Due Domande:
1) QUALI SONO I CORPI PIU’ PROMETTENTI
- VENERE
- MARTE
- EUROPA
- TITANO
- ENCELADO
2) QUALI FORME DI VITA POTREBBERO
OSPITARE:
- procarioti
- eucarioti
- vita intelligente
18 dicembre 2015
La ricerca di vita nell'universo
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Cusano
Huygens
Kant
Gauss
erano convinti che esistessero altri mondi
abitati, ma senza averne alcuna prova
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La ricerca di vita nell'universo
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Planisfero di Marte disegnato da
Schiaparelli nel 1878
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La ricerca di vita nell'universo
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VITA su MARTE
Nel 1892 Flammarion affermò:
“Che questo pianeta vicino sia effettivamente sede
della vita è ciò che testimoniano tutte le
osservazioni.
Ma ci è ancora impossibile formarci qualche idea
sulla forma che questa vita ha potuto rivestire”.
(C. Flammarion: La planète Mars
et ses conditions d’habitabilité,
Parigi 1892)
Fino al 1909, la maggior parte
degli astronomi era convinta
che Marte e Venere fossero
abitati.
Quell’anno Eugenios
Antoniadi, osservando Marte
con un telescopio più potente
di quello di Schiaparelli, smentì
l’esistenza di canali su Marte.
18 dicembre 2015
E Alfred Wallace trovò che
Marte doveva aver una
temperatura troppo bassa per
ospitare la vita.
La ricerca di vita nell'universo
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CONDIZIONI FISICHE DEI PIANETI TERRESTRI
Mercurio
Venere
Terra
Temper. <750 °C 460 °C
Pressione trascurabile 92 atm.
18 dicembre 2015
15 °C
1atm.
La ricerca di vita nell'universo
Marte
-60 °C
0.007atm.
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ESTREMOFILI
La vita prolifera
sulla Terra anche in
condizioni estreme
di temperatura e
pressione simili a
quelle che troviamo
su Marte, Europa e
Titano
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VITA NEI SISTEMI IDROTERMALI
L’energia di cui ha bisogno la
vita può anche non provenire
dal Sole.
Vicino alle dorsali oceaniche ci
sono delle sorgenti idrotermali
sottomarine attorno a cui
proliferano delle comunità
viventi, che sfruttano l’energia
geotermica.
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VENERE
A differenza della Luna Venere varia il suo
diametro apparente tra 10 e 64 secondi d’arco,
per il forte cambiamento di distanza dalla Terra.
Immagine del Transito di
Venere sul disco solare l’8
giugno 2004.
La luce del Sole illumina la
densa atmosfera del
pianeta.
Schulze-Makuch e Irwin studiando
l’acqua delle nubi venusiane trovano
caratteristiche che indicano la
possibile esistenza di batteri.
MARTE
Crater Victoria ben osservato dal rover Opportunity
Il Clima di MARTE in passato


In passato
l’acqua
scorreva sulla
superficie
(atmosfera più
densa, clima più
caldo)
Questo fa
ritenere che su
Marte possa
essere
sbocciata la vita
prima che sulla
Terra.
Il Clima di Marte Oggi


Ora è freddo e secco, la
temperatura media è di 215
K all’equatore, con minimi a
150 K e massimi a 280 K
La pressione atmosferica è
circa 7 mbar
Elementi pro acqua su Marte
nel passato

strutture simili a letti di fiumi
18 dicembre 2015
La ricerca di vita nell'universo
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Presenza recente d’acqua in
superficie?

Nelle immagini ad alta
risoluzione sono
visibili delle gole,
scavate lungo
scarpate e bordi di
cratere, chiamate
gullies.
Oggi su Marte potrebbe esserci
acqua liquida
- acqua nella calotta polare (sonda Phoenix)
- piccole ma significative modifiche di alcune pareti
interne dei crateri
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Ghiaccio d’acqua in un cratere presso il polo nord marziano
Cratere da impatto fotografato il 2 Febbraio 2005 da Mars Express.
Diametro cratere 35 km, profondità 2 km da bordo cratere
MISSIONE VIKING
Carl Sagan con il modulo lander Viking1
Furono progettati 4 esperimenti supponendo
che i microrganismi marziani, se esistono e
sono simili a quelli terrestri, possano
alimentarsi con sostanze organiche presenti
nel terreno e produrre diversi tipi di gas con
processi metabolici.
