Christopher Glein - kosmomagazine.it
Abbiamo incontrato Christopher Glein, uno dei massimi esperti in oceanografia extraterrestre e geochimico della Southwest Research Institute (SwRI) di San Antonio (Texas, USA). Glein e il suo team hanno scoperto nuove prove sull’esistenza di un ingrediente essenziale per la vita nell’oceano sotterraneo di Encelado (una luna di Saturno) . La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) – per leggerla clicca QUI -. Nel 2017 Christopher Glein è stato premiato dall’ESA (Agenzia Spaziale Europea), per i contributi eccezionali alla missione Rosetta dell’ESA. Nel nostro Sistema Solare abbiamo scoperto due mondi potenzialmente abitabili, per quanto riguarda la vita microbica: Encelado, una luna di Saturno con un oceano di acqua liquida sotterraneo, tuttora presente; ed Europa, una luna di Giove con uno strato di ghiaccio, che potrebbe nascondere sacche d’acqua liquida.
Sei un grande geochimico americano e hai partecipato a molte missioni spaziali. Quali sono le scoperte più importanti ed emozionanti che hai fatto?
La scoperta più emozionante, che ho fatto finora, è stata trovare idrogeno molecolare nel pennacchio (nel geyser) di Encelado (una luna di Saturno). In realtà, due anni prima avevo previsto che l’H2 potesse essere presente, perché altri aspetti della chimica del pennacchio indicavano un tipo di interazione acqua-roccia, famosa per la produzione di H2 in abbondanza. Questo è noto come serpentinizzazione. Ora, uno dei motivi ovvi per cui trovare H2 è stato eccitante è che è un indicatore dei processi idrotermali. Molte persone lo sanno già. Ma l’aspetto più intrigante è che abbiamo scoperto che potremmo combinare la misurazione dell’H2 con le nostre precedenti misurazioni di CO2 e metano, per calcolare la quantità di energia potenziale metabolica che si trova nell’oceano di Encelado. In altre parole, abbiamo scoperto che c’è del cibo nell’oceano e potremmo persino stimarne il “contenuto calorico” – la quantità di energia che un organismo otterrebbe se mangiasse CO2 e H2, trasformando il metano come sottoprodotto. Questo tipo di organismo è noto come metanogeno.
I tuoi studi si concentrano soprattutto sulle lune di Saturno, come ad esempio Titano ed Encelado. Cosa ti affascina di queste due lune?
Mi piace la geochimica ed Encelado emette nello Spazio molte molecole interessanti che ci parlano della geochimica del suo oceano sotterraneo. Probabilmente anche molti altri mondi ghiacciati hanno oceani, ma non possiamo davvero accedervi con la tecnologia attuale. Quindi, penso a Encelado come a una porta per l’oceanografia extraterrestre. Possiamo usare Encelado come sistema modello per comprendere l’oceanografia in condizioni molto diverse, da quelle che troviamo negli oceani della Terra. Questo ci aiuterà a sviluppare una comprensione più completa degli oceani in senso generale, che speriamo di poter poi usare per interpretare le osservazioni di altri eccitanti mondi oceanici, come Europa (una luna di Giove) o alcuni esopianeti che definiamo Super-Terra.
Naturalmente, sono anche molto entusiasta delle prospettive di trovare la vita su Encelado!
Titano è fantastico! C’è così tanto da studiare su Titano, poiché è un ambiente molto ricco in termini di materiali e processi. Lascia che ti parli di due cose che mi affascinano: In primo luogo, l’origine dell’atmosfera di Titano. Titano è una luna insolita, perché possiede un’atmosfera densa, per lo più composta da azoto e metano. Non sappiamo esattamente come si sia formata l’atmosfera di Titano. Sono state proposte numerose idee interessanti, come ad esempio un ambiente superficiale e un’atmosfera più caldi, presenti nei primi momenti della formazione di Titano, oppure un’attività idrotermale nelle profondità della luna. Abbiamo alcuni dati utili ottenuti dalla sonda Huygens (Huygens si è sganciata dalla sonda Cassini ed è atterrata su Titano nel 2005), e i suoi dati ci stanno aiutando a fare progressi costanti, ma avremo bisogno di ulteriori informazioni dalla missione Dragonfly, per raggiungere la fase successiva nella nostra comprensione di come è nata l’atmosfera di Titano (Dragonfly è un drone elicottero che la NASA invierà su Titano, con partenza nel 2027 e arrivo nel 2034).
