Quanta acqua è necessaria per la vita su altri mondi?

Quanta acqua è necessaria per la vita su altri mondi?

Pensavamo alla Terra come a un mondo acquatico. Il nostro pianeta è coperto per il 70% da oceani, quindi dallo spazio sembra una palla blu con strisce bianche di nuvole e piccoli pezzi di terra. Ma in realtà, la profondità dei nostri oceani è trascurabile rispetto al raggio della Terra. Con la massa, l'acqua è solo venticinquemilionesimo della percentuale della massa del pianeta. Gli astronomi moderni sarebbero in grado di determinare se c'è acqua sulla Terra se guardassero il sistema solare da qualche parte con Alpha Centauri?

Ora gli scienziati traggono conclusioni sulle masse di esopianeti, osservando quanto fortemente il pianeta "oscilli" la sua stella per interazione gravitazionale. E la conclusione sulla dimensione dell'esopianeta è data da quanto fortemente blocca la luce, passando tra la stella e il telescopio. Quindi la massa viene divisa per il volume e si ottiene una densità approssimativa dell'esopianeta, dalla quale è possibile avere un'idea della distribuzione di gas, liquidi e solidi nella sua massa. Tali metodi, purtroppo, non consentono di fissare il volume di acqua che si trova sulla Terra! Cioè, sul nostro pianeta, l'acqua è troppo bassa in modo che quando guardiamo l'oggetto da un'altra stella, possiamo mettere in relazione la Terra con il mondo, dove puoi fare una nuotata o bagnarti sotto la pioggia ...

La scienza moderna permette di concludere che vi è acqua sull'esopianeta solo se l'acqua è almeno il 10% della sua massa. E il 10% è quattrocento volte più di quello che è sulla Terra ora! Questo è un oceano gigante che coprirà completamente l'intera superficie terrestre. Sembrerebbe che più acqua - il migliore per l'emergere della vita. Non stupisce il motto degli astronomi che si sono dedicati alla ricerca della vita extraterrestre, è sempre stata la frase "Cerca l'acqua!". La vita, a noi nota, è impossibile senza acqua, poiché è proprio il solvente delle sostanze che riempiono le cellule viventi. L'acqua è la base chimica dei processi energetici che chiamiamo vita. La sua unicità in questo caso sta nel fatto che rimane liquido in una gamma molto ampia di temperature. Quindi, a prima vista, la domanda se ci sia una possibilità per l'emergere della vita in un mondo in cui c'è molta più acqua della nostra, a prima vista sembra paradossale.

Quanta acqua è necessaria per la vita su altri mondi?

Ma proviamo a capirlo. Scienziati dell'Università dell'Arizona hanno condotto un esperimento virtuale costruendo un modello di processi chimici su un esopianeta identico alla Terra. L'unica differenza dal nostro mondo era un eccesso di acqua: gli scienziati hanno aumentato il volume degli oceani più di 5 volte. In questo caso, non c'era terra sulla superficie del pianeta, e il processo di alterazione e lisciviazione delle rocce era completamente scomparso. Ciò ha portato al fatto che il contenuto di acqua del fosforo è diminuito in modo critico - un elemento indispensabile per la vita terrena. E senza il contenuto di fosforo richiesto, né la molecola di ATP (Adenosine Triphosphoric Acid) responsabile dell'energia della vita, né le molecole di RNA e DNA possono esistere. Un mondo completamente coperto dall'oceano potrebbe non essere completamente senza vita, ma la vita lì sarà sicuramente molto diversa dalla vita di mare. Molto probabilmente, la vita in tali condizioni sarebbe molto meno densa e sarebbe molto più difficile trovarla da un altro sistema stellare. L'enorme pressione dell'acqua sul fondo può creare forme di ghiaccio superdense, come ice-6 e ice-7 (questa è una specie di ghiaccio d'acqua). Un tale guscio di ghiaccio porterebbe all'isolamento dell'acqua dalle rocce dure, il che renderebbe ancora più problematico il processo di evoluzione chimica. Pertanto, sulla questione dell'emergenza e della prosperità della vita, "più acqua" non significa "migliore". Forse questi pianeti sono esotici e i problemi descritti non sono statisticamente significativi per l'origine della vita? Si scopre che gli scienziati sono inclini a credere che potrebbero esserci anche mondi acquatici più simili nell'Universo rispetto a pianeti pietrosi come la nostra Terra o Marte.

La pietra e l'acqua sono equamente distribuite nel sistema solare: questa è la parte principale della fascia degli asteroidi (tra Marte e Giove) e la fascia di Kuiper (oltre l'orbita di Nettuno). Nel sistema più conosciuto, dopo il sistema Solar-Trappist-1, tutti e 7 gli esopianeti hanno molto più acqua rispetto alla Terra. Secondo gli astrofisici, gli oggetti più vicini alla stella consistono in circa il 10% di ghiaccio e acqua liquida. Pianeti extrasolari esterni Trappist-1 - da ghiaccio circa il 50%. Sembra che tutti questi mondi siano completamente ricoperti di acqua e ghiaccio e con un alto grado di probabilità sono sterili.