Esperimento del GCMS (Gas Cromatography Mass
Spectrometer)
Si è scaldato del terriccio marziano
analizzando i gas liberati con uno
spettrometro di massa per valutare la
quantità di materiali con peso
atomico compreso tra 12 e 200 m.a.
in particolare del Carbonio, che è
risultato meno abbondante del
previsto.
Esperimento Pyrolitic Release (PR)
Si sono ricercate tracce di microrganismi in base alla loro capacità di
assorbire anidride carbonica. Infatti la respirazione o una produzione di
metano simile a quella dei batteri terrestri avrebbe prodotto un
aumento della radioattività rilevabile tramite l'uso di CO2 e CO marcati
con Carbonio radioattivo.
Esperimento Gas Exchange (GEX)
Al campione di suolo marziano furono
aggiunte sostanze nutrienti e furono
analizzati i gas liberati.
Si trovò un’inattesa quantità di O2 che
potrebbe essere stata causata da un
eccesso di umidità, e non dalla presenza
di microrganismi viventi.
Esperimento Labelled Release (LR)
Si vuole verificare la presenza di vita attraverso la
ricerca dei prodotti della respirazione di
microrganismi tramite la misura della radioattività
di un campione di suolo irrorato da una soluzione
nutriente contenente C14.
Bianciardi, Levin e Miller, rianalizzando i dati di
questo esperimento e confrontandoli con quelli
osservati su campioni di suolo terrestre sia sterile
sia popolato da forme di vita, concludono che su
Marte ci possono essere attività biologiche.
(Intern. J. of Astronautical & Space Sciences Aprile 2012)
Nel 2009 da Syrtis Major e da
Arabia Terra sono uscite
imponenti quantità di metano.
2 Possibili fonti:
VULCANI
Oppure
ESSERI
VIVENTI
Il meteorite
ALH84001
Formatosi su Marte 3.6 miliardi di anni fa, è
caduto sulla Terra da13.000 anni . In esso si
osservano strutture simili ai nanobatteri
terrestri, ma di dimensioni minori. Se fosse
possibile analizzare del DNA marziano…..
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DEDUZIONI DAL DNA PROVENIENTE DA MARTE
Dal libro “Il pianeta rosso” di F. Rocard
Se il DNA fosse diverso da quello terrestre:
=> la vita può comparire nell’universo, ovunque ci siano
determinate condizioni favorevoli, in forme completamente
diverse da quelle che conosciamo sul nostro pianeta.
Se il DNA fosse uguale, si potrebbe pensare
- o ad un trasporto di vita per mezzo di meteoriti,
- oppure che la vita in ogni parte dell’universo assuma
inesorabilmente la stessa struttura basata sul nostro DNA
 è possibile che su pianeti attorno ad altre stelle ci siano
organismi viventi simili a quelli terrestri.
Nel gennaio 1610
attorno al Pianeta
GIOVE Galileo ha
scoperto…
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...4 satelliti:
Io
Europa Ganimede Callisto
I tre satelliti medicei più interni sono in risonanza
multipla tra loro: i periodi orbitali di Io, Europa e
Ganimede sono in rapporto di 1:2:4
EUROPA
La struttura interna
●
Nucleo metallico
●
Mantello di silicati
●
Strato di ghiaccio e acqua
salata spesso forse anche
100 Km
Due diversi modelli dell’ interno
di Europa:
Nel primo si può notare uno
strato convettivo di ghiaccio
relativamente caldo sotto un
fragile strato freddo.
Nel secondo si distingue bene
l’oceano allo stato liquido
ricoperto da una crosta di
ghiaccio.
E’ possibile la vita su Europa?
Su Europa sono state osservate numerose peculiarità che
potrebbero far pensare ad un possibile sviluppo di forme
di vita.
Secondo alcune teorie, sotto la sua superficie ghiacciata
potrebbe trovarsi un oceano allo stato liquido,
probabilmente composto da acqua, che potrebbe essere
la culla di esseri viventi primordiali.
Vediamo quali caratteristiche di Europa lasciano dedurre
la presenza di un enorme oceano o di un ambiente adatto
ad ospitare forme di vita.
La superficie di Europa ha solo poco più di una dozzina di crateri
da impatto con un diametro superiore ai 10 Km; tra questi il più
grande è Pwill con un diametro di 26 Km. Il basso numero di
crateri implica una superficie relativamente giovane: calcoli basati
sul flusso di comete e di asteroidi su Giove portano a credere che
la superficie di Europa debba avere circa 50 Myr.
