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Europa: oceani, acqua e …. (forse) vita

10 Mag

Diverse volte abbiamo parlato di esplorazione spaziale e altrettante siamo poi finiti a discutere dell’esistenza o meno di forme di vita al di fuori del nostro pianeta. Come e’ noto, uno degli aspetti senza dubbio piu’ interessanti e sentiti, anche dai non addetti ai lavori, e’ la possibilita’ che la vita si sia sviluppata anche su altri pianeti.

Personalmente, come detto tante volte, non sono assolutamente chiuso all’idea che la vita si possa essere sviluppata da qualche altra parte ma ogni qual volta si affrontano discorsi di questo tipo, si deve sempre prestare la massima attenzione nel mantenere un approccio scientifico al problema, senza finire, come avviene molto spesso in rete, a discutere di improbabili quanto assurdi avvistamenti di dischi volanti o alieni fotografati in qualche bosco sperduto.

Di queste tematiche abbiamo parlato in diversi articoli. Dapprima sotto il profilo puramnete scientifico-biologico:

Il segnale WOW!

Messaggio alieno nelle aurore?

poi discutendo invece dove cercare questa vita, introducendo il discorso degli esopianeti e della loro scoperta al di fuori del nostro Sistema Solare:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ancora sugli Esopianet

In particolare, tutto il discorso degli esopianeti riguarda principalmente l’identificazione di corpi orbitanti intorno a qualche stella e che si trovano in una zona potenzialmnete adatta allo sviluppo della vita. Come discusso varie volte negli articoli precedenti, la definizione di questi parametri impone una discussione di diversi fattori, non solo legati all’irraggiamento da parte della stella centrale e dunque della posizione orbitale del pianeta stesso.

Detto questo, questa volta vorrei parlare della ricerca di vita non al di fuori del nostro Sistema Solare, bensi’ al suo interno, molto piu’ vicino di quanto si possa pensare. Molti di voi, conosceranno sicuramente Europa, uno dei satelliti orbitanti intorno a Giove e che, da diverso tempo ormai, e’ visto come un possibile candidato ad ospitare forme di vita non sulla superficie, bensi’ al suo interno.

Visto da fuori, Europa si presente come un corpo estremamente inospitale:

Il satellite di Giove Europa

Il satellite di Giove Europa

La scoperta di Europa risale addirittura la 1610, quando Galileo riusci’ ad osservarlo, insieme ad altre lune di Giove, con l’ausilio del suo telescopio appena inventato. La superficie di Europa appare praticamente liscia e priva di criteri da impatto. Le osservazioni fatte a partire dal 1995 dalla sonda Galileo hanno evidenziato la presenza di una spessa crosta fatta di ghiaccio, molto simile al pack presente sui mari polari della Terra.

Come anticipato, in superficie, l’ambiente offerto da Europa non e’ assolutamente dei migliori. La temperatura superficiale si aggira intorno ai -150 gradi centigradi con un irragiamento da parte del Sole che e’ circa 1/25 di quello che arriva sulla Terra. Vicino ai poli geografici del satellite, la situazione e’ ancora peggiore con temperature che scendono fino a -230 gradi.

Perche’ su una luna di questo tipo ci potrebbe essere la vita?

Le osservazioni fatte nel corso degli anni dai vari satelliti che hanno sorvolato Europa hanno mostrato alcuni aspetti del pianeta che potrebbero essere compatibili con una struttura interna del tutto diversa da quella che vediamo dall’esterno. Il modellamento della superficie potrebbe infatti essere dovuto a moti mareali innescati dal vicino e massivo Giove su un enorme volume di acqua liquida, o ghiaccio conduttivo, contenuta all’interno di Europa. Questa immagine mostra molto bene le due ipotesi sulla struttura interna:

Possibili modelli per la struttura interna di Europa

Possibili modelli per la struttura interna di Europa

Oltre a queste considerazioni, le misure sul magnetismo del sistema Giove-Europa hanno evidenziato la presenza di un lieve campo magnetico sul satellite e di materiale conduttivo all’interno. Basta? Niente affatto, Europa presenta anche una lieve atmosfera propria con la presenza di ossigeno prodotto dalla dissociazione dell’acqua degli strati superficiali di ghiaccio. Poi? Nel 2013 il telescopio Hubble ha mostrato enormi geyser di vapore acqueo che fuoriescono dalle zone polari di Europa e che si elevano fino a 200 Km di altezza. Anche in questo caso, anche se da confermare ovviamente, il vapore acqueo potrebbe arrivare direttamente dall’interno del satellite spinto dall’attivita’ vulcanica, interna anche in questo caso.

Ragioniamo un attimo insieme: abbiamo una serie di evidenze che ci spingono a pensare che la superficie di Europa possa essere uno strato di ghiaccio contenente al suo interno un enorme oceano di acqua liquida. Alcune domande banali: quanto e’ spesso questo strato di ghiaccio? Come avrebbe fatto la vita a formarsi in un ambiente cosi’ ostile e, soprattutto, senza un sufficiente irraggiamento da parte del sole?

Domande ovviamente lecite e su cui e’ doveroso ragionare.

Per quanto riguarda lo spessore di ghiaccio, studiando la morfologia del pianeta, il suo moto e altri parametri chimico-fisici, si suppone che questo strato possa essere spesso circa 20 Km. Inoltre, le proprieta’ magnetiche di Europa potrebbero essere compatibili con un oceano di acqua addirittura salata, proprio come quella che riempie gli oceani della nostra Terra. Certo, uno spessore di 20 Km non e’ trascurabile e proprio questo aspetto rappresenta una delle difficolta’ principali per la probabile esplorazione e la ricerca di vita su Europa. Ma, come vedremo, le soluzioni tecnologiche potrebbe esserci.

L’altra domanda che ci siamo posti e’ invece legata alla possibilita’ che ci sia vita in questo immenso oceano sotterraneo. Per prima cosa, vi ricordo un argomento discusso qualche tempo fa su questo blog:

I misteri del lago Vostok

Lago Vostok, c’e’ vita?

Come ricorderete, anche nelle profondita’ di questo lago polare si ipotizza possa essere presente la vita, sviluppata in un ambiente apparentemente ostile e completamente isolato dalla superficie. Oltre a questo, nell’mmaginario comune, la moltitudine di forme di vita che si sviluppano nei nostri mari sono possibili grazie unicamente all’energia dei raggi solari che penetrano fino a profondita’ molto elevate. Se mettiamo un “tappo” di 20 Km su questo oceano e per di piu’ all’esterno abbiamo un irraggiamento proveniente dal sole gia’ notevolmente inferiore a causa della distanza Europa-Sole, come possiamo pensare che ci possano essere le condizioni per la vita?

Anche a questa domanda abbiamo una risposta che viene direttamente da quello che abbiamo potuto osservare sul nostro pianeta. Vi mostro una foto:

Fumarola Nera

Fumarola Nera

Di cosa si tratta? Quella che vedete e’ una cosiddetta “fumarola nera”, cioe’ un punto da cui fuoriescono gas provenienti dalle profondita’ della terra. Gas come idrogeno e acido solfidrico che, a causa della presenza di una forte attivita’ vulcanica su Europa, potrebbero essere presenti anche nell’oceano che vogliamo studiare. Di che tipo di forme di vita parliamo? Nel 1977, durante una missione esplorativa nelle Galapagos, venero scoperte colonie di vermi tubo, vongole, crostacei e mitili proprio intorno ad una fumarola nera in un punto in cui la luce del Sole non poteva assolutamente arrivare. Queste forme di vita, dunque non solo batteriche, si sviluppano grazie alla cosiddetta “chemiosintesi batterica”. In questo caso, al contrario della fotosintesi in cui si usa l’energia solare per ricavare energia, il processo sfrutta processi inorganici ad alta entalpia per formare sostanze organiche come, ad esempio, il glucosio. Detto questo, capite bene come la ricerca di vita su Europa potrebbe non essere assolutamente un azzardo, bensi’ una missione in grado di portare risultati.

Bene, a questo punto abbiamo capito dove poter cercare la vita, come potrebbe essersi sviluppata ma manca da capire se esistono i mezzi e la volonta’ per una missione di questo tipo. Senza tanti giri di parole, vi riporto un link sicuramente interessante il “President budget” per il Fiscal Year 2015:

President Budget, FY15

Per la prima volta, l’esplorazione su Europa e’ stata inserita nei finanziamenti della NASA per dare avvio a quella che viene chiamata missione Clipper.

Di cosa si tratta?

