La presenza di sorgenti idrotermali è un fattore di vitale (è proprio il caso di dirlo!) importanza in quanto questa peculiarità geofisica stata fondamentale sulla Terra per dare origine alla sintesi delle molecole organiche (presenti all’interno dei pennacchi prodotti dai geyser). Infatti, nelle eruzioni gassose sono state trovate tracce di metano (CH4), diossido di carbonio (CO2), ammoniaca (NH3) ed etene (C2H4) oltre che azoto molecolare (N2), e monossido di carbonio (CO).
Gli sbuffi di vapore provenienti dalle zone sotto la superficie del satellite Encelado contribuiscono inoltre al mantenimento di una atmosfera relativamente costante attorno al satellite che verrebbe altrimenti perduta a causa della sua esigua forza di gravità. La molecola di N2 è vitale per la composizione degli amminoacidi, le base della vita. Inoltre l’azoto molecolare è la base dell’azoto fissazione, processo anaerobico di produzione di energia degli organismi semplici. Questo produce ammoniaca NH3, che assieme al metano è un’importante biosignature. La presenza di una atmosfera è un altro ingrediente che permetterebbe alla vita si svilupparsi.
Recentemente, Christopher Glein del Carnegie Institution of Washington è riuscito a misurare il pH delle sorgenti idrotermali che è risultato essere compreso fra 11 e 12. Tale valore sarebbe indicativo di un’acqua altamente alcalina, con presenza di cloruro di sodio (NaCl) e soda (Na2CO3). L’alcalinazione dell’acqua è dovuta alla serpentinizzazione, ovvero la trasformazione delle rocce ad alto contenuto di magnesio e ferro in altri minerali come, appunto, il serpentino.
I laghi alcalini si trovano anche sulla Terra. Ne sono un esempio il lago Mono in California o il lago Magadi in Kenya. Un fenomeno collaterale del metamorfismo delle rocce (che genera la serpentinizzazione) è la produzione di idrogeno molecolare (H2). Tale elemento fornirebbe una ulteriore fonte di energia chimica per supportare la vita, anche in zone laddove non arriva la radiazione solare. Date le condizioni del pianeta (temperature comprese fra 0 e oltre 90 °C, pressioni fra 40 e 100 bar, pH fra 8.5 e 12, e salinità paragonabile a quella degli oceani terrestri), come per Europa, si potrebbe ipotizzare di trovare forme microbiche molto semplici, oppure – salendo con la scala evolutiva – organismi batterici alofili. Questi ultimi hanno la capacità di resistere in ambienti estremamente ricchi di sali ed in ambienti con pH molto elevati.
In un recente esperimento condotto da Simon Rittman sono state ricreate in laboratorio le condizioni dell’oceano di Encelado e al suo interno sono state introdotte colture di Methanothermococcus okinawensis, un batterio metanogeno e idrogenotrofo dei fondali oceanici del Giappone. La caratteristica di questo organismo è quella di proliferare in condizione di alte pressioni e temperature, metabolizzando CO2 e H2 (idrogenotrofi), presenti su Encelado, e producendo metano (CH4) (metanogeno) secondo la reazione: H2+CO2 -> CH4+H2O
Gli sfiati idrotermali presenti su Encelado sono l’ambiente ideale per la proliferazione di questi organismi.
La presenza di composti lipidici, di idrocarburi isoprenoidi e di alte concentrazioni di Nickel (e dei suoi isotopi stabili) sono una delle firme della presenza di organismi metanogeni.
Se c’è vita su Encelado, è probabile che alcuni organismi possano essere risucchiati dall’innalzamento delle acque dell’oceano e sparati in atmosfera dai geyser. Ad una certa altezza, l’acqua si raffredda rapidamente e forma delle zone ghiacciate. Potrebbe quindi succedere che, effettivamente, nel processo di discesa, nevichino organismi microbici su Encelado.
L’oceano di Encelado potrebbe anche nascondere un altro ingrediente fondamentale della vita: il fosforo. Dai dati della sonda Cassini-Huygens, infatti, è stato possibile stimare come si forma e quanto di questo fosforo, sotto varie forme, è presente all’interno delle acque di una delle lune più famose del sistema solare. Il risultato è che il fosforo si troverebbe in concentrazioni simili o anche maggiori rispetto a quelle degli oceani terrestri.
Ovviamente, come sempre, la presenta di molecole life-friendly non significa automaticamente che ci sia la vita. La checklist dell’abitabilità non si ferma al fosforo. La vita ha bisogno di molti ingredienti per formarsi e poi prosperare: acqua liquida, ma anche elementi come carbonio, idrogeno, azoto e zolfo, che, insieme al fosforo, formano composti organici. La vita ha anche bisogno di un gruppo di elementi chiamati metalli di transizione che includono elementi come rame, ferro, manganese e nichel, e sono un ingrediente importante negli enzimi, che danno il via alle reazioni chimiche che fanno funzionare la vita.
Però è vero che il fosforo e i suoi composti sono direttamente coinvolti nei processi fondamentali di tutte le forme di vita conosciute. Le molecole che contengono fosforo, ad esempio, si fanno parte del Dna, dell’Rna e anche dell’Atp, quella molecola che fornisce energia in moltissime reazioni metaboliche.
Sulla Terra, negli oceani, il realtà il processo metabolico degli organismi fotosintetici necessita di azoto nella forma di nitrati di ioni ammonio ma non riesce a utilizzare direttamente l’azoto molecolare N2.
Per questo vengono in aiuto i cianobatteri diazotrofi, chiamati dai pescatori anche “sabbia dei mari”, che proliferano, appunto, in presenza di ortofosfati .
Questi organismi fissano l’azoto, trasformandolo appunto da N2 in ioni ammonio e nitrato e rendendolo utilizzabile dal fitoplancton, attraverso un enzima detto nitrogenasi, che ha al suo interno degli agglomerati di ferro-zolfo. E proprio, l’ortofosfato si dovrebbe, secondo i modelli, trovare in abbondanza su Encelado.
Se dunque ci fosse vita nell’oceano di Encelado, la sua attività potrebbe incrementare la biodisponibilità del fosforo. Questo perché molti organismi non solo sono in grado di sintetizzare fosforo organico e aumentare la sua concentrazione nell’acqua, ma anche riciclarlo all’interno della colonna oceanica. Le attività collegate alla vita possono inoltre facilitare il processo di raggiungimento dell’equilibrio termodinamico tra acqua e minerali. Quindi? Non resta che andare su Encelado e toccare con mano (robotica) la verità.
