octubre 23, 2021

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Le nuvole di Venere sono troppo secche e acide per la vita

Ingrandisci / La densa atmosfera ultravioletta di Venere è stata ripresa nel 1979 dal Pioneer Venus Orbiter.

L’anno scorso, uno studio ha fatto scalpore indicando la presenza di una sostanza chimica che è stata suggerita come possibile indicatore della vita Trovato nell’atmosfera di Venere. Mentre le condizioni infernali sulla superficie del pianeta precludono l’esistenza di qualsiasi tipo di vita lì, un ambiente più mite è rimasto possibile nelle nuvole del pianeta, in alto sopra la sua superficie. Quindi la possibilità che la sostanza chimica indicasse la vita non poteva essere immediatamente esclusa.

Nei mesi successivi, altri ricercatori Lancia dubbi sostenendo che la sostanza chimica fosse sempre presente. Oggi viene pubblicato un documento di ricerca che indica che le condizioni nelle nuvole di Venere non sono in alcun modo compatibili con la vita anche a distanze simili a quelle sulla Terra. Sebbene le temperature nelle nuvole siano davvero molto più miti, non c’è acqua a sufficienza per sostenere la vita, e la maggior parte di ciò che è nelle goccioline consiste principalmente di acido solforico.

impostazione dei limiti

In una conferenza stampa che ha annunciato i risultati, John Hallsworth della Queen’s University di Belfast ha affermato che il nuovo lavoro è stato ispirato dall’apparente scoperta della fosfina nell’atmosfera di Venere. Lui ei suoi collaboratori si sono resi conto che due aree di ricerca si erano combinate per creare altri modi di esaminare le possibilità di vita su Venere. Uno era uno studio sulla vita in condizioni estreme sulla Terra, stimolato in parte dagli sforzi della NASA per determinare il modo migliore per proteggere Marte dall’inquinamento dalle sonde che inviamo lì.

Anche il secondo è stato guidato dalla NASA: abbiamo inviato sonde nelle atmosfere di alcuni pianeti e ne abbiamo fotografati altri. Sebbene questi sensori non cercassero specificamente la vita, fornivano misurazioni dirette di cose come la temperatura e la pressione, che fissavano limiti su cose come quanta acqua c’è nell’atmosfera e quale forma avrebbe preso.

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Per quanto riguarda Venere, le persone hanno identificato organismi in grado di mantenere il metabolismo entro limiti diversi: temperatura, acidità, contenuto di acqua. Poiché la temperatura varia con l’altitudine, la prima pone dei limiti alle altitudini osservabili. Questi ultimi due sono importanti perché si pensa che Venere sia un pianeta molto secco, le cui nuvole non sono generate dall’acqua condensata ma piuttosto dalla presenza di goccioline di acido solforico che contengono dell’acqua.

Il detentore del record mondiale di sopravvivenza in condizioni di siccità è attualmente un fungo tollerante al sale, che può metabolizzare e subire divisioni cellulari con pochissima acqua. Gli scienziati determinano la quantità di acqua disponibile mediante una misura chiamata attività dell’acqua. In condizioni semplici come un’atmosfera umida, è uguale all’umidità relativa: la quantità di acqua presente rispetto alla quantità massima di temperatura e pressione. Ma può anche essere misurato in un modo che tenga conto di fattori come i sali disciolti o la composizione del ghiaccio.

Per l’acido severo, c’è un microbo che vive fino a -0,06 pH, che equivale all’acido solforico che rappresenta poco più del 10% del peso della soluzione (il resto è acqua).

Non tutte le nuvole portano la pioggia

L’applicazione di queste informazioni alle condizioni su Venere produce risultati deprimenti. Sulla base delle misurazioni della sua atmosfera, i ricercatori hanno stimato che l’umidità relativa di Venere sarebbe inferiore allo 0,4 percento, oltre 100 volte inferiore al minimo record tollerato da un organismo sulla Terra.

Se si assume che la vita su Venere si sia evoluta in modi per attingere acqua dalla scarsa atmosfera, l’acido solforico diventa un grosso problema. I ricercatori hanno stimato che le goccioline che si sono formate intorno all’acido solforico conterrebbero così poca acqua che la concentrazione di acido solforico in peso sarebbe del 78%, un minimo. Le gocce diventeranno max come acido solforico puro con un po’ d’acqua.

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A questo punto, l’acidità dell’acido solforico è meno problematica della sua capacità di degradare chimicamente le molecole per formare nuove molecole d’acqua in cui dissolversi. Una dimostrazione grafica di questo processo è disponibile su questo video, che mostra che lo zucchero si trasforma in carbonio puro quando l’acqua viene estratta da esso. Gli autori del documento di ricerca elencano tutti i problemi che crea: “L’acido solforico disidrata i sistemi cellulari, rimuove l’acqua dalle biomolecole, riduce le interazioni idrofobiche e danneggia l’integrità della membrana plasmatica”.

Con Venere esclusa, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione altrove nel sistema solare. Le nuvole di Marte sono a temperature ben al di sotto del punto in cui il metabolismo si ferma completamente sulla Terra, in base alle misurazioni effettuate dalle sonde che sono passate attraverso la sua atmosfera. Come buona misura, l’acqua presente è ghiaccio che è stato bombardato con abbastanza raggi UV per sterilizzarlo. Quindi anche le nuvole di Marte sono state escluse.

E la Terra e Giove?

È anche possibile che l’atmosfera superiore della Terra sia troppo secca per supportare la vita, ma l’umidità relativa dell’atmosfera inferiore (la troposfera) può variare dallo zero al 100%. Tuttavia, la maggior parte delle nuvole nella troposfera avrà un’attività acquosa compatibile con la vita, il che è coerente con i risultati secondo cui una varietà di microbi probabilmente sopravvive a viaggi attraverso le nuvole che si concludono a vicenda.

Infine, la scoperta più insolita arriva da uno sguardo a Giove, che è stato visitato da una sonda sganciata durante la missione Galileo. La sonda è appena caduta in un’area asciutta dell’atmosfera del pianeta gigante, ma sappiamo che diverse bande di nubi possono variare nella composizione e alcune di esse sono probabilmente piuttosto umide. L’ammoniaca è un’esistenza complessa ma è per lo più presente ad altitudini superiori a quelle dove le temperature rientrano nell’intervallo biocompatibile.

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Sebbene ci siano molte incertezze, la conclusione generale è che è probabile che ci sia abbastanza acqua per sostenere la vita ad altitudini dove le temperature variano da -30°C a 10°C.

è la vita

I ricercatori fanno notare che questo stesso approccio dovrebbe aiutarci a guardare la vita ad alta quota mentre iniziamo a ottenere dettagli sulle atmosfere degli esopianeti. Tuttavia, non ci dirà nulla sulle condizioni della superficie (sebbene alcune di queste possano essere dedotte da altri dati). “Essere in grado di determinare la potenziale abitabilità in base a ciò mi entusiasma personalmente”, ha detto Hallsworth.

L’altra cosa notevole qui è che questo si applica alla vita come la conosciamo: dipendente dall’acqua, con un ampio uso di idrocarburi e interazioni idrofile e idrofobiche. Altri liquidi hanno punti di ebollizione e congelamento molto diversi e preferiranno usi chimici molto diversi. Finora, non abbiamo alcuna indicazione che la vita possa formarsi al suo interno, ma è comunque un’eccitante possibilità. Come ha affermato Chris McKay dell’Ames Research Center della NASA durante la conferenza stampa, “Una parte di me spera che quando troviamo la vita altrove, sia davvero diversa”.

Astronomia naturale, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01391-3 (Informazioni sui DOI).