Il fatto che la superficie del satellite sia rimodellata da intrusioni di
ghiaccio fa pensare all’esistenza di un oceano di acqua liquida.
La temperatura superficiale di Europa, rilevata grazie al
fotopolarimetro-radiometro della sonda Galileo, è più alta di
quella prevista teoricamente, perché il suo interno è
riscaldato sia dal decadimento degli isotopi radioattivi di
lunga vita, sia dall’effetto mareale dovuta alla risonanza
multipla con gli altri satelliti.
Si è scoperto che anche di notte la temperatura è almeno 5°
superiore a quella che ci si aspetterebbe in assenza di
un'intensa sorgente endotermica.
Il campo magnetico:
Dal magnetometro della Galileo si è rilevato che Europa
presenta delle anomalie spiegabili con un significativo campo
magnetico.
Poiché tale campo potrebbe richiedere un asse magnetico
fortemente inclinato, si è supposta la presenza di uno strato di
liquido elettro-conduttore sotto la superficie ghiacciata, il
quale reagirebbe al campo di Giove con un vero e proprio
campo magnetico indotto.
Ciò sarebbe possibile, se il materiale conduttore fosse simile
all’acqua salata dei mari terrestri.
Prima analogia con la Terra :
Vita nei sistemi idrotermali
Se su Europa c’è un
oceano, in esso
potrebbero esserci delle
sorgenti idrotermali
sottomarine, attorno a cui
proliferano delle comunità
viventi, che sfruttano
l’energia proveniente
dall’interno.
18 dicembre 2015
La ricerca di vita nell'universo
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La vita potrebbe esistere nell’oceano di Europa al
di sotto del ghiaccio, in un ambiente simile a quello
delle sorgenti idrotermali presenti sulla Terra nelle
profondità degli oceani e, forse, nel Lago Vostok,
in Antartide.
Nell'immagine si vede dove è localizzato il Lago Vostok
Seconda analogia con la Terra: il Lago Vostok
Lago sotterraneo a 3,74 Km di
profondità sotto i ghiacci
antartici, esteso 14000 km2, nei
pressi dell’omonima stazione
Russa
L’acqua del lago rimane liquida
grazie al calore endotermico e
all’elevata pressione prodotta
dal ghiaccio sovrastante, nel
quale sono state scoperte
diverse forme di vita.
Alghe unicellulari del
tipo Crucigenia
tetrapoda a 1525 m
di profondità
(ghiaccio di 110.000
anni)
Spore batteriche a
2395 m di
profondità (200.000
anni)
Nel ghiaccio del Vostok
sono stati trovati:
Gusci di
diatomee a 2375
m di profondità
(180.000 anni)
Numerosi altri batteri
che l’analisi del rRNA
ha permesso di
catalogare tra gli
archebatteri
Se è vero che la vita sulla Terra poté originarsi nelle sorgenti idrotermali, allo
stesso modo questa vita avrebbe potuto iniziare presso simili sorgenti su altri
corpi del sistema solare.
Per provare l'eventuale esistenza di forme di vita nelle
acque del Lago Vostok senza il rischio di contaminazioni
esterne, il Jet Propulsion Laboratory aveva studiato un
progetto che prevedeva l'uso di una sonda (chiamata
"cryobot") che avrebbe avuto il compito di penetrare nella
calotta ghiacciata in corrispondenza del lago sciogliendone
il ghiaccio soprastante.
Nei primi mesi del 2012 i
Russi hanno però
completato la perforazione
con il classico carotaggio
degli ultimi metri del
pozzo.
Conclusioni
●
Un'eventuale scoperta di forme di vita nel lago Vostok
potrebbe rafforzare l'ipotesi dell'esistenza di vita
extraterreste non solo su Europa, ma anche su
Ganimede e Callisto che sembrano essere abitabili,
perché probabilmente hanno: acqua liquida, elementi
biogenici e fonti di energia capaci di sostenere la vita.
Ganimede
Callisto
Esplorazioni future
Gran parte della nostra conoscenza di Europa proviene dai
dati e dalle immagini inviate a Terra dalle missioni Voyager e
Galileo. Recentemente sono state avanzate nuove proposte
per missioni su Europa con lo scopo di accertare la presenza
di un oceano misurando lo spessore del ghiaccio
soprastante.
Nell’aprile 2012 è stato approvato il progetto JUICE che
nel 2029 esplorerà i satelliti ghiacciati di Giove.
