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ⓘ Vita su Europa




Vita su Europa
                                     

ⓘ Vita su Europa

La presenza di forme di vita su Europa, uno dei satelliti naturali di Giove, è ritenuta possibile al di sotto della sua crosta ghiacciata. Europa è ritenuto uno dei luoghi con la più alta probabilità di ospitare forme di vita extraterrestre in tutto il sistema solare. Ci sono condizioni compatibili con la vita negli oceani che si suppone si trovino sotto i ghiacci. Si tratterebbe di ambienti molto simili alle bocche idrotermali presenti sulla terra nelle profondità degli oceani e in special modo al Lago Vostok, in Antartide. La vita in un oceano del genere potrebbe somigliare alla vita microbica presente sulla Terra nelle profondità oceaniche. La scoperta di vita su Europa potrebbe permetterci di comprendere meglio come questa si sia evoluta anche sulla Terra. In ogni caso, non ci sono prove dirette di forme di vita su Europa, ma la presenza di acqua liquida ha stimolato la richiesta a inviare una sonda sul satellite.

                                     

1. Scoperta della chemiosintesi

Fino agli anni settanta la vita, come è generalmente conosciuta, era ritenuta completamente dipendente dallenergia proveniente dal Sole. Le piante sulla superficie terrestre catturano energia dalla luce solare ed effettuano la fotosintesi clorofilliana per sintetizzare gli zuccheri dallanidride carbonica e dallacqua, rilasciando ossigeno durante il processo, per poi essere mangiate da animali che respirano ossigeno, trasferendo la loro energia nella catena alimentare. Anche la vita nelle profondità oceaniche molto al di sotto della zona eufotica era ritenuta dipendente, per il proprio nutrimento, dai detriti organici che piovevano dalla superficie o da prede che dipendevano a loro volta da quel nutrimento.

Si pensava perciò che le possibilità di un pianeta di ospitare la vita dipendessero dallilluminazione ricevuta dal Sole. Tuttavia, nel 1977, durante unimmersione esplorativa alle Galápagos con il sommergibile Alvin, un gruppo di ricercatori diretto da Robert Ballard e finanziato dalla National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA scoprì colonie di vermi tubo giganti, vongole, crostacei, mitili e varie altre creature raggruppate attorno a una fumarola nera. Queste creature prosperano nonostante la mancanza di luce solare e costituiscono una catena alimentare del tutto indipendente, la cui base è un batterio che ricava energia dallossidazione di sostanze chimiche reattive, come lidrogeno e lacido solfidrico, che provengono dallinterno della Terra. Questo processo, chiamato chemiosintesi batterica, ha rivoluzionato lo studio della biologia rivelando che lesistenza della vita richiede solamente acqua ed energia, e non dipende necessariamente dal Sole. Ha aperto inoltre numerose strade allastrobiologia espandendo notevolmente il numero di possibili habitat extraterrestri.

                                     

2.1. Potenziale per la vita Oceano sotto i ghiacci

La fonte primaria di speculazione sulla possibilità di vita su Europa è data dalla probabile presenza di un oceano sotto i ghiacci che la ricoprono. Al di sotto di un certo spessore, infatti, le forze di marea potrebbero aver fuso il ghiaccio più interno, lasciandolo sotto forma di acqua liquida. Questa teoria è supportata dal fatto che il ghiaccio in superficie è molto levigato, il che fa supporre che lacqua liquida, risalga in superficie a seguito di grandi impatti meteoritici dove congelerebbe di nuovo saldando la crepa, lasciando la superficie estremamente levigata.

Uno dei principali obiettivi scientifici riguardante il satellite consiste infatti nel determinare se questo oceano è realmente presente o se almeno in alcuni punti è possibile la formazione di acqua liquida. Anche se la presenza di un oceano è ormai quasi accertata da evidenze geologiche e geofisiche, rimane aperto il dibattito sullo spessore del ghiaccio in superficie e delloceano stesso.

