L’Esa mette nel mirino Encelado: a caccia di vita sotto il ghiaccio

C'è una piccola luna di Saturno, larga poco più del 10 per cento del nostro satellite naturale, che da vent’anni fa sognare gli astrobiologi di mezzo mondo. Si chiama Encelado ed è probabilmente il posto più promettente del Sistema Solare per rispondere a una domanda tanto semplice quanto enorme: siamo soli? Sotto la sua crosta ghiacciata, Encelado nasconde un oceano d’acqua liquida globale. E quell’oceano non se ne sta buono e nascosto: al polo sud della luna, lungo le celebri “strisce di tigre”, enormi geyser sparano nello spazio frammenti di quel mare sotterraneo, offrendo agli scienziati un campionamento gratuito di materiale che altrimenti si troverebbe chilometri sotto il ghiaccio. Sale, composti organici, forse persino gli ingredienti chimici della vita: tutto a portata di sonda. Proteggere gli oceani entro il 2030 non basta: il problema è rendere efficaci le aree marine protette Missione pensata a tavolino Un gruppo di ricercatori dell’Agenzia Spaziale Europea ha da poco reso pubblico un primo elenco dettagliato della strumentazione scientifica che potrebbe volare verso Encelado nell’ambito della futura missione L4, quarta grande missione del programma scientifico Voyage 2050 dell’Esa, dopo JUICE, LISA e NewAthena. Non si tratta di un dettaglio: parliamo della prima missione interamente concepita, finanziata e gestita dall’Esa con Encelado come destinazione primaria, un salto di qualità rispetto al passato, quando il contributo europeo era arrivato “in prestito” a bordo di missioni a guida Nasa. Secondo quanto emerso dagli studi preliminari, la missione dovrebbe partire indicativamente intorno al 2042, per raggiungere il sistema di Saturno nei primi anni Cinquanta, un momento scelto non a caso: in quel periodo Saturno riceverà un’illuminazione solare più favorevole per le operazioni della sonda. Prima di posarsi su Encelado, l’orbiter dedicherà del tempo a esplorare anche le altre lune del gigante gassoso, raccogliendo dati lungo il percorso. Il cuore della missione è il lander che toccherà il suolo ghiacciato di Encelado. Il carico utile ipotizzato include: uno spettrometro di massa per analizzare la composizione chimica dei campioni; una microcamera per l’osservazione ravvicinata del terreno; strumenti meteorologici e geofisici per studiare l’ambiente locale; un sistema di rilevamento di biomarcatori direttamente in loco; telecamere di discesa, per documentare l’atterraggio e un sistema di campionamento per raccogliere e processare il materiale superficiale. Non è un dettaglio che il lander sarà alimentato interamente a batterie, con l’energia razionata con grande attenzione per sostenere le operazioni sul campo. Gli studi preliminari indicano che dovrà funzionare per almeno due settimane sulla superficie: un tempo relativamente breve, che impone scelte tecniche stringenti su ogni singolo strumento a bordo. C’è poi una sfida tutta particolare, quasi poetica: il suolo di Encelado è costantemente “innevato” da minuscole particelle di ghiaccio che ricadono dai pennacchi criovulcanici attivi, la stessa “neve” che si origina dall’oceano sottostante. Da un lato è una manna, perché potrebbe depositare direttamente sugli strumenti materiale ricco di sali, composti organici e potenziali biosignature. Dall’altro, rappresenta un rischio concreto di contaminazione e di interferenza con le misurazioni. Mentre il lander scava in profondità, l’orbiter avrà il compito di osservare Encelado dall’alto e di fare da ponte di comunicazione con la Terra. Il suo carico scientifico dovrebbe comprendere diverse telecamere per l’imaging nel visibile e in altre lunghezze d’onda; un magnetometro per studiare il campo magnetico locale; un radar a penetrazione di ghiaccio, capace di “vedere” sotto la crosta ghiacciata; analizzatori di polveri e gas. Il passato della Terra è andato perso, ma la Luna lo ha conservato per noi Il debito con Cassini-Huygens Se oggi si può progettare con tanto dettaglio una missione dedicata a Encelado, il merito è in larga parte della missione Cassini-Huygens della Nasa, che ha esplorato il sistema di Saturno dal 2004 al 2017 con un contributo europeo tutt’altro che marginale. Fu proprio un gruppo di ricercatori tedeschi a guidare il Cosmic Dust Analyzer a bordo di Cassini, lo strumento che rilevò sali di sodio e potassio nei grani ghiacciati provenienti da Encelado: la prova decisiva, all’epoca, dell’esistenza di un oceano liquido sotto la crosta della luna. Prima di Cassini, però, Encelado era rimasto un enigma quasi per due secoli. Scoperto nel 1789, ha ricevuto solo due visite fugaci, quelle delle sonde Voyager 1 e Voyager 2 della Nasa, rispettivamente nel 1980 e nel 1981. Tutto è cambiato a partire dal 2005, quando Cassini