Come potete immaginare, il nome Clipper sta proprio per “taglia ghiaccio”. Scopo della missione e’ dapprima quello di effettuare 45 flyby intorno ad Europa partendo da un’altezza di 2700 Km per scendere fino a 25. Durante questi passaggi, grazie agli strumenti in dotazione, Clipper potra’ esaminare molti parametri chimico fisici sia dell’atmosfera che delle emissioni gassose intorno ai poli della luna. Inoltre, potranno essere scattate foto della superficie per una ricostruzione precisa di tutto il corpo. Nella seconda fase invece, la missione avra’ il compito di atterrare sul satellite e raccogliere campioni del terreno in superficie, e a profondita’ diverse comprese tra i 2 e i 10 cm. Perche’ questa raccolta? Semplice, l’analisi di questi campioni potra’ confermare o meno la presenza di salinita’, di materiale organico e di ogni altro parametro interessante per farci comprendere la presenza di o meno di vita all’interno di Europa.

La missione Clipper, gia’ in fase di studio da qualche anno e che, se tutto va nel verso giusto, dovrebbe essere lanciata nel 2025, rappresenta senza dubbio un primo passo per uno studio dettagiato di Europa. Ovviamente, come e’ facile immaginare, in questo caso, ancora piu’ che in altri, sara’ fondamentale garantire una sterilizzazione perfetta di tutti gli strumenti al fine di non “inquinare” i campioni con eventuali forme di vita terrestri.

Oltre alla NASA, molti altri paesi ed agenzie stanno pensando a missioni specifiche su Europa e su altre lune di Giove. L’ESA, ad esempio, sta preparando la missione JUICE per lo studio delle atmosfere di alcuni satelliti gioviani, tra cui ovviamente Europa. Se i risultati di queste missioni confermeranno, o almeno saranno compatibili, con l’ipotesi di vita, si passera’ ad una fase due con l’intenzione proprio di perforare lo strato di ghiaccio ed esplorare l’oceano sottostante. Per darvi un’idea, gia’ molti pensano a come realizzare queste missioni utilizzando trivelle alimentate da combustibile nucleare in grado di fornire l’acqua calda per forare l’enorme strato di ghiaccio. Oltre a questo, saranno sicuramente presenti non piu’ rover, ma mini sommergibili automatizzati per l’esplorazione dell’oceano e la ricerca di forme di vita.

Come vedete, Europa rappresenta sicuramente un futuro molto prossimo dell’esplorazione spaziale. Da qui a qualche anno potremmo finalmente capire se questo satellite possa essere un ambiente ospitale per la vita o se dovremmo limitarci a cercare al di fuori del nostro Sistema Solare.

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Antichi segreti di Marte

13 Dic

In diversi articoli abbiamo parlato del rover Curiosity e della sua importante missione su Marte:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco perche’ Curiosity non trova gli alieni!

Ecco la scoperta di Curiosity

Come sappiamo bene, purtroppo, molte di queste volte lo abbiamo dovuto fare per smentire storie fantastiche che si sono rincorse su internet e che parlavano di UFO, resti di civilta’ antiche, ecc. Tutte notizie infondate che non fanno altro che distogliere l’attenzione da questa importante missione e dalle mille soprprese che sta rivelando ai ricercatori coinvolti nel progetto.

Anche questa volta, dobbiamo partire da una notizie distorta che molto sta facendo discutere in rete, per arrivare poi alla scienza vera e propria.

Di cosa si tratta?

Partiamo dalle basi, come sappiamo Curiosity e’ a spasso nel cratere Gale con tutto il suo carico di strumentazione scientifica di tipo geologico. In particolare, lo scopo della missione era quello di fare delle analisi con una sensibilita’ non possibile prima prendendo in esame campioni di terreno e roccia. Cosa vogliamo imparare? Prima di tutto, analisi di questo tipo ci permettono di capire meglio la struttura del pianeta, la sua origine, e avere un’idea della storia geologica che Marte ha attraversato nel corso degli anni. Oltre a questo, un’analisi precisa del terreno consente di determinare se c’e’ o meno la presenza di elementi chimici che possono rappresentare dei marker per la vita sul pianeta rosso. Fate attenzione, parliamo di marker per la vita, non di vita. Cioe’? Come e’ ovvio, ci sono degli elementi chimici che possono dare indicazioni molto precise sulla vita o sulla presenza di questa in passato. L’attivita’ metabolica, la decomposizione cellulare, ecc portano ad aumentare la presenza di determinati elementi piuttosto che di altri.

Tenete a mente queste parole perche’ saranno la chiave di lettura per comprendere meglio la notizia di cui stiamo parlando.

Perche’ Curiosity e’ stato inviato proprio nel cratere Gale? Ovviamente, il luogo non e’ stato scelto a caso, ma ponderato attentamente. Come visto negli articoli precedenti, questa depressione di Marte rappresenta uno dei posti migliori per la ricerca geologica e chimica del terreno. Inoltre, nella zona sono presenti alture che consetono una visione ad ampio raggio di gran parte di Marte, consentendo, qualora ncessario, una variazione del percorso qualora si evidenziassero zone di maggior interesse.

Bene, a questo punto siamo pronti a parlare della notizia.

Curiosity si trova ora in una zona molto particolare del cratere Gale nota come Yellowknife Bay. Questa e’ una depressione vicino all’equatore di Marte in cui si pensa che in passato ci fosse un lago con acque poco profonde. In particolare, la profondita’ delle acque e’ stiamata non oltre i 5 metri, ma la cosa importante e’ che, dalle analisi fatte, si pensa che queste acque, quando erano presenti, avevano caratteristiche molto particolari. Prima di tutto, erano praticamente ferme, poi erano caratterizzate da una bassa salinita’ ed erano raggiunte da una buona radiazione solare.

Curiosity si e’ concentrato in particolare su due rocce trovate nell’antico fondale del lago, chiamate John Klein e Cumberland. Dall’analisi di queste rocce sono emersi elementi come Carbonio, idrogeno, zolfo, azoto e fosforo.

Cosa significa questo?

Dal punto di vista scientifico, la presenza e la concentrazione di questi elementi significa che in passato erano presenti condizioni adatte per la formazione della vita.

Fate attenzione, come e’ stato interpretato questo da molti siti internet che hanno riportato la notizia? Semplice, trovati segni di vita su Marte! Signori, alla luce di quanto detto, capite molto bene come il sensazionalismo scientifico su argomenti di questo tipo regni sempre sovrano. E’ possibile questo? Ovviamente no. Tra l’altro, Curiosity ha una strumentazione di tipo geologico. Le analisi possibili sono sulle rocce per determinare caratteristiche chimico fisiche come, ad esempio, la concentrazione di elementi da analisi spettroscopiche. Nella dotazione del rover mancano gli strumenti per cercare molecole organiche, cioe’, in soldoni, tracce di vita passata o presente. Questo “particolare” lo avevamo commentato anche negli articoli precedenti parlando appunto sempre della distorsione mediatica sulle scoperte del rover.

Cosa succedera’ ora?

Dal punto di vista scientifico, quanto emerso e’ senza dubbio eccitante. Prima di tutto e’ stata dimostrata, qualora ci fossero ancora dubbi, l’importanza della missione e la correttezza del luogo scelto per le analisi. Inoltre, questa scoperta offre anche nuove motivazioni alla futura missione Exomars prevista per i prossimi anni. Questo nuovo rover, in cui molta tecnologia e’ di origine italiana, sara’ anche dotato di una trivella di 2 metri. Inoltre, ci saranno apparecchiature fondamentali proprio pere la ricerca di molecole organiche sia presenti che future.

Concludendo, Curiosity ha rivelato una zona di Marte con carattetristiche uniche al momento per lo studio della vita passata sul pianeta. La strumentazione presente consente di determinare tracce e concentrazioni di elementi chimici fondamentali per la vita. In futuro, la missione Exomars consentira’ di fare analisi specifiche su questi punti per determinare se in passato fossero presenti forme di vita biologica sul pianeta rosso. Come potete capire, la ricerca e la curiosita’ sui pianeti del sistema solare non e’ assolutamente morta e ancora tante sorprese ci deve rivelare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Marte: altro che batteri, ci sono foreste!

15 Ott

Attraverso la pagina Facebook di Psicosi 2012, un nostro caro lettore, sempre disponibile a fornire spunti interessanti, ci ha chiesto di commentare alcuni articoli che circolano in rete gia’ da diverso tempo, ma che ancora non erano stati affrontati qui sul blog.

Come sapete, diverse volte ci siamo lanciati a commentare le ultime scoperte fatte dalle sonde orbitanti intorno a Marte o dei Rover in superficie, ultimo di questi Curiosity a cui abbiamo dedicato diversi post. Lo studio della superficie di Marte, oltre all’interesse scientifico indubbio, suscita da sempre la curiosita’ e la fantasia di molte persone. Come e’ facile intuire, ogni qual volta si parla di pianeti diversi dalla Terra, il primo pensiero e’ quello della ricerca di forme di vita intelligente.

