Possibilità di vita elementare su Titano?

Titano è stato per molti anni un grande enigma, fino all’arrivo della sonda Cassini e della piccola capsula Huygens, che nei primi giorni del 2005 si è addirittura posata sulla superficie, penetrando la spessa e opaca atmosfera della luna di Saturno

Unico satellite naturale a possedere un’atmosfera stabile, addirittura più densa di quella terrestre, Titano è stato per molti anni un grande enigma, fino all’arrivo della sonda Cassini e della piccola capsula Huygens, che nei primi giorni del 2005 si è addirittura posata sulla superficie, penetrando la spessa e opaca atmosfera. Qui si sono scoperti grandi laghi di idrocarburi liquidi (metano ed etano), una possente circolazione atmosferica, addirittura grandi sistemi nuvolosi capaci di scaricare al suolo ingenti quantità di metano liquido. Titano, quindi, è il corpo celeste che insieme alla Terra possiede un ciclo stabile di precipitazioni.

Metano al posto dell’acqua

Sul nostro pianeta l’ingrediente è l’acqua, su questa remota luna, a un miliardo e mezzo di chilometri dal Sole, il nostro amato liquido trasparente non può che esistere in forma ghiacciata, ma metano ed etano si trovano invece nell’ambiente adatto per prenderne il posto. L’atmosfera del satellite è priva di ossigeno ma contiene grandi quantità di azoto, proprio come quella della Terra primordiale antecedente lo sviluppo della vita complessa.

Tutti gli astrobiologi sono concordi nel rivedere in Titano un ambiente che, temperature a parte, potrebbe essere molto simile a quello del nostro pianeta di qualche miliardo di anni fa. In un perfetto parallelismo tra l’acqua della Terra e il metano di Titano, alcuni ricercatori hanno ipotizzato che vita primitiva potrebbe prosperare nei laghi e nei mari del satellite. In effetti la logica sembra essere dalla nostra parte: se sulla Terra la vita ha scelto l’acqua perché abbondante, e poiché era ovunque si è potuta espandere in ogni parte del pianeta, cosa impedisce che forme di vita non abbiano trovato il modo di utilizzare gli idrocarburi di Titano, sparsi dappertutto?

Primitive forme di vita a base di metano?

La superficie di Titano potrebbe essere adatta a forme di vita elementari per noi sconosciute, che riescono a riprodursi e prosperare anche a 180°C sotto lo zero e utilizzano gli idrocarburi al posto dell’acqua. Fantascienza? Forse no. Alcuni studi dimostrano che metano ed etano liquidi possono svolgere un lavoro migliore dell’acqua nell’aggregare i mattoni della vita. Purtroppo, una spedizione sulla superficie che con un piccolo laboratorio biologico possa analizzare il terreno, in modo simile a quanto fatto dalle Viking su Marte, e capire (speriamo meglio!) cosa stia succedendo è ancora lungi da venire.

In assenza di tutto questo, non siamo stati con le mani in mano e forse abbiamo scoperto qualcosa di molto interessante. Nell’atmosfera di Titano non esiste ossigeno (meglio così!), né anidride carbonica, e questo potrebbe sembrare un problema: da quale gas ricaverebbero l’energia eventuali esseri viventi? La sonda Cassini ha rilevato idrogeno molecolare, un gas che rappresenta un ottimo immagazzinatore di energia. Su Titano gli organismi potrebbero usare l’idrogeno per garantirsi un’esistenza felice, un po’ come cerchiamo di fare noi nella speranza di avere energia pulita per le nostre automobili.

I batteri metanogeni

Esistono o possono esistere microbi di questo tipo? La risposta è affermativa e viene ancora una volta dall’ambiente a noi più vicino: la Terra. Il nostro pianeta ospita una classe di batteri chiamata metanogeni, organismi semplici che vivono in totale assenza di ossigeno e utilizzano l’idrogeno molecolare prodotto dalle fermentazioni di altri batteri, protozoi o funghi, come fonte di energia per la loro sopravvivenza. Al momento si conoscono oltre 50 specie di batteri metanogeni che vivono in luoghi particolari come i fondali fangosi e melmosi delle paludi, ambienti perfetti per un isolamento da un’atmosfera che per loro sarebbe velenosa come quella di Titano per noi. I nostri metanogeni sono ancora a base acquosa (non potrebbe essere altrimenti), ma almeno sappiamo che sul satellite di Saturno il cibo non scarseggia!

Se sulla Terra microbi di questo tipo sopravvivono nonostante un ambiente ostile, su Titano, invece, potrebbero prosperare senza particolari difficoltà, data l’abbondanza di elementi favorevoli al loro sviluppo. I batteri di Titano sarebbero comunque molto diversi rispetto ai nostri metanogeni, sia per le condizioni di temperatura in cui si dovrebbero trovare che per l’ambiente. Ed ecco quindi che stiamo imparando a comprendere come possono essere organizzate eventuali forme di vita diverse da quelle terrestri, ma non così tanto da non poterle riconoscere.

