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Gli Oceani di Europa Potrebbero essere Acidi e Proibitivi Per la Vita

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Grafico della superficie di Europa e come dovrebbe essere strutturato l'oceano di acqua liquida sotto. Credit: JPL


Dai tempi del grande tour del Sistema Solare, fatto dalle sonde Voyager, gli astronomi avevano capito che c'era qualcosa di molto intrigante riguardo alla piccola luna Europa, ma in seguito, grazie alla missione Galileo, è diventato molto chiaro che è probabilissimo che sotto la superficie di ghiaccio e minerali, c'è un oceano di acqua liquida più grande di tutti gli oceani terrestri messi insieme. La possibilità che un simile ambiente ospiti forme di vita è da allora diventata una delle tracce più seguite dagli astrobiologi, ma non sappiamo molto ancora sulla natura di queste acque. A questo proposito, una nuova ricerca indica che gli oceani di Europa potrebbero essere di natura acida e questo complica le cose e cambia un po' la probabilità di trovare forme di vita.

Secondo degli studi dell'anno scorso, Europa potrebbe avere degli oceani saturi di ossigeno, e questo secondo molti renderebbe più probabile la vita, ma c'è un problema. Come sulla Terra, i composti chimici sono continuamente tirati verso il basso. Secondo Matthew Pasek, astrobiologo dell'Università South Florida, questo potrebbe portare ad un oceano altamente acido che "probabilmente non è così ospitale per la vita, perché finisce per distruggere cose come le membrane in sviluppo e rende molto difficile costruire polimeri organici su grande scala."

Secondo Charles Choi, del "Astrobiology Magazine", "I composti in questione sono ossidanti, i quali sono capaci di ricevere elettroni da altri composti. Solitamente sono rari nel sistema solare, per via dell'abbondanza di composti chimici conosciuti come riducenti, come l'idrogeno o il carbonio, che reagiscono velocemente con gli ossidanti per formare ossidi come l'acqua o l'anidride carbonica. Europa sembra essere particolarmente ricca in forti ossidanti come ossigeno e perossido di idrogeno, che vengono creati dalle particelle ad alta energia proveniente dalla magnetosfera di Giove, che colpiscono la superficie ghiacciata della luna."


Immagine della luna Euorpa, ottenuta dalla sonda Galileo. Credit: NASA/JPL

Anche se per adesso è solo speculazione, se Europa davvero producesse tanti ossidanti, questi potrebbero essere tirati verso il basso, finendo nell'oceano. Tuttavia, sul percorso, potrebbero venir arricchiti da solfati, creando quindi acidi come acido solforico, prima di arrivare a supportare qualche formad i vita. Secondo i ricercatori, se questo succedesse per anche solo metà della vita di Europa, il risultato sarebbe un oceano corrosivo, con un pH medio di circa 2.6, "più o meno la media delle bevande gassate che beviamo" ha spiegato Pasek. Se da una parte questo non renderebbe impossibile la formazione della vita, non la renderebbe neanche facile. Le forme di vita emergenti dovrebbero essere molto veloci nel consumare gli ossidanti e sviluppare una vera tolleranza per gli acidi, un processo questo che potrebbe impiegare anche 50 milioni di anni.

D'altra parte, il fatto positivo è che sulla Terra abbiamo diversi esempi di forme di vita che riescono a vivere in presenza di acidi. Per esempio, in una pozza acida di drenaggio, in una miniera lungo il fiume Rio Tinto, in Spagna, ci sono batteri che si nutrono di ferro e solfati per ricavare la loro energia metabolica. "I microbi hanno trovato tante soluzioni per lottare contro l'ambiente acido" ha spiegato Pasek. "Se la vita riuscisse a fare questo su Europa, Ganimede o forse anche su Marte, questo sarebbe un grande vantaggio." E' anche possibile che sedimenti in fondo all'oceano di Europa vengano però neutralizzati dagli acidi, anche se Pasek specula che questo è meno probabile. Una cosa che sappiamo con certezza riguardo ad un'oceano acido, è che dissolve i materiali a base di calcio, come le ossa e le conchiglie.