Piccola parentesi di cui abbiamo discusso gia’ moltissime volte ma che e’ meglio ricalcare, la scienza non si oppone assolutamente all’esistenza di forme di vita diverse dalla nostra. La ricerca ha piu’ volte cercato precursori o forme di vita nei pianeti del Sistema Solare e, ancora oggi, lo studio dei pianeti extrasolari punta per prima cosa a trovare zone abitabili in cui potrebbe essersi sviluppata la vita. Fate sempre pero’ attenzione ad una cosa, parlare di forme di vita non significa parlare di omini verdi che viaggiano nel cosmo. Quando in scienza si parla di forme di vita, si intendono quasi sempre forme di vita semplici come batteri o microorganismi che potrebbero, anche in condizioni estreme, essere riuscite a svilupparsi su un pianeta.

Proprio a questo filone, appartiene la notizia che vorrei commentare. Probabilmente, trattandosi come detto di una storia vecchiotta, alcuni di voi potrebbero gia’ aver sentito queste affermazioni.

Durante la sua missione, la sonda MGS, Mars Global Surveyor, ha scattato diverse immagini ad alta risoluzione di alcune zone di Marte. In particolare, ci sono molti scatti che riguardano la fascia vicino al polo Sud e che hanno suscitato notevole attenzione fin dai primi momenti.

Di cosa si tratta?

Prima di tutto, vorrei mostrarvi una di queste foto:

Foto del presunto albero sulla superficie di Marte

Foto del presunto albero sulla superficie di Marte

Cosa sono quelle strane figure che appaiono sulla superficie? Senza tanti giri di parole, e nemmeno richiedendo uno sforzo troppo notevole alla fantasia, queste immagini sembrano senza dubbio ritrarre degli alberi. Tra l’altro, si notano anche molto bene le ramificazioni.

Se ancora non siete contenti, vi mostro un’altra immagine, forse ancora piu’ esaustiva della prima:

Quella che sembra una foresta su Marte

Quella che sembra una foresta su Marte

Qui addirittura si vede anche la colorazione verde degli alberi e, avendo ripreso la superficie da un’altezza maggiore, si vede come non sia presente un singolo albero, ma addirittura una foresta di arbusti sulla superificie di Marte.

Possibile tutto questo?

Seguendo i siti che raccontano la storia, assolutamente si. Per prima cosa, le dimensioni degli arbusti sarebbero molto maggiori di quelle normalmente presenti sulla Terra. Confrontando con la scala della foto, gli alberi mostrati avrebbero un diametro anche fino ad 1 km. Possibile? Ovviamente si, sapete perche’? La minore atmosfera del pianeta rosso rispetto a quella terrestre, renderebbe necessaria una superficie maggiore per lo scambio gassoso. Proprio per questo motivo gli alberi crescerebbero molto di piu’ che sulla Terra, appunto per un concetto di sopravvivenza. Inoltre, gli alberi avrebbero radici molto profonde per pescare acqua nello stato liquido nel sottosuolo di Marte.

Aspettate un secondo, ci sono foto della NASA che mostrano l’esistenza di “foreste” su Marte e poi, a distanza di anni, mandiamo Curiosity dentro il createre Gale, brutto, polveroso, senza niente da vedere se non qualche sasso, con la scusa di cercare batteri? Qualcosa non torna.

Perche’ avviene questo?

Che domande, la risposta e’ ovvia: le missioni marziane odierne sono solo una copertura per far vedere che la ricerca continua. Come al solito, i signori della NASA fanno ricerca per finta. Sanno che ci sono foreste in molte zone, ma mandano i rover in punti dove non potranno trovare niente. In questo modo, riescono a mantere il segreto di Marte.

Alcuni siti si lanciano anche nella spiegazione del perche’ avverrebbe questo. La risposta anche qui e’ molto semplice, ed e’ da ricercarsi nella religione. Sarebbe sconvolgente per la nostra societa’, ancorata alla tradizione religiosa, sapere che esistono forme di vita evolute, o anche solo alberi, su un altro pianeta. Chi li ha creati? Il nostro Dio? Un altro? Secondo le fonti, questo potrebbe destabilizzare l’animo umano facendolo entrare in una via senza ritorno.

Tralasciando questi tentativi di spiegazione, per carita’ interessanti dal punto di vista antropologico e umano, cerchiamo invece di capire cosa sarebbero queste foto che si trovano in rete.

La prima cosa che si potrebbe pensare e’ che le foto siano dei falsi. In realta’ non e’ cosi’, o meglio non lo e’ totalmente.

Queste foto sono state scattate utilizzando lo strumento MOC, che sta per Mars Orbiter Camera. Una camera abbastanza potente utilizzata per scattare foto della superficie dall’orbita di passaggio. Si tratta in realta’ di un sistema composto da tre camere. La prima, la piu’ potente, era in grado di scattare foto ad alta risoluzione in bianco e nero. Le altre due invece, a risoluzione minore, erano sensibili solo al rosso e al blu. Perche’ questo? La sensibilita’ a lunghezze d’onda specifiche poteva aiutare ad identificare ed isolare determinate emissioni o spettri specifici utili per analizzare in dettaglio alcune carateristiche. Se pensate che il sistema sia antiquato, non dimenticate che la missione MGS e’ terminata gia’ nel 2001, per cui la tecnologia a bordo, oggi, puo’ sembrare molto datata.

Prima osservazione, se ci sono camere in bianco e nero, sul rosso o sul blu, come e’ possibile avere una splendida foto, come la seconda mostrata, in cui si vede una foresta verdognola? Molto semplice, questa foto, cosi’ come molte altre che trovate in rete, sono state ricolorate a posteriori utilizzando programmi di grafica. Perche’ questo? Risposta quantomai facile, per spingere ancora di piu’ l’opinione che si trattasse di foreste sulla superficie di Marte.

Attenzione pero’, d’accordo che il colore e’ falso per capacita’ tecnologica, ma anche se immaginiamo le foto in colori diversi, le strutture presenti sono sempre paragonabili ad alberi.

Cosa sono queste forme che si vedono?

Anche qui, la risposta e’ quantomai facile da dare. Quelli che si vedono sono dei semplici sbuffi di anidride carbonica che partono dal permafrost di Marte e si alzano verso il cielo. Da cosa sono dovuti? Il permafrost di Marte e’ costituito di ghiaccio secco, o anidride carbonica allo stato solido. Le foto che abbiamo mostrato sono state scattate nel mese di ottobre, cioe’ quando stava iniziando l’equivalente primavera in quella regione di Marte. Questo non significa altro che le temperature erano in rapida ascesa.

Avete mai visto del ghiaccio secco? Come sapete, e’ una sostanza che non passa per lo stato liquido ma, attraverso il processo cosiddetto di sublimazione, evapora passando immediatamente da solido a gas.

Fin qui ci siamo. Ora, e anche questa non e’ una novita’, il terreno di Marte e’ costituito da una sabbia molto sottile e che spesso viene modellata da vere e proprie tempeste. Queste possono, durante i mesi invernali, ricorprire il permafrost seppellendo lo strato traslucido di ghiaccio secco. Quando poi le temperature si alzano, il vapore intrappolato nel terreno fa aumentare la pressione arrivando poi ad uscire con sbuffi di forte intensita’. Risultato di queste emissioni sono lanci di polveri anche a diverse centinaia di metri dal punto di fuoriuscita.

Che prove ci sono a sostegno?

Per prima cosa, la struttura del terreno di Marte e’ conosciuta molto bene e quindi questa spiegazione e’ compatibile con la conoscenza che abbiamo. Inoltre, ma questo spesso i siti che sostengono l’ipotesi foresta dimenticano di dirvi, nelle foto successive a quelle riportate, scattate poco dopo, non si notano piu’ gli alberi di cui stiamo parlando, ma qualcosa di questo tipo:

Segni sul terreno lasciati dall'emissione di CO2 dal permafrost

Segni sul terreno lasciati dall’emissione di CO2 dal permafrost

Questi altro non sono che i segni lasciati dalla fuoriuscita della CO2 dal terreno. Le righe che vedete sono proprio le linee di fuga verso le quali e’ stata lanciata la sabbia. Non credo assolutamente che si possa pensare che gli alberi da 1 kilometro appaiono e scompaiono nel giro di pochi secondi.

A questo punto, non credo ci sia altro da aggiungere. Purtroppo, spesso, soprattutto in casi di questo tipo, la vista puo’ fare brutti scherzi. Ovviamente, sono io il primo a dire che le strutture mostrate potevano essere scambiate per alberi, ma, come spesso avviene, ci sono spiegazioni ben piu’ razionali e scontate che forse andrebbero ricercate.

Come detto all’inizio, questa storia gira gia’ da diverso tempo sulla rete e, ma anche a questo siamo abituati, di tanto in tanto viene ritirata fuori a sostegno dei tanti complotti architettati dalla NASA per non far conoscere la verita’ che si nasconderebbe nel nostro Sistema Solare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Trovata plastica nello spazio?