Lanalisi dei dati della sonda Galileo ha permesso di avere evidenze di una quantità dacqua liquida stimata pari ai Grandi Laghi americani e di uno scambio di materiale tra lo strato ghiacciato esterno e lacqua liquida sottostante che aumenta le probabilità di ospitare forme di vita.

                                     

2.2. Potenziale per la vita Fonti di energia

Lenergia è uno degli ingredienti fondamentali della vita. Nel caso di unorigine organica, è richiesta energia sia per darle lavvio, sia per sostenerla nel tempo.

La principale fonte di energia di Europa è fornita dalle forze di marea di Giove che mantiene linterno del satellite geologicamente attivo, effetto visibile in modo più evidente sulla vicina luna Io. Europa orbita intorno a Giove in tre giorni e mezzo e, come la nostra Luna, mostra a Giove sempre la stessa faccia. Le forze di marea provocano allinterno di Europa continui movimenti, il che può rendere loceano interno abbastanza caldo da poter ospitare forme di vita.

Mentre Europa, come la Terra, può avere una energia interna dovuta al decadimento radioattivo, lenergia generata dalle forze di marea sarebbe comunque alcuni ordini di magnitudine più intensa di qualunque sorgente radiologica. Del resto, lenergia solare non potrebbe mai sostenere un ecosistema tanto grande e diversificato come quello basato sulla fotosintesi che si trova sulla superficie terrestre. Europa, infatti, dista dal Sole circa 5 volte più della Terra e riceve quindi solo un venticinquesimo del calore che arriva sul nostro pianeta.



                                     

2.3. Potenziale per la vita Attività vulcanica

La sonda Galileo individuò in alcune aree di Europa fuoriuscite di biossido di carbonio e di biossido di zolfo, entrambi possibili segnali di vulcanesimo. Il calore che i vulcani possono generare sale fino in superficie, trasportato dalle correnti oceaniche. A questo punto si hanno due diverse situazioni: se il calore è elevato e la crosta di ghiaccio è sottile, questa fonderà direttamente, generando delle regioni dette chaos ; se invece la crosta di ghiaccio è abbastanza spessa, il calore interno sarà trasferito ai ghiacci meno freddi nella parte inferiore della crosta e sarà generato altro calore dalla compressione del ghiaccio appena riscaldato che, come nei ghiacciai terrestri, tenderà a salire lentamente verso lalto. Questi continui movimenti delloceano di Europa potrebbero causare rotture della crosta, calore e anche la possibilità che vapore acqueo fuoriesca sopra la superficie.

                                     

2.4. Potenziale per la vita Elementi biogenici

Analisi spettroscopiche effettuate dalla sonda Galileo suggeriscono la presenza di molecole organiche su Europa.

È stato dimostrato che ai primordi della formazione della Terra gli impatti meteoritici sono stati una possibile fonte di composti organici. La shock dellimpatto, inoltre, può aver dato il via a processi di sintesi organica. È logico supporre, quindi, che un processo simile possa aver avuto luogo anche su Europa.

Simulazioni al computer hanno mostrato che gli impatti di comete nel tempo hanno portato su Europa da 1 a 10 Gt di carbonio, un po più di quello che cè nei 200 metri superiori di tutto loceano terrestre, ma circa 2 ordini di magnitudine in meno se si considera lintero oceano. Questo dimostrerebbe che, indipendentemente dalle condizioni iniziali, Europa dispone di una notevole riserva di elementi biogenici, con forti implicazioni nella possibilità di sostenere la vita.

                                     

2.5. Potenziale per la vita Bombardamento magnetico

Europa è situato allinterno della magnetosfera di Giove, il che lo rende bersaglio di un continuo bombardamento di ioni ed elettroni intrappolati allinterno del campo magnetico del gigante gassoso. Questi bombardamenti producono ossidanti ed altri elementi biogenici che, se riescono a passare attraverso il ghiaccio fino alloceano, possono favorire la presenza di vita. Il bombardamento delle particelle cariche intrappolate nella magnetosfera di Giove, infatti, insieme alla tenue luce solare, riscaldano il ghiaccio sulla superficie di Europa fino a far produrre vapore acqueo che, dopo una serie di reazioni chimiche provocate dalla radiolisi, dà luogo alla formazione di ossigeno. Considerando un apporto di ossigeno pari a circa 3 × 10 11 mol/anno, e livelli di respirazione simili a quelli terrestri, alcune stime attribuiscono a Europa la possibilità di sostenere circa 3 milioni di tonnellate di macrofauna.