ha iniziato a studiare da vicino la piccola luna. Il primo sorvolo, nel febbraio, rivelò l’interazione tra il campo magnetico di Saturno ed Encelado; il mese successivo un secondo passaggio scoprì particelle di ghiaccio in orbita attorno al satellite. Ma il momento davvero spartiacque arrivò con un sorvolo a bassissima quota, appena 175 chilometri dalla superficie: fu allora che Cassini svelò per la prima volta le “strisce di tigre” al polo sud, le fratture da cui sgorgano tuttora i getti dell’oceano sotterraneo verso lo spazio. Un archivio di cinque milioni di anni: negli abissi del cimitero delle balene Vulcano e magma C’è un vulcano sottomarino, nato quasi per caso al largo di Mayotte, che si sta rivelando una finestra sui primissimi 100 milioni di anni della storia della Terra. Le sue lave, secondo un nuovo studio pubblicato su Nature, custodiscono tracce chimiche di un’epoca in cui il pianeta non era altro che una palla di roccia fusa: l’oceano di magma primordiale che seguì la formazione della Luna. Per capire la portata della scoperta bisogna tornare indietro fino all’eone Adeano, agli albori della storia terrestre. Un corpo grande quanto Marte si schiantò contro la Terra ancora giovane, un impatto talmente colossale da strappare via i detriti da cui, secondo l’ipotesi più accreditata, si formò poi la Luna. Quello scontro liberò un’energia tale da fondere l’intera superficie del pianeta, avvolgendolo in un oceano di magma a scala globale. Nei milioni di anni seguenti, mano a mano che il calore si disperdeva, quella roccia fusa iniziò lentamente a raffreddarsi e a cristallizzare, dando origine alla primissima crosta terrestre sopra un mantello ancora incandescente. Da tempo alcuni geologi sospettavano che qualche residuo di quella cristallizzazione iniziale potesse essere sopravvissuto, sepolto da qualche parte nel mantello profondo. Mancava però lo strumento giusto per andarlo a stanare. La svolta è arrivata quasi per caso. Nel maggio 2018 un insolito sciame sismico scosse le acque al largo di Mayotte, isola francese incastonata tra Madagascar e Mozambico. Studiando l’origine di quelle scosse, i ricercatori si imbatterono in un vulcano fino ad allora sconosciuto, sorto sul fondale una cinquantina di chilometri più a est: lo battezzarono Fani Maoré. Nei tre anni successivi le sue eruzioni riversarono così tanto magma da far sprofondare l’isola di Mayotte di circa venti centimetri, un cedimento misurabile persino dalla superficie. Fu proprio quella singolare “gravidanza vulcanica” ad attirare l’attenzione della geochimica Catherine Chauvel, del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica (Cnrs), che insieme al suo team raccolse campioni di roccia sia dal neonato Fani Maoré sia dal più antico sistema vulcanico di Mayotte, per confrontarne la composizione chimica. Voyager 1 e il confine di un giorno luce: l’ultima frontiera della comunicazione umana La collaborazione con Claudine Israel dell’Università di Cambridge, e con i laboratori dell’Institut de Physique du Globe di Parigi, ha permesso di applicare una tecnica analitica di altissima precisione, capace di misurare differenze minuscole negli isotopi del neodimio: una sorta di firma chimica che racconta come l’oceano di magma primordiale si sia cristallizzato durante il raffreddamento del giovane pianeta. Il risultato, pubblicato ora sulla rivista Nature con il titolo “Hadean bridgmanite in the source of a present-day ocean island”, ha mostrato che le lave di Fani Maoré presentano un rapporto tra neodimio-142 e neodimio-144 significativamente più alto rispetto sia a quelle di Mayotte sia allo standard terrestre di riferimento. Una differenza piccola sulla carta, ma statisticamente solida, e dal significato enorme: indica la presenza di una porzione di mantello antichissimo, sfuggita per miliardi di anni al rimescolamento convettivo, e ancora relativamente ricca di bridgmanite, il minerale che si ritiene sia stato tra i primi a solidificarsi dall'oceano di magma originario. In altre parole, un frammento di Terra “delle origini” sarebbe rimasto pressoché intatto in profondità, per poi risalire in superficie proprio grazie al pennacchio mantellico che alimenta l’arcipelago delle Comore. Secondo Israel, il dato suggerisce che il mantello terrestre potrebbe non essersi mai davvero omogeneizzato del tutto, come molti geologi avevano ipotizzato, e apre una strada per ricostruire con maggiore precisione le tappe della solidificazione dell’oceano di magma primordiale. Se i dati raccolti su Fani Maoré verranno confermati da ulteriori campionamenti, la scoperta rimetterebbe in discussione uno dei paradigmi più radicati della geologia moderna: quello di un mantello terrestre rimescolato in modo pressoché uniforme nel corso di miliardi di anni.