14 Ott

Come sapete bene, oltre a commentare, o meglio lasciatemi dire, a smentire le tante notizie pseudoscientifiche che ogni giorno appaiono sula rete, scopo principale di questo blog e’ quello di cercare di fare, nei limiti delle nostre possibilita’, una corretta divulgazione scientifica. Ovviamente, prendere spunto dalle notizie catastrofiste ci consente di avere argomentazioni che, e sul motivo di questo ci sarebbe molto da scrivere, hanno sempre molto appiglio nelle persone e che spaziano sugli argomenti piu’ disparati.

Passando invece ora alla fase piu’ divulgativa di questo sito, vorrei parlarvi dei risultati di una ricerca apparsa solo pochi giorni fa sulla rivista Astrophyisical Journal. L’articolo rigurda l’evidenza di propilene nell’atmosfera di Titano, la piu’ grande delle lune di Saturno. Aspetto molto interessante di questa ricerca e’ che per arrivare a questo risultato si e’ utilizzato il CIRS, acronimo che sta per Composite Infrared Spectrometer, uno spettrometro infrarosso molto preciso e performante montato a bordo della sonda Cassini-Huygens. Questo strumento consente di poter isolare e identificare molecole con concentrazione anche molto ridotta rispetto alle altre.

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Su molti giornali, senza mai dimenticare una buona dose di sensazionlismo, trovate articoli del tipo “trovata plastica su Titano”. Ovviamente, in questo articolo evitero’ di commentare le numerose leggende nate sulla rete riguardo alla presenza di plastica su Titano e da dove questa fosse venuta. A questo punto, conoscendo molto bene questa tipologia di siti, credo che siate in grado di poterlo immaginare da soli.

Perche’ si parla di plastica?

Per poter spiegare questa affermazione, e’ necesssario parlare di un po’ di chimica. Ovviamente, manterremo sempre un profilo divulgativo senza cercare di annoire i lettori.

Il propilene e’ alla base del polipropilene, molecola utilizzata nelle plastiche dei contenutori per alimenti e utilizzata anche per realizzare i paraurti delle macchine. Detto questo, capite da subito da dove e’ nata la storia della plastica trovata su Titano.

Parlare pero’ di propilene come plastica e’ formalmente sbagliato. Cerchiamo di capire il perche’. Molecole di questo tipo fanno parte degli idrocarburi, composti che hanno alla base catene piu’ o meno lunghe di atomi di carbonio. Tra questi composti possiamo distinguere tre famiglie principali: gli alcani, gli alcheni e gli alchini. I primi hanno atomi di carbonio legati da legami singoli e, dal momento che ciascun carbonio ha a disposizione quattro legami, i restanti saranno occupati da atomi di idrogeno. Negli alcheni e negli alchini, sono invece presenti anche legami carbonio-carbonio doppi e tripli, rispettivamente doppi negli alcheni e tripli negli alchini. Per quanto detto in precedenza, se due legami sono occupati legando un carbonio, ci saranno meno posti a disposizione per l’idrogeno e quindi, a parita’ di atomi di carbonio, gli alcani risulteranno piu’ pesanti degli alcheni e questi degli alchini.

Il propene, o propilene, e’ appunto l’alchene con tre atomi di carbonio in fila. Sempre con tre atomi di carbonio avremo poi il propano, l’alcano corrispondente, e il propino, l’alchino con legami tripli.

Fin qui niente di complicato. Negli anni precedenti, nell’atmosfera di Titano erano state trovate molecole sia di propano che di propino. Se volete, sempre con tre atomi di carbonio, mancava all’appello solo il propilene.

Bene, come mostrato dalla ricerca pubblicata in questi giorni, finalmente anche l’alchene con tre atomi di carbonio e’ stato trovato. Se volete, era l’unico che mancava all’appello ed e’ la prima volta che molecole di questo tipo vengono trovate fuori dal pianeta Terra.

Come detto all’inizio, identificare questa molecole nell’atmosfera di Titano non e’ stato assolutamente semplice. L’arduo compito del CIRS e’ stato proprio quello di identificare le emissioni del propilene, presente in concentrazioni molto piu’ basse di altri idrocarburi.

Perche’ sono presenti cosi’ tanti idrocarburi nell’atmosfera di Titano?

Titano e’ un corpo molto interessante per via di alcune caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra, ha infatti un’atmosfera composita intorno e una pressione solo il 50% maggiore di quella della Terra. Vista la maggiore distanza dal Sole pero’, su Titano la presenza di acqua in forma liquida e’ fortemente svantaggiata. Su questo corpo sono presenti laghi e fiumi ma, al contrario di quelli terrestri, questi specchi sono composti da metano liquido. Sempre di metano liquido sono anche le numerose piogge che si registrano su Titano cosi’ come le nubi e le nebbie. Per analogia sulla Terra, si e’ sviluppato un ciclo del metano molto simile a quello dell’acqua che abbiamo da noi.

Proprio la presenza del metano consente la creazione di idrocarburi a catena piu’ lunga. Quando il metano evapora, a causa della radiazione solare, puo’ essere scisso e gli atomi cosi’ slegati possono ricombinarsi in catene piu’ lunghe formando in questo modo gli altri idrocarburi, tra cui anche il propilene da cui siamo partiti.

Perche’ e’ cosi’ interessante studiare Titano?

Come detto, questo corpo ha delle caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra. Proprio per questo motivo, la sua atmosfera e’ studiata gia’ da diversi anni, anche come palestra per testare gli strumenti piu’ evoluti, come in questo caso il CIRS della sonda Cassini. Inoltre, Titano e’ uno di quei corpi studiati per capire se siano presenti forme vitali, ovviamente mi riferisco a microorganismi, che basano il loro ciclo sul metano piuttosto che sull’acqua come qui sulla Terra.

Oltre a questi fatti, vorrei sottolineare ancora una volta come, anche se a distanza maggiore dal Sole, su Titano siano presenti reazioni chimiche complesse con la produzione di strutture molecolari a lunga catena, aspetto che rende questo corpo estremamente affascinante da studiare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il lago che pietrifica

6 Ott

In questi giorni e’ stato pubblicato un libro del fotografo professionista Nick Brandt, dal titolo “Across the Ravaged Land”. Questo libro contiene delle foto bellissime scattate sulle rive del lago Natron, al confine tra Tanzania e Kenia.

Perche’ parlo di questo?

In seguito alla pubblicazione sul web di alcuni scatti, si e’ sparsa una leggenda davvero incredibile, ma che merita di essere raccontata.

Il lago Natron e’ uno dei luoghi piu’ inospitali della Terra. La temperatura delle acque puo’ raggiungere i 60 gradi con un pH fortemente basico compreso tra 9.5 e 10.5. Visto dall’alto, il lago appare cupo e con una colorazione rossastra:

Foto aerea del lago Natron

Foto aerea del lago Natron

Il perche’ di questi colori e’ da ricercarsi nei cianobatteri ed in altre alghe che popolano queste difficili acque, davvero poco adatte alla vita.

Il nome Natron non e’ assolutamnete causale. Con questo termine si intende il carbonato idrato di sodio. Infatti, le acque del lago Natron sono ricchissime di carbonato e bicarbonato di sodio, responsabili anche del pH cosi’ basico.

Da dove proviene il Natron?

Poco lontano dal lago e’ presente il vulcano Gelai. Il carbonato di sodio viene proprio da residui delle eruzioni del vulcano che poi vengono trasportate nel lago delle precipitazioni. L’alta temperatura della zona favorisce poi una notevole evaporazione delle acque che dunque aumentano sempre piu’ la concentrazione dei sali presenti. A complicare ed amplificare questa caratteristica c’e’ poi la profondita’ del lago che non supera i 3 metri di altezza.

Questo spiega molto bene le condizioni del Natron, ma cosa c’entra il libro fotografico?

Vi mostra una delle foto, a mio avviso, piu’ belle del libro:

Fenicottero pietrificato sulle acque del lago Natron. Credits: Nick Brandt

Fenicottero pietrificato sulle acque del lago Natron. Credits: Nick Brandt

Si tratta di un fenicottero mummificato che galleggia sulle acque del lago. La foto e’ incredibilmente bella quanto inquietante. In rete potete poi trovare altre foto, tutte con animali mummificati sulle sponde e sulla superficie del lago.

La pubblicazione di queste foto ha creato la voce secondo la quale gli animali che finirebbero nelle acque del Natron verrebbero mummificati all’istante.

Questa leggenda e’ anche amplificata proprio dalla presenza del Natron. Come sapete il simbolo chimico del sodio e’ appunto “Na”, che deriva dal termine latino Natrium. Natrium a sua volta deriva dal greco nitron, che deriva a sua volta dal nome egizio Natron.