                                     

3.1. Possibile presenza di vita Possibili forme di vita

Mentre i vermi tubo e altri organismi eucarioti multicellulari intorno alle bocche idrotermali terrestri respirano ossigeno e sono perciò indirettamente dipendenti dalla fotosintesi clorofilliana, gli archei e i batteri chemiosintetici anaerobici che abitano lo stesso ecosistema forniscono un possibile modello di vita per gli oceani presenti su Europa.

La vita potrebbe esistere raggruppata attorno alle bocche idrotermali sul pavimento oceanico, o sotto di esso, dove si sa che sulla Terra abitano gli endoliti. In alternativa, la vita potrebbe esistere aggrappata alla superficie inferiore dello strato di ghiaccio che ricopre il satellite, come le alghe e i batteri nelle regioni polari della Terra, o addirittura galleggiando liberamente sulla superficie delloceano. Comunque, se i ghiacci di Europa fossero troppo freddi i processi biologici simili a quelli che conosciamo sulla Terra potrebbero non avere luogo. Non si conoscono infatti organismi che crescano al di sotto di -30 °C e gli oceani di Europa potrebbero avere una temperatura tra i -50 °C e i -60 °C; potrebbe quindi essere troppo freddo per lo sviluppo della vita. Analogamente, se i ghiacci fossero troppo salati, solo estremi alofili potrebbero sopravvivere in quellambiente. Anche un oceano acido, se presente, potrebbe costituire una limitazione alla vita.

È stato anche ipotizzato che in presenza di un significativo ricambio dello strato superiore dei ghiacci, sarebbe possibile trovare su Europa anche qualche esempio di macrofauna.

Unaltra possibilità risulta dalla scoperta, in Antartide, di microbi che possono rimanere in ibernazione per milioni di anni, aspettando di risvegliarsi in condizioni particolarmente favorevoli; un processo simile potrebbe valere anche per eventuali organismi presenti su Europa.



                                     

3.2. Possibile presenza di vita Le nuvole di solfuro

Nel 1999 la sonda Galileo permise lindividuazione di evidenti tracce di acido solforico su Europa. Lacido solforico è presente in natura, ma in quantità minore rispetto a quella riscontrata. È stato ipotizzato, quindi, che questo sia prodotto come scarto da colonie batteriche viventi sotto la superficie. Lipotesi è criticata comunque da altri scienziati che sostengono che lacido solforico possa provenire dal vicino satellite Io, che ne contiene in abbondanza, o da eruzioni vulcaniche nelle profondità marine di Europa, che possono aver portato acido solforico fino in superficie.

                                     

3.3. Possibile presenza di vita Le striature

Europa è uno degli oggetti più lisci di tutto il Sistema solare. Pertanto una caratteristica notevole consiste in una serie di striature scure che attraversano, incrociandosi tra di loro, lintero satellite. Le bande più larghe sono di circa 20 km con dei bordi leggermente scuri, striature regolari, e una banda centrale di materiale più chiaro. Un esame da vicino mostra che i bordi della crosta di Europa su ogni lato delle crepe si sono mossi rispetto agli altri. Lipotesi più probabile è che queste striature siano state prodotte dalleruzione di ghiaccio più caldo di quello superficiale, spaccando lo strato esterno e aprendolo, lasciando quindi esposti i più caldi strati sottostanti.

