendo la superficie interna del guscio che ricopre Plutone ghiacciata. Il team ha ipotizzato che al di sotto della superficie ghiacciata della Sputnik Planitia esista uno “strato isolante” di gas idrati. I gas idrati sono composti solidi (clatrati) formati da acqua e gas naturali di basso peso molecolare (generalmente metano), che si formano in ambienti caratterizzati da bassa temperatura, alta pressione e sufficiente concentrazione di gas. Sono altamente viscosi, hanno una bassa conduttività termica e potrebbero quindi avere proprietà isolanti.

La struttura interna ipotizzata per Plutone. Uno strato sottile di gas idrato (clatrato) funge da isolante termico tra l’oceano al di sotto della superficie e il guscio di ghiaccio, impedendo il congelamento dell’oceano stesso. Crediti: Kamata S. et al., Nature Geosciences

I ricercatori hanno condotto simulazioni al computer di un periodo di tempo pari a 4.6 miliardi di anni, tempo in corrispondenza al quale il Sistema solare iniziò a formarsi. Le simulazioni hanno mostrato l’evoluzione termica e strutturale dell’interno di Plutone, nonché il tempo richiesto da un oceano al di sotto della superficie per congelarsi e per far si che il guscio ghiacciato che lo ricopre diventi uniformemente spesso. Hanno simulato due scenari: uno in cui tra l’oceano e il guscio ghiacciato esiste uno strato isolante di gas idrati e uno in cui tale strato non esiste.

Le simulazioni hanno dimostrato che, senza uno strato isolante di gas idrati, l’oceano si sarebbe congelato completamente centinaia di milioni di anni fa; ma in presenza dello strato di gas idrati non congela affatto. Inoltre, hanno verificato che ci vorrebbe circa un milione di anni perché una crosta di ghiaccio uniformemente densa si formi sull’oceano, ma con uno strato isolante di gas idrati ci vuole più di un miliardo di anni. I risultati della simulazione supportano quindi la presenza di un oceano liquido molto vecchio al di sotto della crosta ghiacciata della Sputnik Planitia.

Il team ritiene che il gas più probabile presente all’interno dello strato isolante sia il metano, proveniente dal nucleo roccioso di Plutone. Questa teoria, in cui il metano è intrappolato come gas idrato, è coerente con l’insolita composizione dell’atmosfera di Plutone, povera di metano e ricca di azoto.

Simili strati isolanti di gas idrato potrebbero mantenere per lungo tempo oceani al di sotto della superficie di altre lune ghiacciate e di altri oggetti celesti distanti. «Questo potrebbe significare che nell’Universo ci sono più oceani di quanto si pensasse in precedenza, rendendo più plausibile l’esistenza della vita extraterrestre», conclude Shunichi Kamata dell’Università di Hokkaido che ha guidato il team che ha condotto questa ricerca.

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