Il Natron era molto conosciuto nell’antico Egitto, perche’ utilizzato nella mummificazione dei cadaveri. Questo sale ha infatti le proprieta’ di assorbire l’acqua dei tessuti, lasciandoli come pietrificati e ben conservati.

L’insieme di questi due aspetti ha dunque creato la leggenda del lago Natron.

Ovviamente, di leggenda si tratta.

Come racconta lo stesso Brandt nel suo libro, i corpi ritratti nelle foto appartengono ad animali ritrovati nei pressi del lago. Molto probabilmente, questi animali sono morti per cause naturali ed i loro corpi sono poi finiti all’interno del lago. Il fotografo si e’ limitato a raccogliere i corpi e metterli in posa per le fotografie di cui stiamo parlando.

Da quanto detto circa la presenza del sale e delle tecniche egiziane per la mummificazione, capite bene che questi animali, in seguito alla loro morte, sono rimasti mummificati grazie alla presenza del carbonato di sodio dell’acqua.

A riprova dell’assurdita’ della leggenda, pensate che circa il 75% dei fenicotteri rosa del mondo vivono in Africa. Tutti questi animali vanno poi a nidificare sulle rive del lago Natron e di altri specchi d’acqua della zona. Se fosse vera la leggenda, sarebbe impossibile per questi animali anche solo entrare in contatto con le acque del lago. Il perche’ di questa scelta per deporre le uova e’ da ricercarsi nella scarsita’ di predatori, grazie (o a causa) delle caratteristiche del lago, e alla condizioni climatiche ottimali.

Concludendo, non e’ assolutamente vero che gli animali restano mummificati entrando in contatto con le acque del lago Natron. Questo specchio d’acqua ha la caratteristica di essere ricco di carbonato e bicarbonato di sodio proveniente dal vicino vulcano. La presenza dei sali e le alte temperature delle acque rendono il lago inospitale per moltissime forme di vita. Gli animali ritratti nelle foto viste, sono morti per cause naturali e sono stati poi mummificati dai sali, conosciuti ed utilizzati anche nell’entico Egitto proprio per la conservazione dei cadaveri.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Metano su Marte: c’e’, non c’e’, c’era?

26 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi

e’ stato richiesto un argomento molto interessante e attuale. Come potete vedere, si chiede un aggiornamento sulle ultime misure fatte da Curiosity, il rover che sta eplorando Marte, alla luce della notizia, tanto pubblicizzata, della concentrazione minore rispetto alle aspettative di metano. Come anticipato, si tratta di un argomento molto interessante e scientificamente importante. Purtroppo, anche questa volta, molti giornali e siti si sono lanciati in notizie eclatanti, senza pero’ spiegare in dettaglio qual e’ il significato di questo risultato, ma soprattutto cosa ci si aspetta per il futuro.

Per chi volesse maggiori informazioni sulla missione e sulle scoperte fatte, abbiamo parlato di Curiosity in questi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco la scoperta di Curiosity

Detto questo, e’ interessante ripercorrere la storia del metano su Marte, ragionando soprattutto su che cosa questa misura significihi.

Cerchiamo di ragionare insieme. Come sapete, a parte per il discorso ufo e avvistamenti vari che lascia il tempo che trova, uno degli obiettivi dell’esporazione spaziale e’, tra i tanti altri, quello di capire se c’e’ vita sugli altri pianeti del Sistema Solare o anche se in passato ci sono state le condizioni affinche’ una qualche forma di vita si sia sviluppata.

Fin qui ci siamo. Ogni qual volta si parla di condizioni adatte alla vita, qual e’ il primo parametro che viene citato? Ovviamente la presenza di acqua. Il motivo di questo e’ scontato per tutti e non c’e’ bisogno di replicarlo. Molte missioni osservative di Marte hanno dimostrato come in passato ci fosse molta acqua sul pianeta rosso. Addirittura sono stati ossservati i segni tipici lasciati da fiumi, laghi e mari, come solchi, ammassi di fanghi essiccati, letti di fiumi ormai asciutti, ecc. Inoltre, sulle calotte di Marte e’ presente ghiaccio. Queste distese hanno anche una variabilita’ stagionale cosi’ come avviene sulla Terra. Anche oggi ci sono evidenze di acqua in forma liquida, anche se in misura estremamente minore in superificie.

Bene, dunque su Marte c’e’ acqua. Questo significa che c’e’ vita? Assolutamente no. Per dirlo in termini matematici, la presenza di acqua sul pianeta e’ una condizione necessaria per sviluppare determinate forme di vita. Questa condizione non e’ pero’ sufficiente, cioe’ se c’e’ vita c’e’ acqua, ma non e’ vero il viceversa.

A questo punto, non avendo visto nessun marziano salutarci attraverso le telecamere dei rover, dobbiamo cercare qualche altro parametro. In questo caso, quello che possiamo vedere e’ se c’e’ metano in atmosfera.

Perche’ e’ importante la presenza di metano?

Prendiamo come esempio la Terra, dove non credo di dover dimostrare che c’e’ vita. L’atmosfera terrestre e’ molto ricca di metano. Da dove viene? Circa il 90% del metano che troviamo nella nostra atmosfera viene da forme vitali. Che significa? Una frazione viene dalla decomposizione di specie che rilasciano questo gas, mentre gran parte viene prodotto direttamente dal metabolismo di alcuni animali. Come sicuramente saprete, monitorare il metano nella nostra atmosfera e’ molto importante per via dell’effetto serra portato da questo gas. Uno dei contributi maggiori al metano viene dalla digestione delle mucche.

Detto questo, capite bene come la presenza di metano in atmosfera puo’ essere in qualche modo legato alla presenza di vita su un pianeta.

Fin qui ci siamo, ma torneremo su questi discorsi a breve per continuare a portare avanti il nostro ragionamento.

Prima di Curiosity, c’erano delle misure della quantita’ di metano nell’atmosfera di Marte? Certamente si, misure, anche se tra loro abbastanza discordi, venivano da osservazioni con telescopi da Terra e da satelliti in orbita intorno al pianeta rosso. Tra queste, vi erano alcune misurazioni che mostravano dati abbastanza entusiasmanti.

Senza troppi giri di parole, vi mosro un’immagine in falsi colori ottenuta partendo dai dati della sonda Mars Express nel 2004:

 

Metano nell'atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Metano nell’atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Cosa rappresenta? Le diverse colorazioni indicano la concentrazione piu’ o meno alta di metano nell’atmosfera di Marte. Come vedete, seguendo la scala in basso, ci sono dei punti che appaiono molto rossi, cioe’ con concentrazioni anche fino a 30 parti per miliardo (ppb) di metano.

Dunque? Su Marte c’e’ o c’era acqua, su Marte c’e’ metano quindi su Marte c’e’ vita!

Questo ragionamento potrebbe esssere azzardato e scientificamente non corretto. Come detto prima, sempre in termini matematici, avere acqua e’ una condizione necessaria, avere metano e’ una condizione necessaria, avere acqua e metano e’ una condizione necessaria, ma nessuna delle due, neanche simultaneamente, e’ una condizione sifficiente.

Non poter gridare alla scoperta del secolo, non significa non fare ricerca. L’evidenza di questi rilasci in atmosfera meritano di essere studiati in dettaglio per vedere se effettvamente sono sinonimo di vita oppure no.

Detto questo, cosa facciamo? Mandiamo Curiosity a vedere direttamente sulla superficie di Marte. Tra i tanti strumenti, il rover ha a disposizione spettrometri pensati proprio per misurare le concentrazioni di gas in atmosfera.

Cosa troviamo?

Come annunciato in questi giorni, Curiosity non ha trovato le concentrazioni sperata di metano. I valori misurati, ponderati su diverese analisi fatte in periodi diversi dell’anno marziano, hanno mostrato valori massimi intorno a 2 parti per miliardo, cioe’ molto meno di quello che si pensava e che e’ stato mostrato nei dati di Mars Express.

A questo punto, un po’ con l’amaro in bocca, cosa dobbiamo dire?

Molte fonti chiudono il discorso dicendo che non c’e’ vita su Marte, mentre altre si appellano al fatto che ci sono errori nella misura o che la vita c’era in passato.

Per ragionare su queste affermazioni e’ necessario riprendere il discorso metano in atmosfera.

Abbiamo detto che sulla Terra abbiamo una concentrazione di circa 1700 ppb di metano. I dati di Mars explorer mostravano picchi da 10-20 ppb. Confrontate tra loro i due numeri. Come vedete, sono profondamente diversi tra loro. Questo non deve portarvi fuori strada. Come detto prima, sulla Terra ci sono, ad esempio, le mucche, su Marte vi aspettate di trovare al massimo qualche batterio.