SATURNO, IL SIGNORE DEGLI ANELLI
SATURNO HA 90 SATELLITI, IL PIU’ GRANDE È
STATO CHIAMATO TITANO
- RAGGIO (di 2575 Km) INTERMEDIO FRA MERCURIO E
MARTE
- CROSTA DI GHIACCIO D’ACQUA E SILICATI
-ATMOSFERA, PRESSIONE PARI A 1.5 QUELLA TERRESTRE
-TEMPERATURA SUPERFICIALE DI –180°C
18 dicembre 2015
La ricerca di vita nell'universo
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L’atmosfera di Titano
L’atmosfera di Titano si estende per centinaia
di chilometri sopra la sua superficie.
La sua composizione (N2, CH4, H2) la rende
riducente, come quella terrestre 4 Gyr fa.
Negli strati inferiori dell’atmosfera è presente
uno smog di molecole organiche, che
assorbono la luce visibile.
2. L’atmosfera di Titano
Struttura dell’atmosfera
Confronto fra i laghi di Titano e quelli della Terra.
Presenza di vita.
La prova che non vi sia vita macro - o
microscopica su Titano deriva dal calcolo
del rapporto C12/C13, che per il satellite
vale circa 82.
Siccome per la Terra il valore è maggiore (circa
95), si può presumere che non vi sia nessun
essere vivente – batterico o vegetale -, neppure
nelle forma microscopica.
Presenza di vita
Infatti i processi metabolici degli organismi
porterebbero a un accumulo del C12 .
Inoltre non si sono trovati segni tangibili di
vita microscopica, come – ad esempio resti “fossili” di batteri.
J. Lunine (Univ. Arizona) propone 3
possibilità di vita su Titano:
- Vita estinta formatasi un tempo nell’acqua
superficiale
- Vita presente nell’eventuale oceano di
acqua liquida sotto la crosta di ghiaccio
- Vita molto esotica nei laghi di idrocarburi
Un altro satellite interessante è
ENCELADO
L’emisfero nord si pensa sia
stato geologicamente attivo
in passato: sono presenti
infatti crateri (alcuni
modellati), terreni corrugati
e pianure fratturate
Nella parte meridionale i
meccanismi di rinnovamento
della superficie sono recenti e
pare siano dominati da fratture
tettoniche
ATMOSFERA
I dati ricevuti hanno rivelato l’esistenza di un’atmosfera,
osservata durante l’occultazione da parte di Encelado di  Orionis
(Bellatrix).
L’atmosfera non è
uniforme, ma è concentrata
soprattutto sul Polo Sud ed è
ricca di vapore acqueo e di
composti organici.
NASA/JPL/University of Colorado/Space Science Institute
Pennacchio di particelle di ghiaccio simile a una
fontana espulsa dalla superficie di Encelado
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute
La presenza di getti contenenti vapore acqueo e particelle di ghiaccio e la
temperatura relativamente alta fanno pensare che nel sottosuolo del polo sud di
Enceladus vi sia acqua allo stato liquido.
COMPOSIZIONE
ATMOSFERICA
91%
3.2 %
1.7%
Lo spettrometro di massa (INMS) a bordo della sonda Cassini ha
rilevato la presenza, nel pennacchio di:
vapore acqueo, azoto, anidride carbonica e metano e altri composti
del carbonio, come acetilene e acido cianidrico, nonché tracce di
etano, propano, benzene, formaldeide e altre sostanze organiche.
NASA/JPL/SwRI
Ci sono tre teorie sull'origine della vita terrestre che sembrano applicabili
anche su Encelado:
La teoria del brodo primordiale
Qualche meccanismo di riscaldamento potrebbe aver creato uno strato di
soluzione liquida ricca di prodotti chimici organici, permettendo ad
Encelado di fornire un brodo adatto allo sviluppo di molecole complesse.
La teoria della origine calda sottomarina
La vita potrebbe essere cominciata dove erano presenti soluzioni calde
chimicamente ricche, simili alle attuali sorgenti termali sottomarine.
I punti caldi su Encelado potrebbero essere luoghi adatti per questo tipo
di processo.
Panspermia
Origine extra-terrestre: la vita potrebbe essere stata trasportata da grani di
polvere interstellare nel momento della formazione della nebulosa
protoplanetaria. L'origine e la biochimica sarebbero perciò le stesse della
Terra.
Conclusioni
●
●
Per il momento l’unico corpo del sistema
solare su cui siamo sicuri che esista la vita
è la Terra.
Su Marte, Europa, Titano, Enceladus e
Venere non è da escludere che esista o sia
esistita, ma, molto probabilmente, solo a
livello di procarioti.