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La curiosità del mese

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Vita su Venere?

La curiosità del mese di ottobre 2020 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - L'atmosfera di Venere vista nell'ultravioletto dalla sonda Pioneer Venus Orbiter nel 1979.
Fig. 1 - L’atmosfera di Venere vista nell’ultravioletto dalla sonda Pioneer Venus Orbiter nel 1979.

Venere è spesso presentato come il pianeta gemello della Terra.
Infatti è grande quasi come la Terra e ha più o meno la stessa massa, tanto che un uomo che pesa 80 chili sulla Terra ne peserebbe 70 su Venere.
La sua orbita è più vicina al Sole di circa il 70 per cento di quella della Terra: questo significa che riceve dal Sole il doppio di luce e di energia.
Dato che tutti i pianeti del sistema solare si sono formati insieme, hanno tutti la stessa età: circa 4 miliardi e mezzo di anni.
Ma le somiglianze tra Terra e Venere finiscono qui.
Venere è un vero inferno.
Alla sua superficie la temperatura è circa 470 gradi Celsius, così alta da fondere il piombo.
La pressione della sua densissima atmosfera, alla superficie, è 90 volte quella dell’atmosfera terrestre. La stessa che sentiremmo andando 900 metri sott’acqua.
Infatti le prime sonde russe che tentarono di atterrare sulla superficie di Venere si accartocciarono e implosero, perchè erano state progettate per resistere ad una pressione molto minore, di 20-30 atmosfere.

Fig. 2 - Il 76 per cento della luce solare viene riflessa dagli alti strati dell'atmosfera venusiana. Ma il resto penetra e raggiunge la superficie, dove viene assorbita e ri-irraggiata nella banda infrarossa. Ma la grande quantita' di anidride carbonica, che aveva lasciato passare la luce visibile, non lascia passare l'infrarosso. Questo e' l'effetto serra piu' colossale dell'intero sistema solare, responsabile delle temperature di oltre 470 gradi Celsius alla superficie del pianeta.
Fig. 2 - Il 76 per cento della luce solare viene riflessa dagli alti strati dell’atmosfera venusiana. Ma il resto penetra e raggiunge la superficie, dove viene assorbita e ri-irraggiata nella banda infrarossa. Ma la grande quantità di anidride carbonica, che aveva lasciato passare la luce visibile, non lascia passare l’infrarosso. Questo è l’effetto serra più colossale dell’intero sistema solare, responsabile delle temperature di oltre 470 gradi Celsius alla superficie del pianeta.

Il 96 per cento dell’atmosfera venusiana è fatto di anidride carbonica.
E il resto? Un po’ di azoto e di acido solforico.
La pressione dell’atmosfera è così densa da trasportare il calore uniformemente su tutto il pianeta, anche nella parte non illuminata dal sole, dove la notte dura 116 giorni terrestri, cioè circa 4 mesi. E quando albeggia avremmo una sorpresa: il Sole non sorge ad est, ma a ovest.
Infatti Venere ruota al contrario di tutti gli altri pianeti (a parte Urano, che praticamente rotola sul piano orbitale).
Il suo asse di rotazione non è inclinato, per cui, anche se potesse (e non può, per via della sua atmosfera) Venere non avrebbe stagioni. Sempre un caldo infernale, anche ai poli, anche di notte.

Fig. 3 - La fosfina e' una molecola composta da un atomo di fosforo e da tre atomi di idrogeno. Su Venere e' stata rivelata a latitudini intermedie.
Fig. 3 - La fosfina è una molecola composta da un atomo di fosforo e da tre atomi di idrogeno. Su Venere è stata rivelata a latitudini intermedie.

è come se Venere ci stesse dicendo: umanità, stai attenta!
Se continui a produrre anidride carbonica finirai come me! Anch’io da giovane ero come la vostra Terra, con laghi e mari d’acqua. Faceva caldo, è vero, ma era sopportabile.
Ogni tanto pioveva e rinfrescava. L’atmosfera non era così densa e durante le lunghissime albe e tramonti si stava bene.
Poi un piccolo aumento di anidride carbonica ha fatto sì che la luce del Sole assorbita dalla superficie e trasformata in raggi infrarossi cominciasse ad avere difficoltà a lasciare il pianeta: l’anidride carbonica la fa rimbalzare verso la superficie.
In questo modo la temperatura si alza, tanto che l’acqua comincia a bollire e trasformarsi in vapor acqueo. L’anidride carbonica disciolta nell’acqua viene liberata, e intrappola ancor di più la luce infrarossa, provocando ancora più caldo.
Adesso, anche se l’atmosfera di Venere riflette i 3/4 della radiazione solare, facendo di Venere l’astro più splendente del cielo visto dalla Terra, quel quarto che riesce a passare è sufficiente ad alimentare la fornace alla superficie del pianeta.
Chi mai potrebbe immaginare che in questo posto così ostile possa esserci qualcosa di vivo?