E’ vero pero’ che Curiosity sta osservando una frazione molto ristretta della superficie marziana, il cratere Gale. Per quanto esteso, questo campione non e’ rappresentativo di tutto il pianeta. Questa e’ una riflessione ragionevole. Notiamo pero’ che se ci fossero forme di vita batteriche, queste si dovrebbero sparpagliare per tutto il pianeta, non solo in determinati punti specifici. Tra l’altro, il cratere Gale e’ stato scelto per le sue proprieta’, per la presenza in passato di corsi d’acqua, insomma se c’e’ vita, dovrebbe essere anche in questo punto.

Torniamo pero’ ai dati di Mars Explorer. Su questa mappa abbiamo visto dei rilasci molto localizzati di metano, non certo un’atmosfera uniforme. Bene, proprio questa particolarita’, ci porta a pensare che il rilascio potrebbe essere causato da altro, non necessariamente da forme di vita.

Come anticipato, sulla Terra il contributo maggiore al metano in atmosfera viene, in qualche modo, da forme di vita. Queste pero’ non sono le uniche sorgenti di questo gas. Esistono processi geologici in grado di produrre metano e scaricarlo in atmosfera. Si tratta, nel nostro caso, di contributi minori rispetto a quelli delle forme di vita, ma comunque presenti e conosciuti. Se su Marte non c’e’ vita, ci potrebbero pero’ essere fenomeni analoghi, e questo spiegherebbe anche la minor concentrazione di metano in atmosfera. Altra ipotesi possibile e’ che su Marte sia presente “olivina”, un minerale che a contatto con l’acqua produce un altro minerale detto “serpentina”. In questo processo viene emesso metano. Abbiamo prove di questo? Certo, l’olivina e’ molto abbondante su Marte sia in superificie che nel sottosuolo. Perche’ pero’ in punti localizzati? Semplice, perche’ in quei punti ci potrebbero essere ancora serbatoi di acqua che sono andati in contatto con il minerale rilasciando metano.

Altra ipotesi che si sta facendo strada in queste ore e’ che oggi non ci sia vita su Marte, ma che magari ci fosse stata in passato.

Possibile questo? Come abbiamo visto, il metano prodotto in qualche modo arriva in atmosfera. Poi? Se il metano rimanesse stabile per sempre, allora sulla Terra, per fare un esempio, la sua concentrazione in atmosfera dovrebbe aumentare linearmente grazie ai continui apporti dagli esseri viventi. In realta’, il metano ha un tempo di vita abbastanza lungo, ma a causa della radiazione proveniente dal sole, viene scisso formando altri gas. La vita media di una molecola di metano in atmosfera e’ intorno a 300-400 anni.

Attenzione, allora e’ possibile che in passato ci sia stata la vita su Marte ed ora non c’e’ piu’ e anche il metano prodotto e’ scomparso. Questo non e’ del tutto vero dal momento che un organismo vivente produce metano ma anche un organismo in decomposizione produce metano. Inoltre, organismi decomposti nel sottosuolo, formano giacimenti di olii che non sono stai assolutamente osservati su Marte, pensate anche solo alla formazione di petrolio.

Detto questo, Curiosity non ha trovato la quantita’ di metano che ci si aspettava. I valori precedenti osservati, come visto rilasci localizzati, possono essere dovuti a fenomeni di natura geologica, che nulla hanno a che fare con la vita.

E’ altresi’ vero che Curiosity ha fatto le sue misure su una superficie ridotta di Marte e inoltre che si e’ limitata a raccogliere campioni a sua portata, cioe’ fino ad 1 metro di altezza da Terra.

Fatte queste considerazioni, la matassa non e’ ancora sbrogliata del tutto. Fatte salve le misure degli anni precedenti e queste di Curiosity, ci deve essere un processo non biologico che ha prodotto metano in atmosfera. Mi sento quasi di escludere del tutto che i rilasci osservati siano di natura biologica, ma questa e’ una mia considerazione personale.

Come studiare il problema?

Semplice, sono gia’ in fase di studio nuove missioni per Marte. La missione Exomars prevede nel 2016 la messa in orbita intorno al pianeta rosso di un satelite per misurazioni dei gas e nel 2018 due nuovi rover in superficie. Questa missione e’ gestita sia dalla NASA che dalla nostra ESA. Oltre a questo, il contributo italiano a questa missione e’ davvero notevole sia dal punto di vista della ricerca che di componentistica realizzata dalle nostre aziende.

Missioni di questo tipo potrebbero aiutarci a capire meglio l’origine del metano e dare una risposta definitiva sulla presenza o meno di vita su Marte.

Ultimissima considerazione, dire non c’e’ metano e’ equivalente a dire non c’e’ vita? Assolutamente no. Anche qui sulla Terra conosciamo diverse forme batteriche che non producono questo gas nel loro metabolismo. Questo ci fa capire nuovamente che questa non e’ una condicio sine qua non. Anche avere tantissimo metano non significa necessariamente avere vita. Pensate, ad sempio, a Titano, satellite di Saturno. Qui l’atmosfera e’ pregna di metano, ci sono laghi di metano, precipitazioni di metano, eppure, a nessuno verrebbe in mente di cercare la vita su Titano.

Come vedete, il discorso e’ sempre aperto, e, al momento, non possiamo certo escludere o dare per certa una qualche forma di vita su Marte. Le ricerche future potranno aiutarci a meglio comprendere questi aspetti o magari anche solo a capire se in passato si possano essere sviluppate forme di vita su qualche pianeta del Sistema Solare.

 

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I “tappi” del Mar Morto

24 Set

In questo articolo, vorrei tornare a parlare di sinkhole, ma in una veste diversa rispetto a quanto fatto negli articoli precedenti. Per chi li avesse persi, abbiamo parlato di questo fenomeno in questi post:

Enorme cratere si apre in Cina

Enormi voragini si aprono in Florida

Numerosi Sinkhole a Samara

Come visto, con sinkhole si intendono quelle enormi voragini, o doline, che si possono creare a causa di un cedimento del terreno. Negli articoli precedenti abbiamo gia’ discusso le diverse aree del pianeta in cui questo fenomeno e’ piu’ presente, mostrando anche, a volta per cause naturali, altre per colpa dell’uomo, come negli ultimi anni questo fenomeno ha provocato anche diversi danni, ed in alcuni casi anche vittime, in alcune zone.

Come anticipato, questa volta, vorrei parlare di sinkhole in una chiave diversa, cioe’ concentrandoci nel caso del Mar Morto. Come sapete bene, questo specchio d’acqua e’ assolutamente unico nella sua specie. Prima di tutto, si trova nella depressione piu’ profonda della Terra. Inoltre, essendo dotato solo di immissari minori senza emissari, e grazie anche alla forte evaporazione dovuta alle temperature, il Mar Morto detiene il record di salinita’.

Proprio a causa dell’elevata percentuale di sale nelle acque, la vita nel Mar Morto e’ praticamente impossibile, fatta eccezione per alcune specie di batteri. La percentuale di sale disciota nelle acque non e’ costante ma aumenta all’aumentare della profondita’. Questo e’ del tutto comprensibile ragionando sul fatto che le acque proveniente dai fiumi in ingresso, principalmente il Giordano, rimane in superficie perche’ meno densa di quella salata al di sotto. Detto in altri termini, possiamo distinguere degli strati orizzontali caratterizzzati da proprieta’ chimiche molto diverse.

Scendendo a 40 metri, la concentrazione di sale nelle acque e’ di circa 300 grammi per Kg di acqua. Questo valore e’ circa 8 volte maggiore di quello che si ha tipicamente nell’Oceano Atlantico. Come anticipato prima, scendendo a 100 metri di pronfondita’, si arriva anche a 330 grammi di sale per Kg di acqua.

Effetto della salinita' sul galleggiamento

Effetto della salinita’ sul galleggiamento

Per darvi un’idea di questi valori, pensate che galleggiare sulle acque del Mar Morto e’ estremamente facile per chiunque. Nuotare e’ invece estremamente faticoso perche’ una parte troppo estesa di corpo si troverebbe al di fuori dell’acqua.

Bene, cosa c’entrano i sinkhole con il Mar Morto?

Da ricerche condotte negli ultimi anni, si e’ evidenziato come il Mar Morto stia scomparendo molto rapidamente. Le sponde del lago si stanno ritirando alla velocita’ di circa 1 metro all’anno, un valore elevatissimo se confrontato con quello naturalmente atteso.

Man mano che il Mar Morto si ritira, sulla parte di terreno lasciata libera si formano in continuazione sinkhole, come quello mostrato in questa foto:

Sinkhole vicino alla riva del Mar Morto

Sinkhole vicino alla riva del Mar Morto

Si tratta di depressioni a forma di scodella che si creano nel terreno asciutto e con profondita’ variabile fino anche a 10 metri. Quello che piu’ impressiona e’ il numero di queste depressioni. Ad oggi, si stima che ci siano circa 3000 doline intorno al Mar Morto. Per darvi un’idea della portata del fenomeno, fino a qualche anno fa, se ne contavano solo circa 40.

