Titan 11st Jun 2013 - N00211568-79-71 natural color
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute - Processing: 2di7 & titanio44
Un nuovo studio basato su uno dei più comuni composti antigelo, il metanolo, apre nuove possibilità per la vita sui mondi ghiacciati del nostro Sistema Solare.
Il metanolo, noto anche come alcol metilico, è il più semplice degli alcoli, incolore, infiammabile e tossico.
Utilizzato nell'industria come antigelo, dovrebbe ovviamente aiutare a prevenire il congelamento ma gli scienziati ritengono che possa essere presente sulla grande luna di Saturno, Titano, intrappolato in gabbie simili al ghiaccio.
Questa scoperta potrebbe influenzare le teorie sullo sviluppo della vita oltre la Terra.
Titano è l'unico corpo del Sistema Solare, oltre al nostro pianeta, ad avere liquido stabile in superficie: idrocarburi invece di acqua. Tale caratteristica ha contribuito a diverse speculazioni sulla possibilità che questa luna, dalle dinamiche complesse, possa sostenere la vita.
Oltre ai bacini di superficie, recenti scoperte, con importante contributo italiano, farebbero pensare che Titano possieda anche un oceano sotterraneo, nascosto sotto la crosta ghiacciata.
Credit: A. Tavani
A causa della variazione della forza mareale esercitata da Saturno, la forma di Titano cambia notevolmente e le deformazioni rilevate fanno pensare che Titano non sia costituito interamente di materiale solido (ghiaccio e rocce). Poiché l'acqua è abbondantemente presente in forma ghiacciata sulla superficie di molte lune del nostro Sistema Solare, l'acqua liquida è la composizione più logica per l'oceano sotterraneo ipotizzato.
Ma affinché possa esistere acqua allo stato liquido, dovrebbero essere presenti anche molecole in grado di agire come antigelo, per bloccare la formazione del ghiaccio a temperature al di sotto del punto di congelamento.
Un possibile composto antigelo su Titano potrebbe essere l'ammoniaca, comunemente utilizzata sulla Terra nei fertilizzanti e nei detergenti per la casa. Mentre, un altro prodotto potrebbe essere proprio il metanolo.
Le stime indicano che un oceano d'acqua sotterraneo, di almeno 90 chilometri di spessore, potrebbe esistere su Titano purché contenga circa il 4 per cento di metanolo e l'1 per cento di ammoniaca.
Fino ad oggi però, gli studi avevano suggerito che, mentre l'ammoniaca, pur avendo proprietà antigelo, può rimanere intrappolata all'interno dei reticoli di ghiaccio noti come clatrati idrati, il metanolo non subiva stessa sorte. Per questo motivo, è stato largamente impiegato (e lo è tutt'ora) come antigelo anche nel settore industriale, per oleodotti e gasdotti, dove la formazione di clatrati idrati può costituire un vero problema, ostruendo le condutture.
Ma John Ripmeestered, autore principale dello studio, e i suoi collaboratori, hanno scoperto che anche il metanolo può rimanere intrappolato all'interno dei clatrati idrati. E non solo: a quanto pare ne favorisce la formazione.
"Il metanolo, un materiale noto come antigelo e usato per prevenire la formazione di idrati nell'industria, in realtà contribuisce alla formazione di idrati a basse temperature", spiega Ripmeester.
In base agli esperimenti del team, in soluzioni formate da sola acqua e metanolo non si formano clatrati idrati ma, le simulazioni di dinamica molecolare hanno rivelato che le soluzioni contenenti acqua, metanolo e metano potrebbero formare queste gabbie simili al ghiaccio, in cui le molecole di gas rimangono imprigionate.
Il comportamento del metanolo è sorprendente proprio a basse temperature (come quelle che potrebbero esistere su Titano), favorendo la formazione di clatrati idrati solidi invece di sopprimerla.
Questi risultati sollevano molti interrogativi non solo per quanto riguarda i mondi ghiacciati del nostro Sistema Solare ma anche sull'utilizzo stesso del metanolo come antigelo sulla Terra, che dovrebbe prevenire la formazione di clatrati nelle tubazioni, soprattutto nelle regioni più fredde del nostro pianeta e nel profondo oceano.
Favorendo la formazione di clatrati idrati di metano sui corpi celesti ghiacciati, il metanolo potrebbe anche spiegare le concentrazioni relativamente alte di metano ed altri idrocarburi riscontrate sulla superficie di Encelado, altra luna di Saturno, nonostante la maggior parte di questi idrocarburi dovrebbe esser sfuggita dalla sua atmosfera molto tempo fa.
Tuttavia, il lato veramente interessante di questo studio è che la diffrazione di raggi X (XRD) ed esperimenti di spettroscopia NMR hanno dimostrato che, a temperature prossime ai 273 Kelvin (-0,15 Celsius), il metanolo rimane incorporato nel reticolo idrato insieme ad altre molecole ospiti.
Così, i clatrati idrati potrebbe riunire gli ingredienti chiave della vita, come l'acqua, l'ammoniaca e metanolo. La vicinanza di queste molecole rappresenta un ambiente favorevole per la produzione di composti organici più complessi e potrebbe essere la base per lo sviluppo di forme di vita.
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