Alcuni scienziati hanno speculato sullipotesi che a dare colore a queste striature siano microorganismi sospesi nel ghiaccio di Europa. Per testare questa teoria il geologo planetario Brad Dalton ha comparato la firma infrarossa del ghiaccio di Europa con quello di alcuni microorganismi viventi presso delle bocche idrotermali del parco nazionale di Yellowstone scoprendo che risultano molto simili. In ogni caso, i microorganismi usati da Dalton erano alghe fotosintetiche, non simili perciò a quelli che si potrebbero trovare su Europa; lesperimento, inoltre, è stato fatto a temperatura ambiente, mentre su Europa si è a oltre 100 gradi sotto zero.

                                     

4. Condizioni estreme simili sulla Terra

Negli anni 2000 gli scienziati sono arrivati alla conclusione che sulla Terra, ovunque sia possibile trovare acqua allo stato liquido, sono presenti forme di vita. Condizioni estreme in temperatura, radiazione, pressione, essiccazione, salinità e pH sono tutte superate da forme di vita in presenza di acqua liquida. Anche se Europa è al di là di quella che viene comunemente considerata zona abitabile nel nostro sistema solare, la presenza di forme di vita in condizioni estreme sulla Terra fa aumentare la possibilità che sia possibile trovarne anche negli angusti ambienti di Europa.

Esempi di ambienti estremi sulla Terra sono il già citato Lago Vostok le sorgenti idrotermali del Golfo del Messico.

                                     

4.1. Condizioni estreme simili sulla Terra Lago Vostok

Il lago Vostok è probabilmente lambiente terrestre più simile a Europa. Situato nel continente antartico, è sepolto sotto 4 chilometri di ghiaccio da almeno 25 milioni di anni. Lo spessore del ghiaccio non permette alcun tipo di processo fotosintetico, il che fa di questambiente un modello ideale per determinare come una potenziale biosfera potrebbe sopravvivere negli oceani di Europa.

Lo studio del lago Vostok non è utile solamente per capire come la vita possa sopravvivere in laghi sotto i ghiacci, ma fornirà agli scienziati anche un luogo equivalente sulla Terra dove poter testare le tecnologie necessarie allinvio di sonde robotiche su Europa.

                                     

4.2. Condizioni estreme simili sulla Terra Golfo del Messico

È stato proposto su Europa un possibile ecosistema basato sulla chemiosintesi, che include processi di metanogenesi e riduzione di zolfo e ossido di ferro. Organismi eterotrofi potrebbero quindi sopravvivere grazie agli scarti di altri organismi chemiosintetici.

Un luogo sulla Terra dove sono presenti simili condizioni si trova sulla scarpata continentale del Golfo del Messico, dove colonie di batteri chemiosintetici sopravvivono tramite la riduzione di carbonio e metano, senza necessità di energia dal Sole. Se Europa ha ancora un interno geologicamente attivo gli squilibri termodinamici potrebbero fornire nutrienti ed energia per un ecosistema simile a quello del Golfo del Messico. Il problema principale risiede nelle sconosciute caratteristiche del presunto oceano sotto i ghiacci di Europa, che non permette di fare ulteriori paragoni.

                                     

5. Considerazioni

Nel settembre del 2009 lo scienziato planetario Richard Greenberg ha calcolato che i raggi cosmici che colpiscono la superficie di Europa convertono il ghiaccio in ossidanti, che potrebbero quindi essere assorbiti dalloceano fino a riempire le crepe. Attraverso questo processo, Greenberg ha calcolato che gli oceani di Europa potrebbero raggiungere una concentrazione di ossigeno maggiore di quelli della Terra in appena qualche milione di anni. Questo permetterebbe a Europa non solo di supportare semplice vita microbica anaerobica, ma potenzialmente grandi organismi aerobici come sono, ad esempio, i pesci. Nel 2006 Robert T. Pappalardo, un assistente professore nel Laboratory for Atmospheric and Space Physics LASP dellUniversity of Colorado, ha detto:

                                     

6. Proposte di esplorazione

Sono state fatte numerose proposte per future missioni su Europa. Gli scopi principali di queste missioni vanno dallo studio della composizione chimica di Europa alla ricerca di vita extraterrestre nel sottostrato oceanico. Qualsiasi missione, comunque, necessiterebbe di elevate protezioni contro gli alti livelli di radiazione mantenuti da Giove: Europa, infatti, riceve circa 540 rem di radiazione al giorno.