A parte l’effetto del sapere di una ritirata cosi’ veloce e della formazione di doline a questo ritmo, la natura e l’origine di questi sinkhole e’ facilmente spiegabile. Come detto, la caratteristica principale delle acque del Mar Morto e’ l’elevatissima concentrazione di sale. Avete mai provato a mettere in continuazione sale dentro un bicchiere d’acqua? Cosa succede? Inizialmente il sale si scioglie. Dopo una certa quantita’, l’acqua non e’ piu’ in grado di sciogliere il sale perche’ ne e’ satura. In termini chimici, avete raggiunto la costante del prodotto di solubilita’, cioe’ la quantita’ di sale che l’acqua e’ in grado di sciogliere. Valori diversi sono trovabili per ciascun sale in un solvente.

Nel caso del Mar Morto, a causa dell’elevata concentrazione, negli strati piu’ bassi si forma un accumulo di sale. Quando le acque si ritirano, queste lasciano grosse quantita’ di sale nel terreno, anche sotto la superficie libera. In queste condizioni, un riversamento di acqua dolce, proveniente da una qualsiasi fonte, come ad esempio la pioggia, scioglie il sale sotto il terreno creando una vuoto sotto la superficie. A questo punto, non avendo piu’ un sostegno nella parte inferiore, il terreno collassa formando appunto questi sinkhole.

Come vedete, il fenomeno e’ facilmente spiegabile, pensando proprio al prosciugamento del Mar Morto.

Nonostante questo chiarisca il fenomeno della formazione delle doline, e’ interessante chiedersi a cosa sia dovuto un prosciugamento cosi’ rapido. Come spesso avviene in questo genere di fenomeni, la causa e’ da ricercarsi nell’attivita’ umana.

Come anticipato, il Mar Morto e’ dotato solo di immissari di scarsa portata che apportano acqua dolce. Negli ultimi anni, notevoli quantita’ di queste acque sono state deviate per irrigare i campi. Trattandosi di una zona molto desertica, questo e’ l’unico modo di sostenere l’agricoltura. Si stima che a causa di questa pratica, circa il 15% del volume delle acque sia stato deviato rispetto al percorso naturale. Oltre all’agricoltura, alcune aziende del posto, soprattutto nate per la produzione di carbonato di potassio, hanno seguito la stessa pratica per avere una fonte d’acqua indispensabile per alimentare il processo industriale.

Risultato di questa pratica e’ che il bilancio complessivo di acque del Mar Morto, dato dalla differenza tra immissioni ed evaporazione, e’ divenuto negativo. Conseguenza di questo e’ ovviamente un prosciugamento graduale del Mar Morto.

Esiste una soluzione al problema?

Ovviamente, molte soluzioni sono sotto studio per cercare di fermare, o anche arginare, la diminuzione della superficie. A tal proposito, una proposta molto interessante vorrebe la creazione di un corridoio per collegare il Mar Morto al Mar Rosso e apportare acqua al primo. Il solco in questione e’ gia’ stato ribattezzato “condotto della pace”. Questa soluzione non piace pero’ ne agli ambientalisti ne tantomeno agli esperti di politiche internazionali. La spiegazione di queste opinioni e’ davvero molto semplice. In primo luogo, si rischia di compromettere irrimediabilmente un ecosistema molto delicato come quello del Mar Morto mediante immissione di acqua con caratteristiche profondamente diverse. Dal punto di vista politico invece, la situazione, tipica di tutta l’area mediorientale, e’ ovviamente legata ai rapporti non proprio rosei dei paesi interessati. Come sapete, le sponde del Mar Morto toccato Israele, Giordania e Cisgiordania. Paesi con equilibri davvero molto delicati e tra cui difficilmente si raggiungerebbe un accordo per la realizzazione del condotto di collegamento.

 

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Ancora sugli esopianeti

15 Ago

Come sapete, siamo soliti tornare su argomenti gia’ trattati, qualora su questi venissero richiesti dettagli aggiuntivi o, sopratutto, quando qualcosa di nuovo viene scoperto o introdotto.

Questa volta vogliamo tornare a parlare di esopianeti, su cui molto avevamo detto in questi articoli:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Perche’ torniamo a parlarne?

Perche’ tutti e due i motivi sopra indicati convergono su questo argomento. Prima di tutto, nella sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stato suggerito di parlare della presunta scoperta di un nuovo esopianeta che sembrerebbe poter essere il corpo extrasolare piu’ simile alla nostra Terra e poi perche’ ci sono anche delle novita’ di cui vorrei parlare.

Andiamo con ordine.

Come potete leggere, la richiesta era relativa all’esopianeta KOI-4742.01. Come giustamente detto, di questo pianeta si e’ avuta l’evidenza solo pochi giorni fa. Perche’ parlo di evidenza e non di scoperta? Usando un linguaggio piu’ simile a quello della fisica delle particelle, si parla di evidenza quando c’e’ il sospetto che potrebbe esserci un corpo in quella zona dell’universo che stiamo osservando, ma ancora non vi e’ la certezza. Per KOI-4742.01 la situazione e’ proprio questa. Come visto negli articoli precedenti, gli esopianeti vengono identificati con il metodo dei passaggi. Per prima cosa, si identifica la stella intorno ala quale potrebbe esserci un sistema stellare. Dopo di che, si osserva questa stella cercando di misurare le minime variazioni di luminosita’ che si hanno quando un pianeta gli passa davanti. Questo e’ il metodo utilizzato per identificare i pianeti fuori dal sistema solare. Come potete facilmente immaginare, si tratta di un metodo molto complicato basato su variazioni minime di luminosita’ percepite ad una distanza cosi’ lontana. Proprio per questo motivo, ruolo determinante in questa ricerca e’ sicuramente quello del telescopio. Strumenti sempre piu’ potenti e precisi, possono consentire di identificare pianeti sempre piu’ lontani e piccoli.

Perche’ parliamo tanto di esopianeti?

Come detto in passato, lo studio di questi corpi e’ di fondamentale importanza per cercare di capire dove si potrebbe essere sviluppata la vita. Qui non stiamo parlando di video fasulli di UFO che passano da qualche parte, ma di una seria ricerca scientifica volta ad identificare pianeti potenzialmente abitabili. Come detto diverse volte, vi ricordo che quando parliamo di vita, non intendiamo necessariamente omini verdi che parlano e girano su astronavi. Ogni qualsiasi forma di vita, dal batterio alla forma piu’ complessa, possono aiutarci a capire meglio la formazione del nostro universo e soprattutto in quali e quanti casi si possono formare le condizioni per ospitare la vita.

Cosa ha di speciale KOI-4742.01?

Come anticipato, si tratta del potenziale esopianeta piu’ simile alla Terra. Cosa significa? Al momento ci sono piu’ di 3500 potenziali esopianeti, di cui quasi 1000 certi e identificati. Volendo fare una ricerca per trovare zone potenzialmente abitabili, di quali parametri terremo conto? Detto in altri termini, come possiamo dire se un pianeta e’ adatto o no per ospitare la vita?

Negli articoli precedenti, avevamo parlato di “zona di abitabilita’”, intendo quella fascia di distanze dalla stella centrale in grado di assicurare la formazione di acqua sul pianeta e delle temperature, diciamo, decenti, cioe’ non troppo calde ne’ troppo fredde.

Per poter procedere in modo sistematico e scientifico, e’ stato introdotto un indice matematico proprio per racchiudere queste caratteristiche. Come indicato nel commento da cui siamo partiti, si tratta del cosiddetto ESI, cioe’ “indice di similarita’ alla Terra”. Come funziona? Volendo utilizzare una terapia d’urto, vi faccio vedere la formula che definisce l’ESI:

esi_formula

Non spaventatevi, altro non e’ che il prodotto di probabilita’ ottenuto mettendo insieme 4 fattori: il raggio del pianeta, la densita’ interna, la velocita’ di fuga (indicatore della gravita’ sul pianeta) e la temperatura media della superficie. Ogni parametro viene confrontato con quelli della Terra e pesato in modo diverso. In tal senso, per la potenziale formazione della vita, si considera la temperatura superficiale piu’ importante del raggio e cosi’ via. Mettendo i parametri nella formula, ottenete una valore compreso tra 0 e 1, dove 1 indica qualcosa identico alla nostra Terra.

KOI-4742.01 ha un ESI pari a 0,91 ed e’, qualora venisse confermato, l’esopianeta piu’ simile alla Terra trovato fino a questo punto. Prima di questo, il primo posto in classifica spettava a Kepler-62e, con un ESI pari a 0,83. Per essere precisi, dobbiamo dire che il primo posto in classifica spetta ancora a Kepler-62e, dal momento che KOI-4742.01 non e’, come detto in precedenza, stato ancora confermato. Allo stesso modo, esistono anche altri esopianeti non confermati che potrebbero avere un ESI maggiore di 0,83, anche se minore di quello di KOI-4742.01.

