I risultati, recentemente pubblicati su Cell Reports Physical Sciences, possono aiutare la ricerca della vita aliena e l'imminente esplorazione robotica degli oceani sotterranei sulle lune di altri pianeti.

Le lune di Giove e Saturno, tra cui Europa, Ganimede e Titano, sono i principali candidati all'interno del nostro Sistema Solare per ospitare la vita extraterrestre. Tutte dovrebbero avere grandi mari sotterranei contenenti diverse dozzine di volte il volume degli oceani sulla Terra. "Nonostante la sua designazione come 'marmo blu', la Terra è notevolmente secca rispetto a questi mondi", ha detto Baptiste Journaux, co-autore dello studio e assistente professore di scienze della Terra e dello spazio presso l'UW. "Più un liquido è stabile, più è promettente per l'abitabilità", ha aggiunto.

Ma gli oceani su queste lune possono contenere vari tipi di sali e dovrebbero variare da circa 150 chilometri di profondità su Europa, a più di 650 chilometri di profondità su Titano.
"Sappiamo che l'acqua sostiene la vita, ma la maggior parte degli oceani su queste lune è probabilmente inferiore a zero gradi Celsius e a pressioni superiori a qualsiasi altra cosa sperimentata sulla Terra", ha detto Journaux. "Avevamo bisogno di sapere quanto freddo può diventare un oceano prima di congelarsi completamente, anche nel suo abisso più profondo".
"I nostri risultati mostrano che i liquidi freddi, salati e ad alta pressione che si trovano nell'oceano profondo delle lune di altri pianeti possono rimanere liquidi a temperature molto più basse di quanto farebbero a pressioni più basse. Ciò estende la gamma di possibili habitat sulle lune ghiacciate e ci permetterà di individuare dove dovremmo cercare firme biologiche o segni di vita".

Lo studio si è concentrato sull'eutettica, ovvero la temperatura più bassa alla quale una soluzione salata può rimanere liquida prima del congelamento completo. Il sale e l'acqua sono un esempio: l'acqua salata rimane liquida al di sotto della temperatura di congelamento dell'acqua pura, uno dei motivi per cui le persone spargono sale sulle strade in inverno per evitare la formazione di ghiaccio.
Gli esperimenti hanno utilizzato apparecchiature UC Berkeley originariamente progettate per la futura crioconservazione di organi per applicazioni mediche e per la conservazione degli alimenti.

L'esperimento

Journaux, uno scienziato planetario ed esperto di fisica dell'acqua e dei minerali, ha collaborato con gli ingegneri della UC Berkeley per testare cinque diverse soluzioni saline a pressioni fino a 3.000 volte quella atmosferica (o 300 megaPascal), circa tre volte la pressione nella fossa oceanica più profonda della Terra .

"Conoscere la temperatura più bassa possibile affinché l'acqua salata rimanga liquida ad alte pressioni è fondamentale per capire come la vita extraterrestre potrebbe esistere e prosperare negli oceani profondi di questi mondi oceanici ghiacciati", ha affermato il co-autore Matthew Powell-Palm, della UC Berkeley, co-fondatore e CEO della società di crioconservazione BioChoric Inc.

Journaux ha recentemente iniziato a lavorare con il team della missione Dragonfly della NASA, che invierà un aeromobile sulla luna più grande di Saturno, Titano, nel 2027. La NASA sta anche guidando la missione Europa Clipper per esplorare la luna di Giove, Europa, nel 2024. Nel frattempo, nel 2023, l'Agenzia Spaziale Europea invierà la navicella spaziale JUICE per esplorare tre delle più grandi lune di Giove, Ganimede, Callisto ed Europa.