Il secondo aspetto intrigante di Titano, per me, risale al mio amore per la geochimica. Titano ha liquidi e solidi che interagiscono sulla sua superficie, ma questi materiali sono totalmente strani. A differenza della Terra, dove abbiamo minerali di silicato e carbonato, che interagiscono prevalentemente con l’acqua liquida, su Titano il liquido è composto da varie miscele di metano, etano e azoto disciolto a temperature criogeniche. I “minerali” sono fatti di composti organici congelati. Esattamente, il modo in cui funziona questo nuovo tipo di geochimica è ancora in fase di studio, ma sembrano esserci alcuni parallelismi intriganti, tra le caratteristiche geologiche che si formano su Titano e sulla Terra. Ad esempio, i minerali solubili possono essere disciolti per formare buche, mentre i minerali insolubili dovrebbero persistere in ambienti umidi come le rive dei mari di Titano. Per capire questa luna, immagina di camminare lungo una spiaggia ricca di benzene. Sembra fantascienza, ma questa è la realtà e la natura di Titano.
Come hai capito che l’oceano di Encelado può essere perfetto per ospitare la vita? E quali sono le caratteristiche del suo oceano?
L’oceano di Encelado sembra abitabile per la vita che conosciamo. Sembra fornire tutti i requisiti per la vita. L’oceano di acqua liquida è piuttosto profondo, circa 40 km. L’acqua è fredda, ma non in sopraffusione. Pensiamo che sia appena al di sotto della normale temperatura di congelamento dell’acqua. L’oceano è salato, ma non eccessivamente. I dati di Cassini suggeriscono una salinità diverse volte inferiore a quella dell’acqua di mare terrestre. Sotto questo aspetto l’oceano di Encelado è come un estuario. I dati di Cassini mostrano che l’oceano contiene composti organici, ammoniaca ed energia sotto forma di squilibrio chimico di CO2-H2-CH4-H2O. Non è un brutto posto in cui vivere per un microbo! Modelli recenti suggeriscono che il fosforo, nelle forme di fosfati disciolti, dovrebbe essere relativamente abbondante. Ciò è sorprendente, perché la bassa disponibilità di fosforo spesso limita la crescita della vita sulla Terra, ma per Encelado sembra che la geochimica del fosforo aiuterebbe invece a sostenere la vita. L’unico ingrediente mancante potrebbe essere lo zolfo. C’erano accenni di H2S nei dati del pennacchio (del geyser) ottenuti dalla sonda Cassini, ma stiamo ancora lavorando su questo argomento.
Sono previste missioni per studiare l’oceano di Encelado?
Le accademie nazionali americane (US National Academies) hanno recentemente pubblicato un rapporto, in cui si raccomanda alla NASA di inviare una missione chiamata Orbilander verso Encelado. Questa missione orbiterebbe attorno a Encelado, eseguirebbe vari esperimenti scientifici in orbita e, al contempo, cercherebbe un sito di atterraggio sicuro per far atterrare il suo lander. Il suo obiettivo principale è cercare prove di firme biologiche. Se c’è vita nell’oceano sotterraneo di Encelado, interi organismi o alcuni dei loro costituenti cellulari o sottoprodotti metabolici, potrebbero essere eruttati sulla superficie attraverso i geyser. Il bello di Orbilander è che sarà in grado di analizzare la neve fresca sulla superficie, formatasi dopo essere stata espulsa dai pennacchi (dai geyser). Quella neve, originariamente, era l’acqua dell’oceano sotterraneo, quindi analizzandola potremmo sapere cosa c’è nell’oceano. Questa è una missione molto stimolante e potrebbe arrivare su Encelado intorno al 2050. Altre missioni che potrebbero arrivare prima sono in fase di studio.
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Molti anni fa, circa 20-30 anni fa, non eravamo sicuri che l’Universo fosse pieno di pianeti. Oggi ne abbiamo scoperti 5.000. Circa 20-30 anni fa pensavamo che l’acqua fosse un elemento raro nell’Universo. Oggi la troviamo ovunque. Pensi che anche la vita sia ovunque nell’Universo?
La mia opinione personale è che non sappiamo com’è fatta la vita comune nell’universo (se è uguale dappertutto, o se alcuni mondi possono sviluppare una vita a noi sconosciuta). Sembra che l’universo sia pieno di mondi abitabili, sia quelli collocati nella classica zona abitabile (come la nostra Terra), sia di lune ghiacciate (come Encelado) la cui abitabilità è supportata da processi geotermici sotterranei. Il nocciolo della questione è l’origine della vita. Al momento non sappiamo se l’origine della vita sia statisticamente improbabile (o forse anche un evento singolare), o se corpi planetari geochimicamente ricchi e geofisicamente attivi generano inevitabilmente vita. Questo è stato dibattuto a lungo. Fortunatamente, ci sono almeno diversi corpi planetari geochimicamente ricchi e geofisicamente attivi nel nostro Sistema Solare, che possono essere visitati per cercare la vita e ottenere nuovi indizi su questa domanda esistenziale. Penso che questa sarà un’importante motivazione, per molte delle nostre avventure del prossimo secolo nel Sistema Solare. Il futuro sembra luminoso.