Il sito piu’ completo e aggiornato con tutte le recenti scoperte e con tantissime informazioni su questo tipo di ricerche e’ senza dubbio quello del PHL, cioe’ Planet Habitability Laboratory, gestito dall’universita’ di Porto Rico:

PHL site

Come potete vedere, qui trovate tantissime informazioni sulla ricerca in corso di esopianeti, insieme anche al catalogo aggiornato sia dei corpi identificati che di quelli sospetti:

PHL, database

Nell’immagine che segue, trovate poi la classifica dei pianeti con ESI maggiore gia’ confermati:

Classifica degli esopianeti confermati con ESI maggiore

Classifica degli esopianeti confermati con ESI maggiore

Prima di concludere, vorrei darvi qualche informazione aggiuntiva. Come potete vedere sul sito del PHL, gli esopianeti vengono anche classificati in base alla loro tipologia: terrestre caldo, superterrestre, subterrestre, mercuriano, ecc. Questa identificazione viene data considerando la tipologia di pianeta, se roccioso o meno, la temperatura e la massa del pianeta. Per farvi un esempio, Kepler-62e e’ classificato di tipo superterrestre, avendo una massa di circa 3 volte e mezzo quella della Terra. Anche questa distinzione risulta molto importante per la classificazione dei pianeti in base alla loro possibilita’ di ospitare o meno la vita.

Proprio per questo motivo, capite bene che l’ESI e’ si un parametro molto importante ma non e’ l’unico utilizzato. Nella classificazione degli esopianeti, si tiene conto di 7 parametri definiti a partire dala nostra Terra. Oltre all’indice di similarita’, si tiene conto della posizione, se in fascia abitabile o meno, dell’abitabilita’ per piante e vegetazione complessa, che dipende anche dall’umidita’ oltre che dalla temperatura, della tipologia dell’interno del pianeta, oltre che alla densita’ inserita nell’ESI qui si tiene conto se il nucleo e’ ricco di ferro o no, e tanti altri parametri importanti per la vita.

Concludendo, la ricerca degfli esopianeti continua senza sosta e il database di corpi conosciuti fuori dal nostro sistema solare cresce senza sosta. Come sappiamo bene, uno degli scopi principali di questa ricerca e’ quello di determinare se su qualche pianeta esistono le condizioni per la formazione e lo sviluppo di forme di vita. A tal proposito, sono stati introdotti diversi indici per formalizzare e confrontare facilmente le caratteristiche degli esopianeti. Tra questi, ruolo determinante e’ quello dellESI, cioe’ l’indice di somiglianza alla Terra. Fate pero’ attenzione ad una cosa: se anche dovessimo trovare un pianeta del tutto simile alla Terra e con caratteristiche adatte alla vita, non significherebbe assolutamente che esiste la certezza di trovare vita su quel pianeta. Per questo, non resterebbe che andare a vedere con i nostri occhi!

 

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Deep Blue Dot

19 Lug

Diverse volte abbiamo parlato di esopianeti, indicando quei corpi esterni al nostro sistema solare ma che, come avviene per la Terra, ruotano intorno ad una stella madre:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ad oggi, moltissimi pianeti extrasolari sono stati individuati e studiati. Purtroppo, la grande distanza che ci separa, consente di fare importanti studi, ma di ricavare molti parametri attraverso misure indirette.

come evidenziato nei post precedenti, lo studio di questi pianeti appare molto interessante anche per la ricerca di ipotetiche forme di vita al di fuori della Terra. In questo senso, notevole importanza viene data ai pianeti orbitanti nella cosiddetta “fascia abitabile”. Come visto in passato, questa altro non e’ che la regione di spazio intorno alla stella madre dove, per implicazioni puramente meccaniche, il pianeta potrebbe essere potenzialmente in grado di ospitare la vita.

Negli ultimi anni, grazie anche ai tanti telescopi in orbita, sono stati individuati moltissimi pianeti nella fascia abitabile delle proprie stelle. Come discusso in precedenza, questo non significa affatto aver trovato la vita su altri pianeti. Se volete, in termini matematici, avere un pianeta in questa fascia e’ una condizione necessaria ma non sufficiente alla vita.

Perche’ torniamo a palrare di esopianeti?

Come potete immaginare, ogni qual volta viene pubblicata una nuova notizia inedita o interessante, facciamo un po’ il punto della situazione per capire lo stato di questa importante ricerca.

Proprio pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un articolo che parla di HD189733B. Come ormai abbiamo imparato, questo pianeta, di dimensioni simili a Giove, ruota intorno ad una stella madre chiamata HD189733.

La stella madre e’ una nana arancione e forma un sistema planetario distante circa 63 anni luce dalla Terra.

Ricostruzione artistica di Deep Blue Dot

Ricostruzione artistica di Deep Blue Dot

Vi dico subito che il pianeta in questione non si trova nella fascia abitabile della stella ed e’ stato scoperto con la solita tecnica dei transiti, cioe’ osservando il puntino nelle immagini quando il pianeta passa di fronte alla stella madre.

Cosa ha di interessante questo pianeta?

La scoperta risale al 2005 ma, negli ultimi anni, questo pianeta ha fatto parlare di se diverse volte. Nel 2007, mediante analisi spettrometriche delle emissioni, e’ stata evidenziata la presenza di vapore acqueo nell’atmosfera del pianeta. Ad oggi, questa caratteristica e’ stata trovata soltanto in due pianeti extrasolari.

Riuscire ad individuare il vapore e’ molto importante per lo studio degli esopianeti. Come potete immaginare, questa e’ un’altra importante condizione per assicurare la vita sul pianeta.

Perche’ abbiamo detto che HD 189733B non e’ pero’ in fascia abitabile?

Questo pianeta si trova ad una distanza troppo breve dalla sua stella madre. La temperatura media in questo caso sarebbe dell’ordine dei 1000 gradi centigradi. Ovviamente, troppo alta per pensare a forme di vita.

Oltre al vapore acque, nel 2008 e’ stato pubblicato un altro articolo sempre su questo pianeta in cui, studiando le immagini catturate da Hubble, sarebbe presente metano. Cosi’ come il vapore, anche questo gas e’ molto importante per la ricerca della vita sui pianeti. Ripeto nuovamente che questo particolare pianeta non si trova nella zona abitabile della sua stella ma, nonostante questo, affinare le tecniche di analisi ci consente di avere strumenti adeguati da utilizzare anche nello studio di altri pianeti extrasolari.

Ora, proprio in questi giorni, e’ stato pubblicato un nuovo articolo su questo pianeta. Per la prima volta, e’ stata ricostruita la mappa cromatica del corpo, riuscendo dunque a ricostruire il colore del pianeta.

Cosa e’ uscito fuori?

HD 189733 apparirebbe di un bel colore blu scuro. Proprio per questo motivo, il pianeta e’ stata subito ribattezzato “Deep Blue Dot”, cioe’ punto blu scuro.

Come sappiamo bene, nel nostro sistema solare, la Terra e Nettuno godono di questa proprieta’. In particolare, per il nostro pianeta, il colore dominante e’ dovuto agli oceani.

Attenzione, qui trovate qualche ipotesi complottista in giro per la rete. C’e’ vapore, c’e’ metano, e’ blu come la Terra, qui ci stano nascondendo qualcosa e il pianeta e’ abitato.

Niente di tutto questo e’ reale ovviamente. Il blu scuro, caratteristico del pianeta, e’ dovuto, con buona probabilita’, alla presenza di silicio nell’atmosfera. Inoltre, dalle analisi fatte, si e’ evidenziato come il clima su Deep Blue non e’ affatto accogliente, con violente tempeste con venti fino a migliaia di kilometri all’ora e le temperature di cui abbiamo parlato.  Detto questo, il colore blu e’ solo dovuto al silicio in atmosfera, che riflette la luce proveniente dallla stella madre in questo intervallo di lunghezze d’onda. Dunque, assolutamente nessun oceano di acqua.

Concludendo, la ricerca sugli esopianeti continua ad andare avanti e, molto di frequente, ci riserva delle sorprese o dei notevoli passi avanti. Nel caso visto di HD 189733, e’ stato evidenziato non solo il colore blu scuro del pianeta, che ricorda molto la nostra Terra, ma soprattutto la presenza di vapore d’acqua e metano. Purtroppo, con temperature di 1000 gradi dovute alla vicinanza alla stella madre, Deep Blue non si trova assolutamente nella fascia abitabile e dunque non e’ un candidato per la ricerca di vita al di fuori del nostro sistema Solare.

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.