Fig. 4 - A grandi altezze, tra i 45 e i 60 km, la temperatura dell'atmosfera di Venere non e' eccessiva, e la pressione e' simile a quella terrestre. In questa zona potrebbero esistere dei micro-organismi responsabili della produzione della fosfina (figura dall'articolo di Seager et al., arXiv2009.0674).
Fig. 4 - A grandi altezze, tra i 45 e i 60 km, la temperatura dell’atmosfera di Venere non è eccessiva, e la pressione è simile a quella terrestre. In questa zona potrebbero esistere dei micro-organismi responsabili della produzione della fosfina (figura dall’articolo di Seager et al., arXiv2009.0674 - vedi sotto negli approfondimenti).

Eppure Carl Sagan aveva detto, più di 50 anni fa, che nonostante tutto c’era un posto su Venere dove la vita poteva esistere (o resistere...).
Ad alte quote: verso i 50 km di altezza la temperatura è di circa 50 gradi Celsius, e la pressione è di circa un’atmosfera, come quella terrestre.
Ma un conto è immaginare che ci possa essere, e un altro che ci sia sul serio ...
Ma ora abbiamo qualche motivo in più per crederci: un gruppo internazionale di ricercatori ha scoperto che su Venere c’è la fosfina.
Fosfina? E chi è costei?
È una molecola abbastanza semplice, fatta da un atomo di fosforo (come si intuisce dal suo nome) e da tre atomi di idrogeno.
Sembra una microscopica piramide, con l’atomo di fosforo all’apice e gli atomi di idrogeno che fanno da treppiede. Semplice, eppure così importante.
È stata trovata con un’osservazione da Terra, usando due strumenti che captano onde radio.

Fig. 5 - Un possibile ciclo di vita di un microbo su Venere. Alla giusta altezza, dove non fa tanto caldo, il microbo provoca intorno a se' la condensazione dell'acido solforico e del vapore acqueo presenti nell'atmosfera venusiana. Protetto da questa tuta spaziale, il microbo potrebbe vivere. Ma ben presto la gocciolina in cui vive si ingrossa, e la gravita' la fa cadere in basso, dove fa molto piu' caldo. La gocciolina evapora, e il suo ospite, se vuole sopravvivere, deve trasformarsi in spora e attendere che qualche corrente d'aria lo riporti piu' in alto, dove coagula un'altra gocciolina, si risveglia, germina e si puo' riprodurre (figura dall'articolo di Seager et al., arXiv:2009.0674).
Fig. 5 - Un possibile "ciclo di vita" di un microbo su Venere. Alla giusta altezza, dove non fa tanto caldo, il microbo provoca intorno a sè la condensazione dell’acido solforico e del vapore acqueo presenti nell’atmosfera venusiana. Protetto da questa "tuta spaziale", il microbo potrebbe vivere. Ma ben presto la gocciolina in cui vive si ingrossa, e la gravità la fa cadere in basso, dove fa molto più caldo. La gocciolina evapora, e il suo ospite, se vuole sopravvivere, deve trasformarsi in spora e attendere che qualche corrente d’aria lo riporti più in alto, dove coagula un’altra gocciolina, si risveglia, germina e si può riprodurre (figura dall’articolo di Seager et al., arXiv:2009.0674 - vedi sotto negli approfondimenti).

Infatti i ricercatori, 3 anni fa, avevano già visto alcune avvisaglie nei dati, e volendo una conferma, hanno usato uno strumento più grande, anzi lo strumento più grande del mondo per questo tipo di osservazioni, che si chiama ALMA ed è costituito da una schiera di grandi parabole, nel deserto di Atacama, in Cile.
Risultato: la fosfina c’è sul serio, non ci sono dubbi.
E perchè mai una molecola dall’aspetto così semplice (anche se non innocuo, sulla Terra è usata come antiparassitario) è così importante?
Perchè di solito è prodotta da organismi viventi, e su Venere pare che non ci siano altri modi per produrne nella quantità osservata.
Ma non pensate a venusiani con le orecchie a punta ... Semmai a dei microbi strani, capaci di vivere a grandi altezze nell’atmosfera pesante di Venere, che abitano dentro a delle goccioline di acido solforico grandi circa un micron, con solo qualche molecola sparsa di acqua.
E anche questo non è sicuro: il fatto che non sappiamo cosa altro li possa fare non vuol dire che siano proprio dei micro-organismi a farli.
Potrebbe essere un qualche processo più prosaico, non biologico, che non abbiamo ancora scoperto ...
Però, però ... Finora avevamo scoperto, sugli altri pianeti, asteroidi e comete, qualche "mattone" propedeutico alla vita, e neanche molto complesso.
Adesso invece si tratta di una molecola prodotta da organismi viventi. L’eccitazione è quindi perfettamente giustificata.
Che fare quindi? Crederci? Dubitare?
No, come sempre in scienza: continuare ad indagare. Si impone quindi una visita.
Non di un equipaggio umano, ma di una sonda, capace magari di lanciare un pallone che galleggi nella densa atmosfera all’altezza giusta.

Per saperne di più:

Fosfina su Venere? BepiColombo darà un’occhiata - da Media Inaf del 23/09/2020

Vita su Venere: tracce di possibile origine biologica - da Media Inaf del 14/09/2020

The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere - Articolo in inglese che descrive il possibile ciclo di vita del microbo venusiano.

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