L’esplorazione del Sistema Solare esterno ha a lungo identificato in Europa, una delle principali lune di Giove, uno degli obiettivi più promettenti per la ricerca di vita oltre la Terra. La convinzione scientifica prevalente si basa sulla presenza di un vasto oceano di acqua liquida celato sotto una spessa crosta ghiacciata, un ambiente che si ipotizza possa ospitare habitat chemioautotrofici. Su pianeti come il nostro, la vitalità di tali ecosistemi profondi è strettamente legata all’attività tettonica: il continuo movimento delle placche e il conseguente frazionamento delle rocce espongono materiale fresco all’acqua marina, innescando reazioni redox che rilasciano metaboliti essenziali per la vita. Tuttavia, un recente e approfondito studio di modellazione geofisica pubblicato sulla rivista Nature Communications sfida l’idea che processi simili siano attualmente in corso nelle profondità del satellite gioviano.
La ricerca, condotta da un team guidato da Paul K. Byrne, ha analizzato con precisione lo stato di stress del fondale roccioso di Europa per determinare se le forze fisiche oggi presenti siano sufficienti a causare fratturazioni o scivolamenti lungo faglie preesistenti. Gli scienziati hanno preso in esame diverse potenziali fonti di sollecitazione meccanica, tra cui le potenti forze di marea sollevate dalla gravità di Giove, la contrazione globale causata dal raffreddamento secolare dell’interno della luna, la convezione del mantello silicatico e i cambiamenti volumetrici indotti dalla serpentinizzazione, ovvero l’alterazione chimica delle rocce a contatto con l’acqua. Nonostante l’approccio dei ricercatori sia stato volutamente conservativo, ipotizzando un fondale roccioso meccanicamente debole e già fratturato, i risultati indicano che nessuna di queste forze è attualmente in grado di superare la resistenza frizionale della roccia.
Per contestualizzare queste conclusioni, il team di ricerca ha confrontato i modelli di Europa con i dati noti della Terra e della luna di Saturno, Encelado. Mentre sulla Terra la tettonica delle placche è alimentata da vigorosi moti convettivi del mantello che superano ampiamente la forza della litosfera, su Europa la situazione appare drasticamente diversa. Lo stress generato dalla convezione del mantello nel satellite di Giove risulta essere di almeno due ordini di grandezza inferiore alla forza minima necessaria per innescare un cedimento strutturale. Anche lo stress derivante dalle maree diurne, che pure è fondamentale per riscaldare e deformare il guscio di ghiaccio esterno, contribuisce solo per circa il 3% alla forza necessaria per attivare fratture nel sottostante fondale roccioso.
Questa apparente immobilità geologica ha profonde implicazioni per la chimica dell’oceano sotterraneo e, di conseguenza, per la sua abitabilità. In assenza di una tettonica attiva che rigeneri continuamente le superfici rocciose, le interazioni acqua-roccia oggi sono probabilmente limitate ai soli primi cento metri del fondale. Una volta raggiunto l’equilibrio chimico tra l’acqua dell’oceano e lo strato superficiale di roccia, la disponibilità di energia chimica per sostenere forme di vita potrebbe ridursi drasticamente. Senza nuovi fratturamenti che permettano all’acqua di penetrare in profondità verso rocce non ancora alterate, il sistema oceanico di Europa rischierebbe di diventare chimicamente inerte nel corso del tempo geologico.
Le nuove sfide per trovare la vita extraterrestre
Tuttavia, la ricerca non esclude completamente la possibilità di ambienti abitabili, ma suggerisce che questi debbano dipendere da meccanismi differenti dalla tettonica. Gli autori ipotizzano che la porosità del fondale possa essere mantenuta da processi di microfratturazione indotti dall’anisotropia dell’espansione termica dei grani minerali, o che la vita possa essere sostenuta dalla radiolisi, ovvero la produzione di idrogeno e altri composti guidata dal decadimento di elementi radioattivi come uranio, torio e potassio. Inoltre, sistemi di circolazione idrotermale massicci, simili a quelli presenti sui fianchi delle dorsali oceaniche terrestri, potrebbero comunque operare attraverso zone ad alta permeabilità, facilitando il flusso di fluidi anche senza una sismicità attiva.
Il futuro della nostra comprensione di questo mondo alieno è ora affidato alle prossime missioni spaziali, in particolare alla sonda Europa Clipper della NASA. Questa missione avrà il compito di misurare le abbondanze composizionali di eventuali pennacchi di vapore e di fornire dati senza precedenti sulla struttura interna della luna, inclusa la profondità dell’interfaccia roccia-acqua e la distribuzione del calore mareale. Solo attraverso l’osservazione diretta e, eventualmente, l’accesso futuro all’oceano stesso, sarà possibile confermare se il fondale di Europa sia davvero un deserto geologico o se nasconda dinamiche ancora ignote che permettono alla vita di prosperare nel buio perenne dell’abisso gioviano.
In attesa di tali conferme, lo studio di Byrne e colleghi sposta il focus della ricerca astrobiologica, invitando la comunità scientifica a esplorare modelli di abitabilità che non richiedano necessariamente una geologia dinamica come quella terrestre. Europa rimane uno dei bersagli principali per la scienza planetaria, ma la sua immagine sta mutando da quella di un mondo geologicamente turbolento a quella di un satellite il cui oceano potrebbe dover fare affidamento su fonti di energia più sottili e silenziose per mantenere il proprio potenziale biologico.
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