Metano nei pennacchi di Encelado, il mistero si infittisce

Nell’oceano di Encelado, sotto il guscio congelato c’è un processo di produzione di metano da meccanismi sconosciuti. Questo è ciò che uno studio dell’Università dell’Arizona e dell’Università di Paris Sciences & Lettres, pubblicato su Astronomia della natura.

Pennacchi d’acqua giganti, emessi dalla superficie di Encelado, hanno a lungo affascinato scienziati e pubblico, ispirando ricerche e speculazioni sul vasto oceano che sarebbe stretto tra il nucleo roccioso della luna e il suo guscio ghiacciato. Volando sopra i pennacchi e campionando la loro composizione chimica, il Sonda Nasa-Esa-Asi Cassini, ha trovato una concentrazione relativamente alta di alcune molecole associate alle bocche idrotermali sul fondo degli oceani della Terra, in particolare diidrogeno, metano e diossido di carbonio. La quantità di metano trovata nei pennacchi è stata particolarmente inaspettata. I ricercatori hanno costruito modelli matematici per calcolare come I diverso processo, compreso metanogenesi biologica, potrebbe spiegare i dati di Cassini.

Nello specifico, hanno applicato nuovi modelli matematici che combinano la geochimica e l’ecologia microbica per analizzare i dati dei pennacchi e modellare possibili processi che spiegherebbero meglio le osservazioni. Secondo lo studio, i dati di Cassini sono coerenti sia con l’attività microbica delle bocche idrotermali sia con processi che non coinvolgono forme di vita, ma sono diversi da quelli conosciuti sulla Terra.

Sulla Terra, l’attività idrotermale si verifica quando l’acqua di mare fredda penetra nel fondo dell’oceano, scorre attraverso la roccia sottostante e passa vicino a una fonte di calore come una camera magmatica, prima di ricadere nell’acqua attraverso le bocche idrotermali. Sul nostro pianeta, il metano può essere prodotto dall’attività idrotermale, ma a un ritmo lento. La maggior parte della produzione proviene da microrganismi che sfruttano lo squilibrio chimico dell’idrogeno prodotto idrotermicamente come fonte di energia e producono metano dall’anidride carbonica in un processo chiamato metanogenesi.

Il team ha esaminato la composizione del pennacchio di Encelado come il risultato finale di diversi processi chimici e fisici che si verificano all’interno della luna. In primo luogo, i ricercatori hanno valutato quale produzione idrotermale di diidrogeno corrisponderebbe meglio alle osservazioni di Cassini e se questa produzione potrebbe fornire abbastanza “cibo” per sostenere una popolazione di. metanogeni idrogenotrofi simile alla Terra. Per dimostrarlo, hanno sviluppato un modello delle dinamiche di popolazione di un ipotetico metanogeno idrogenotrofico, la cui nicchia termica ed energetica è stata modellata su ceppi noti della Terra.

Gli autori dello studio hanno testato il modello per vedere se un certo insieme di condizioni chimiche, come la concentrazione di idrogeno nel fluido idrotermale e la temperatura, avrebbe fornito un ambiente per la crescita di questi microbi. Hanno anche esaminato quale effetto avrebbe un’ipotetica popolazione di microbi sul suo ambiente, ad esempio sui tassi di perdita di idrogeno e metano nel pennacchio.

“In sintesi – afferma Regis Ferriere, autore dello studio – non solo possiamo valutare se le osservazioni di Cassini sono compatibili con un ambiente abitabile per la vita, ma potremmo anche fare previsioni quantitative sulle osservazioni attese, qualora la metanogenesi dovesse effettivamente avvenire. dal mare di Encelado”.

I risultati suggeriscono che anche la stima più alta possibile della produzione abiotica di metano, basata sulla chimica idrotermale nota, è lungi dall’essere sufficiente per spiegare la concentrazione di metano misurata nei pennacchi. L’aggiunta della metanogenesi biologica al mix, tuttavia, potrebbe produrre abbastanza metano da corrispondere alle osservazioni di Cassini. I ricercatori sperano che lo studio fornisca indicazioni per la ricerca per comprendere meglio le osservazioni di Cassini e incoraggiare il chiarimento dei processi abiotici che potrebbero produrre abbastanza metano per spiegare i dati.

Ad esempio, il metano potrebbe derivare dalla degradazione chimica della materia organica primordiale che potrebbe essere presente nel nucleo di Encelado e che potrebbe essere parzialmente trasformata in diidrogeno, metano e anidride carbonica dal processo idrotermale. Questa ipotesi sarebbe molto plausibile se si scoprisse che Encelado si è formato dalla crescita di un materiale ricco di sostanze organiche fornito da si impegna.