DALL’ANALISI DEI DATI DELLA SONDA CASSINI

La complessità interiore di Encelado

Utilizzando nuovi modelli geochimici, gli scienziati del Southwest Research Institute hanno scoperto che l’anidride carbonica nell'oceano della luna di Saturno potrebbe essere controllata da reazioni chimiche che avvengono sul fondo del mare. Questo, insieme alla precedente scoperta di idrogeno molecolare e silicio, suggerisce la presenza di ambienti geochimicamente diversi nel nucleo roccioso, con il potenziale di generare fonti di energia che potrebbero sostenere la vita così come noi la conosciamo

     24/01/2020
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Utilizzando nuovi modelli geochimici, gli scienziati del SwRI hanno scoperto che l’anidride carbonica nell’oceano di Encelado può essere controllata da reazioni chimiche che avvengono sul fondo del mare. L’integrazione di questa scoperta con le precedenti scoperte di idrogeno molecolare e silicio, suggerisce la presenza di ambienti geochimicamente diversi nel nucleo roccioso. Questa diversità ha il potenziale per creare fonti di energia in grado di sostenere la vita. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

Un team del Southwest Research Institute ha sviluppato un nuovo modello geochimico in base al quale l’anidride carbonica all’interno di Encelado potrebbe essere controllata da reazioni chimiche che avvengono nei fondali marini dell’oceano presente sulla luna ghiacciata di Saturno. Dallo studio dei pennacchi di gas e grani ghiacciati, rilasciati attraverso le fessure nella superficie ghiacciata della luna, è emerso che l’interno potrebbe essere più complesso di quanto si è sempre pensato.

«Capendo la composizione del pennacchio, possiamo capire com’è fatto l’oceano, perché è fatto così e se costituisce un ambiente in cui la vita, così come noi la conosciamo, può esistere», spiega Christopher Glein, primo autore di un articolo apparso su Geophysical Research. «Abbiamo elaborato una nuova tecnica per analizzare la composizione del pennacchio, al fine di stimare la concentrazione di anidride carbonica disciolta nell’oceano. Questo ha reso possibile la modellizzazione per sondare processi interni più profondi».

L’analisi dei dati di spettrometria di massa della sonda Cassini della Nasa indica che l’abbondanza di anidride carbonica può essere meglio spiegata dalle reazioni geochimiche tra il nucleo roccioso della luna e l’acqua liquida del suo oceano sotterraneo. L’integrazione di queste informazioni con la precedente scoperta di silicio e idrogeno molecolare indirizza verso un nucleo più complesso e geochimicamente diversificato.

«Sulla base delle nostre scoperte, sembra che Encelado manifesti un processo di cattura e sequestro del carbonio», osserva Glein. «Sulla Terra, gli scienziati che si occupano di climatologia stanno cercando di capire se un processo del genere possa essere utilizzato per mitigare le emissioni industriali di anidride carbonica. Utilizzando due diversi set di dati, abbiamo derivato intervalli di concentrazione di anidride carbonica che sono curiosamente simili a ciò che ci si aspetterebbe dalla dissoluzione e formazione di determinate miscele di minerali contenenti silicio e carbonio, sul fondo del mare».

Un altro fenomeno che contribuisce a questa complessità è la probabile presenza di sfiati idrotermali all’interno di Encelado. Sul fondo oceanico della Terra, gli sfiati idrotermali emettono fluidi caldi, ricchi di energia e carichi di minerali che consentono a ecosistemi unici e ricchi di creature insolite, di prosperare.

«L’interfaccia dinamica di un nucleo complesso con acqua di mare potrebbe potenzialmente creare fonti di energia in grado di sostenere la vita», dice Hunter Waite di SwRI, principal investigator dello strumento Ion Neutral Mass Spectrometer (Inms) a bordo di Cassini. «Sebbene non abbiamo trovato prove della presenza di vita microbica nell’oceano di Encelado, la crescente evidenza di uno squilibrio chimico suggerisce che potrebbero esistere condizioni abitabili sotto la crosta ghiacciata della luna».

A più di due anni dall’ultimo tuffo di Cassini, la comunità scientifica continua a raccogliere i benefici dello stretto sorvolo di Encelado, avvenuto il 28 ottobre 2015. Mentre la sonda Cassini volava attraverso il pennacchio, Inms ha rilevato la presenza di idrogeno molecolare e, ancora prima, un altro strumento aveva rilevato minuscole particelle di silicio, due sostanze chimiche che sono considerate marcatori dei processi idrotermali.

«Sorgenti distinte per l’anidride carbonica osservata, il silicio e l’idrogeno molecolare implicano ambienti mineralogicamente e termicamente diversi in un nucleo roccioso eterogeneo», spiega Glein. «Noi suggeriamo che il nucleo sia composto da uno strato superiore di carbonato e un interno serpentinizzato». I carbonati si formano comunemente come rocce sedimentarie, come il calcare presente sulla Terra, mentre i minerali serpentini sono formati da rocce ignee del fondale marino che sono ricche di magnesio e ferro.

Gli autori ipotizzano che l’ossidazione idrotermica del ferro nelle profondità del nucleo crei idrogeno molecolare, mentre l’attività idrotermica che incontra le rocce carbonate con quarzo produca fluidi ricchi di silicio. Tali rocce hanno anche la potenzialità di influenzare la chimica dell’anidride carbonica presente nell’oceano, attraverso reazioni a bassa temperatura, sul fondo del mare, che coinvolgono silicati e carbonati.

«Le implicazioni per l’eventuale vita, resa possibile da una struttura eterogenea del nucleo, sono intriganti», conclude Glein. «Questo modello potrebbe spiegare in che modo i processi di differenziazione e alterazione planetaria creino i gradienti chimici (energetici) necessari alla vita del sottosuolo».

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