Sfortunatamente, si scopre che tutti gli esopianeti, sui quali i moderni scienziati rilevano l'acqua, sono probabilmente senza vita. Ma se il telescopio Hubble non consente di rilevare mondi simili alla Terra in termini di volumi d'acqua, forse questo può essere fatto dal telescopio di James Webb? Questo miracolo della tecnologia sarà lanciato in orbita nel 2020 e sarà in grado di analizzare l'atmosfera dei giganti esopianeti. Tuttavia, molto probabilmente non darà una risposta a questa domanda. La tecnica che permetterebbe di trovare acqua sul gemello della Terra a partire dalla distanza interstellare si sta solo sviluppando e apparirà in orbita intorno alla metà del XXI secolo.

Quanta acqua è necessaria per la vita su altri mondi?

Ma forse non dovremmo cercare la vita nei mondi acquatici finora? Dopotutto, letteralmente dalla nostra parte, in circa mezzo miliardo di chilometri, c'è un enorme oceano di acqua salata. Stiamo parlando di Europa - il satellite di Giove, sotto il cui ghiaccio si trova una colonna d'acqua di 100 chilometri. La fornitura di acqua in Europa è due volte o anche tre volte l'oceano terrestre. Questa scoperta, fatta dall'apparato Galileo, non fu l'unica scoperta dell'acqua dai pianeti giganti del sistema solare. Nel 2005 La sonda di Cassini registrò i geyser che colpivano da sotto il ghiaccio del satellite di Saturno Encelado. E dopo 10 anni, questo apparecchio ha volato anche attraverso un tale getto, prelevando campioni e trovandovi oltre acqua, azoto, anidride carbonica, idrogeno, metano e ammoniaca. Una tale composizione di emissioni suggerisce che nelle profondità di Encelado l'attività idrotermale è bollente con potenza e acqua principale, sotto l'influenza di alte temperature, interagisce con rocce solide e si decompone in idrogeno e ossigeno. L'idrogeno per i piccoli corpi è un marker dell'attività chimica - è l'elemento più leggero della tavola periodica e senza formazione costante scompare rapidamente nello spazio senza lasciare traccia. Significa che da qualche parte all'interno di Encelado esiste un processo costante di formazione dell'idrogeno, quindi esiste un'energia del tipo che consente ai microrganismi preistorici di esistere sulla Terra.

Archaea - organismi unicellulari che non hanno un nucleo, usano come energia organica, ammoniaca e idrogeno. Alcuni archeo emettono metano, che per gli scienziati è uno dei possibili indicatori della vita sui pianeti. Tali microrganismi, metanogeni, esistono sulla Terra in assenza di luce solare, in condizioni estreme che non sono migliori di quelle cosmiche. Se i metanogeni sulla Terra sono incorporati nell'ecosistema delle più strane creature della nostra Natura - vermi tubolari, perché non coesistere con organismi alieni di Encelado o dell'Europa? Sul nostro pianeta ci sono luoghi meravigliosi dove la vita esiste a una temperatura di 500 gradi e ad una pressione di 200 atmosfere. Inoltre, gli ecosistemi dei "fumatori neri" esistono senza la luce solare - la principale fonte di energia per la vita sul nostro pianeta. Tali condizioni sono simili a quelle che possono esistere sotto il ghiaccio delle lune di Saturno e Giove. Tuttavia, gli scienziati sono molto cauti riguardo alla possibilità dell'esistenza di forme di vita complesse in questi mondi acquatici. Persino l'appassionato di ricerca per la vita extraterrestre, Seth Shostak, direttore del centro di ricerca SETI, afferma che per le forme di vita multicellulari, l'energia sotto i ghiacci dell'Europa e di Encelado probabilmente non è sufficiente. La vita avrebbe potuto svilupparsi lì per più di 4 miliardi di anni, ma è improbabile che ci incontreremo mai un tonno o altre creature la cui vita richiede tanto cibo quanto i pesci del pianeta Terra. Ma anche la scoperta di batteri sarebbe una svolta per la scienza terrena. Ma sembra che l'astronomia da sola non sia sufficiente per rispondere alla domanda se ci siano batteri sui satelliti dei pianeti giganti. L'unica via d'uscita è volare su Giove e Saturno e capire subito. Sembra che la risposta inequivocabile alla domanda sull'esistenza della vita su altri pianeti e satelliti del sistema solare e sugli ex-pianeti, ci arriverà solo entro la metà del XXI secolo.

Quanta acqua è necessaria per la vita su altri mondi?

Quindi cosa possiamo dire con certezza oggi? La scoperta di enormi quantità di acqua nel sistema solare al di fuori della Terra ha cambiato in modo significativo il paradigma del pensiero degli exo-biologi. Prima delle missioni su Giove e Saturno, gli scienziati presumevano che tutti i satelliti fossero simili alla Luna e al Phobos: rocce, polvere e deserto secco. L'acqua liquida in volumi che superano l'oceano terrestre è un regalo per gli appassionati che cercano la vita extraterrestre. Se abbiamo così tanta acqua al nostro fianco, allora non dovrebbe essere meno in altri sistemi stellari. Grazie alle scoperte che hanno fatto il telescopio Hubble, sappiamo che una stella senza pianeti è un fenomeno raro. Quasi tutti hanno il loro sistema planetario. Il primo elemento nell'universo è l'idrogeno, il terzo più comune è l'ossigeno. È logico che la loro unione, l'acqua, dovrebbe essere ampiamente rappresentata in ogni galassia. In effetti, gli astronomi ora stanno trovando acqua non solo sui pianeti, ma anche nelle nubi interstellari e nei dischi protoplanetari. L'acqua nello spazio abbondano. Pertanto, quando osserviamo il cielo notturno, si può affermare che quasi ogni stella ha il suo mondo acquatico.

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