Particelle di silice provenienti dal fondo del mare sotterraneo della luna Encelado sono stati trovati tra gli elementi costituenti l’anello E di Saturno.

Grazie ai dati raccolti dalla sonda spaziale Cassini durante lo studio di Saturno e della sua luna Encelado sono stati trovati elementi utili alla vita negli anelli di Saturno. Si tratta di minuscole particelle dall’oceano ghiacciato della luna di Saturno Encelado, e gli scienziati stanno cercando di capire cosa faccia salire questi granelli di silice di dimensioni nanometriche dal fondo del mare sino all’anello E di Saturno. Elementi che possono dimostrare come l’oceano sotterraneo di Encelado possa risultare abitabile.

Studiosi della Loyola Marymount University e un team di ricercatori ha analizzato questi elementi in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment di Nature Portfolio.

Granelli di silice

Acqua su Encelado
Acqua su Encelado. Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Gli scienziati hanno creato un nuovo modello di come le correnti possono catturare e trasportare particelle oceaniche sotto la superficie per spiegare l’osservazione dei granelli di nano-silice da parte della missione Cassini su Saturno, mostrando che il processo può avvenire in tempi molto più rapidi di quanto si pensasse in precedenza.

Il materiale prodotto dalla nano-silice si ritiene sia un importante elemento nella generazione della vita sulla luna ghiacciata. La luna Encelado è nota per essere un mondo oceanico, una classe di corpi celesti che possiedono un notevole volume di acqua liquida. Mentre la Terra ha il suo oceano in superficie, l’oceano di Encelado è protetto da uno spesso strato di ghiaccio. Eppure quell’oceano non è completamente chiuso: una fuoriuscita di elementi è in corso dal polo sud, provenienti da grandi fratture nel ghiaccio chiamate “strisce di tigre”. 

La geologia attiva di Encelado è alimentata dalle forze di marea mentre orbita attorno a Saturno in un percorso eccentrico, venendo trascinato e schiacciato dalla gravità. Questa deformazione indotta dalla marea genera attrito sia nel guscio di ghiaccio che nel profondo nucleo roccioso. E con sufficiente attrito il fondo dell’oceano può essere riscaldato, guidando la convezione. Un po’ come far bollire una pentola su un fornello.

L’attrito delle maree aggiunge calore all’oceano e provoca correnti di risalita di acqua calda. Ciò che lo studio ha mostrato è che questi flussi sono abbastanza forti da raccogliere materiali dal fondo marino e portarli sino al guscio di ghiaccio che separa l’oceano dal vuoto dello spazio. Le fratture a strisce di tigre che tagliano il guscio possono infine fungere da condotti diretti per i materiali catturati da lanciare nello spazio.

La possibile presenza di vita

Encelado visto da Cassini. Credit: NASA

 Sulla Terra, le sorgenti idrotermali sul fondo dell’oceano supportano ricchi ecosistemi in acque profonde. La prova di una simile caratteristica geologica su Encelado fornisce materiale convincente per gli astrobiologi che studiano la possibilità di vita oltre la Terra e solleva domande sul fatto che anche la luna ghiacciata possa ospitare vita microscopica.

Studi precedenti hanno utilizzato la chimica della precipitazione della silice per stimare i tempi di trasporto dei nanograni, da mesi ad anni, e altri hanno utilizzato modelli di dissipazione delle maree per prevedere scale temporali entro poche settimane o mesi.

Il modello del team mostra che la convezione termica – il trasferimento di calore da un luogo all’altro basato sul movimento del fluido – è in grado di trasportare materiali dal fondo marino attraverso l’oceano per diversi mesi. Le loro scoperte implicano che i materiali freschi vengono consegnati ai pennacchi polari meridionali e possono essere campionati e analizzati con un’adeguata suite di strumenti sui futuri veicoli spaziali.

Tuttavia, i dubbi su cui trovare risposte sono ancora tanti. Anche se i granelli di silice vengono trasportati in modo rapido ed efficiente attraverso l’oceano, gli scienziati continuano a non capire come i materiali vengano esposti alla superficie. Questi granelli si congelano nel ghiaccio e impiegano centinaia o migliaia di anni per emergere? O vengono lanciati nello spazio dai pennacchi in un istante?

 Inoltre, il congelamento e lo scioglimento localizzati all’interfaccia oceano-ghiaccio comportano la modifica della salinità dell’oceano superiore. Per questo motivo la convezione potrebbe non essere in grado di procedere attraverso uno strato di acqua dolce, il che potrebbe impedire agli elementi più “freschi” di raggiungere la superficie in modo tempestivo.

Alla Loyola Marymount University, dove gli scienziati stanno costruendo un laboratorio sui fluidi dei corpi astrofisici (FAB), hanno in programma di continuare gli studi con una serie di nuovi esperimenti utilizzando l’acqua salata per testare ulteriormente il modello proposto nell’articolo della rivista. L’esperimento utilizzerà acqua salata di diverse concentrazioni, che ruota a velocità e temperature diverse, attraverso una camera fluida di diversa intensità, per comprendere ulteriormente la fisica dell’oceano lunare ghiacciato e il trasporto dei nutrienti necessari nei processi di generazione della vita. E questa serie di modelli sarà successivamente applicata per simulare un’altra importante luna del nostro sistema solare: Europa.

Riferimenti: LMU