                                     

6.1. Proposte di esplorazione Proposte di sonde spaziali

I piani di invio di una sonda su Europa alla ricerca di acqua liquida e possibili forme di vita sono stati afflitti da false partenze e tagli ai budget.

                                     

6.2. Proposte di esplorazione Europa Jupiter System Mission

Proposta per il lancio nel 2020, lEuropa Jupiter System Mission EJSM è una proposta congiunta NASA/ESA per lesplorazione delle lune di Giove. Nel febbraio 2009 è stato annunciato che la priorità di questa missione ha superato quella della Titan Saturn System Mission. Il contributo dellESA, comunque, è ancora incerto; lo stanziamento dei fondi è infatti in competizione con altri progetti dellESA stessa. LEJSM consiste nel Jupiter Europa Orbiter JEO della NASA, il Jupiter Ganymede Orbiter JGO dellESA e forse di un Jupiter Magnetospheric Orbiter JMO della JAXA. Anche la Russia, inoltre, ha espresso il suo interesse nellinvio di un lander su Europa come parte della flotta internazionale.

                                     

6.3. Proposte di esplorazione Altre proposte

Alcune tra le idee più ambiziose che sono state proposte includono un impactor in combinazione con un impianto di perforazione termale per cercare tracce biologiche che potrebbero essere appena sotto la superficie. Unaltra proposta esamina la possibilità di utilizzare una sonda a fusione cryobot ad energia nucleare che sarebbe capace di sciogliere il ghiaccio fino a toccare loceano che dovrebbe trovarvisi al di sotto. Una volta raggiunta lacqua, il cryobot rilascerebbe un veicolo sottomarino autonomo hydrobot che dovrebbe raccogliere informazioni e reinviarle sulla Terra. Entrambe le sonde, prima di essere lanciate, dovrebbero essere sottoposte a una forma di sterilizzazione estrema, per prevenire la rilevazione di organismi terrestri ed evitare la contaminazione delloceano sotto la superficie. Queste missioni, comunque, non hanno ancora raggiunto una decisiva fase di programmazione.

                                     

7. Nella fantascienza

Europa è al centro di molte opere letterarie, videogiochi e film di fantascienza:

  • Nel videogioco Infantry, il sottosuolo di Europa ospita enormi metropoli.
  • Nel romanzo Lultimatum, di Greg Bear 1987, Europa viene completamente distrutto da alieni che ne utilizzano i resti ghiacciati per terraformare altri pianeti.
  • Anche nel libro 2061: Odissea tre Europa è al centro della narrazione. Viene provata, infatti, la presenza di vita anfibia tra i ghiacci della luna e viene scoperto, inoltre, che il Monte Zeus, alto quanto lEverest terrestre, non è che un gigantesco diamante precipitato su Europa in seguito allesplosione del nucleo di Giove.
  • Europa gioca un ruolo fondamentale del libro e nellomonimo film 2010: Odissea due, di Arthur C. Clarke, e nel prosieguo della saga. Il pianeta ospita forme di vita primitive che ne popolano gli abissi oceanici; alieni ultra-avanzati trasformano Giove in una piccola stella per accelerarne levoluzione.
  • Nel Film 2010 lanno del contatto di Peter Hyams tratto dal romanzo di Arthur C. Clarke.
  • Creature provenienti da Europa sono protagoniste del romanzo di fantascienza Ilium, di Dan Simmons 2003.
  • Nel film Europa Report di Sebastiàn Cordero del 2013, un equipaggio viene mandato in missione su Europa.
  • Nel romanzo di fantascienza La matrice spezzata, di Bruce Sterling 1985, Europa è abitata da esseri oltreumani geneticamente modificati.

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