Thera e Thrace sono due regioni caotiche sulla superficie di Europa. Thera (a sinistra) è circa 70 km in diametro e 85 km in altezza e sembra trovarsi leggermente sotto le pianure circostanti. Alcune placche di ghiaccio più brillanti sono osservabili all'interno e sembrano essere scollegate dai margini. Le fratture curve lungo i confini suggeriscono che il collasso potrebbe essere avvenuto durante la formazione della regione Thera. In contrasto a questa, abbiamo la regione Thrace, a destra, che sembra stare più in alto rispetto alle zone vicine. Secondo il nuovo modello questi due terreni sono stati causati dalla presenza di laghi di acqua proprio sotto, in mezzo alla crosta, che hanno parzialmente sciolto le basi di alcune delle calotte di ghiaccio. Il terreno basso, collassato dovrebbe indicare la presenza attuale di un lago, mentre la zona rialzata della Thrace, dovrebbe indicare la presenza passata di un lago. Credit: NASA/JPL

Questo tema ci riguarda anche molto da vicino, dato che gli oceani sulla Terra, per via dell riscaldamento globale, stanno assorbendo molta anidride carbonica che nell'atmosfera è in eccesso e quando questa viene combinata con l'acqua marina, forma acido carbonico. Se da una parte molto di questo acido viene neutralizzato dai fossili carbonati sul fondale oceanico, se viene assorbito troppo velocemente, come sta succedendo ora, può avere enormi ramificazioni e impatti sulla vita marina, specialmente per le barriere coralline, il plancton ed i molluschi. Secondo un recente studio a questo proposito, questo processo di acidificazione sta avvenendo molto più velocemente di quanto avveniva durante gli ultimi 4 grandi momenti di estinzione di massa degli ultimi 300 milioni di anni. Siamo quindi di fronte alla possibilità che la nostra azione sulla Terra finisca per distruggere molta della vita degli oceani.

"Quello che facciamo oggi è davvero in rilievo" ha spiegato Barbel Honisch, autore principale della ricerca e paleo-oceanografo della Columbia University. "Sappiamo che la vita durante i passati eventi di acidificazione degli oceani non fu sterminata del tutto, e nuove specie si sono evolute per sostituire quelle che erano morte. Ma se le emissioni di carbonio a livello industriale continuano di questo passo, potremmo perdere anche moltissimi organismi fondamentali anche per noi, che vanno dalle barriere coralline, alle cozze e ai salmoni."

Secondo questa ricerca, i livelli di diossido carbonico negli oceani sono aumentati del 30% nell'ultimo secolo. Questo significa che siamo passati ad una concentrazione di 393 parti per milione, ed un oceano con un pH che è caduto di 0.1 unità, passando a 8.1. Questa è un'acidificazione che è almeno 10 volte più veloce rispetto a quanto successo negli ultimi 56 milioni di anni, spiega Honisch. Se questo continuerà, il IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) prevede che il pH potrebbe scendere di ulteriori 0.3 unità, e questo comporterà dei grandi cambiamenti biologici.
E se può sembrarvi poco rilevante se scompare qualche corallo o qualche mollusco o specie di plancton, considerate che si tratta di organismi che sono fondamentali per la catena alimentare di tutti gli esseri viventi degli oceani.

Immagine del ciclo del carbonio all'interno degli oceani terrestri. Credit: wikipedia

"Questo non è un problema che può essere risolto e invertito velocemente" ha spiegato Christopher Langdon, oceanografo biologico dell'Università di Miami, che è stato co-autore dello studio sui coralli della Papua Nuova GUinea. "Una volta che una specie diventa estinta, è sparita per sempre. Stiamo giocando ad un gioco molto pericoloso."

Il problema poi è che potrebbero volerci decenni prima di vedere gli effetti dell'acidificazione degli oceani sulla vita marina. Fino ad allora, guardare al passato è un buon modo per prevedere cosa potrebbe succedere nel futuro, spiega Richard Feely, oceanografo del NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), che però non è stato direttamente coinvolto nello studio. "Queste ricerca ci danno un senso di cronologia degli eventi di acidificazione oceanica del passata, ma questi non sono avvenuti così velocemente. Le decisioni che prenderemmo nei prossimi decenni avranno significative implicazioni su intere epoche geologiche."

Per ora, possiamo guardare verso Europa, e chiederci cosa può esistere sotto la sua crosta ghiacciata. Forse qualche forma di vita amante degli ambienti acidi in attesa che una bolla di ossidanti scenda dalla superficie? In questo momento ci sono diversi progetti per una missione spaziale che scavi sotto la superficie. Una di queste è un "penetratore" che potrebbe partire per una missione già nel 2020.

Immagine di uno degli emisferi di Europa, visto con a contrasto più elevato per mostrare le fratture e solchi che si sono formati sulla superficie. Credit: NASA/JPL/Galileo

"Questi penetratori sono la soluzione più sicura, poco costosa e fattibile per un'atterraggio sulla superficie di Europa, e abbiamo già le conoscenze per costruirli." Ha spiegato Peter Weiss, del CNRS, in Francia. "In altro modo, non avremmo alcuna conferma della vita su Europa, o nel nostro Sistema Solare, durante il nostro periodo di vita."

http://www.astrobio.net/exclusive/4597/acidic-europa-may-eat-away-at-chances-for-life