Sarebbe tutto bello e interessante, magari ancora di più se avessimo almeno qualche indizio di quello che stiamo dicendo. Con la logica, la chimica e la matematica si possono costruire universi funzionanti e forme di vita di ogni genere, ma poi dobbiamo capire se questo è un mero esercizio teorico o qualcosa corrispondente alla realtà. Come sappiamo, qualsiasi processo biologico ha bisogno di energia e nel processo di sostentamento e riproduzione emette dei prodotti di scarto. In parole ancora più chiare: qualsiasi essere vivente modifica l’ambiente circostante. Sulla Terra gli organismi che utilizzano ossigeno hanno come prodotti di scarto l’anidride carbonica e l’acqua. Su Titano, eventuali organismi che utilizzano l’idrogeno potrebbero produrre come prodotti di scarto proprio il metano. La reazione che porta alla formazione di questo idrocarburo a partire da carbonio e idrogeno genera una quantità di energia sufficiente per i processi biologici.

Speciali batteri metanogeni su Titano?

Il primo indizio, allora, è proprio la presenza di notevoli quantità di metano su Titano. Ma quali molecole possono produrre metano utilizzando come carburante l’idrogeno dell’atmosfera? Poche righe addietro è stato usato il termine organico, ma di certo non tutti i composti a base di carbonio possono produrre questa reazione e fornire energia. Per scoprirlo dobbiamo ancora dare un’occhiata ai batteri metanogeni terrestri; probabilmente senza conoscerli non saremmo arrivati a una risposta convincente dal punto di vista scientifico.

Le sostanze più indicate sono l’etano e soprattutto l’acetilene; quest’ultimo è stato identificato in quantità piuttosto basse. Anche l’idrogeno, in prossimità della superficie, subisce una riduzione inspiegabile. Che eventuali microrganismi utilizzino questi composti per sopravvivere, spiegando la loro relativa rarità? Un altro indizio deriva dall’inspiegabile presenza di laghi di metano liquido nelle regioni tropicali: secondo le semplici leggi della termodinamica dovrebbero evaporare in poche migliaia di anni. Com’è possibile spiegare la presenza di metano liquido in luoghi che non dovrebbero contenerne? La risposta più semplice è che qualcosa continui a produrre metano con un ritmo molto simile alla quantità che evapora. E questo misterioso processo potrebbe essere dovuto proprio all’attività biologica.

Questa sarebbe la pistola fumante, se non fosse che solo una piccola percentuale delle regioni tropicali ed equatoriali di Titano è stata mappata dalla sonda Cassini. I laghi di metano al momento sembrano essere pochi e isolati gli uni dagli altri e questo non ce lo si aspetterebbe da una superficie biologicamente attiva. Resta quindi viva un’altra ipotesi, meno affascinante: e se questi non fossero che oasi rifornite da falde sotterranee provenienti da altre regioni del satellite, proprio come le oasi che si incontrano nei nostri deserti? Non si escluderebbe di certo la possibilità di forme di vita, ma questa non sarebbe più una prova a favore della loro esistenza. Se riuscissimo a scoprire cambiamenti stagionali o giornalieri nella composizione chimica dello strato atmosferico superficiale o nella superficie stessa, saremmo quasi certi che tutte queste speculazioni sono qualcosa di molto vicino alla realtà dei fatti.

Un oceano di acqua liquida sotto la crosta

Il grande satellite di Saturno è ancora più interessante perché al suo interno, qualche decina di chilometri sotto la crosta ghiacciata, sembra ospitare un immenso oceano profondo forse un centinaio di chilometri, simile a quello di Europa. Potremmo trovare forme di vita? La risposta potrebbe arrivare dall’analisi di vulcani particolari, chiamati criovulcani. A causa delle basse temperature, i vulcani a queste distanze non eruttano solo magma incandescente, ma acqua liquida che poi depositatasi sulla superficie impiega qualche giorno per solidificare, proprio come la nostra lava.

I criovulcani potrebbero quindi rappresentare la nostra speranza di studiare l’ambiente diversi chilometri al di sotto della crosta superficiale, senza scavare neanche un centimetro. Il problema è capire se quelli di Titano siano ancora attivi o meno, e nel primo caso avere la fortuna di trovare tracce recenti di qualche eruzione d’acqua da poter studiare. I criovulcani sembrano essere frequenti tra i corpi esterni del Sistema Solare. La sonda New Horizons ne ha scoperti su Plutone durante il sorvolo ravvicinato del 2015. La sonda Dawn ne ha individuato almeno uno giovane persino sul pianeta nano Cerere. Se i complessi meccanismi in atto su Titano venissero confermati, si verificherebbe allora una condizione in qualche modo opposta alla Terra: i metanogeni avrebbero il controllo della superficie ricca di idrocarburi liquidi, mentre forme di vita simili ai nostri batteri anaerobici ed estremofili potrebbero trovarsi nascoste nelle profondità del grande oceano d’acqua.

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Articolo di Daniele Gasparri