Più di 30 singoli pennacchi di diverse dimensioni spruzzano fuori acqua ghiacciata, vapor d’acqua e composti organici da fessurazioni nei pressi del polo sud di Encelado in questa immagine ripresa da Cassini il 21 novembre 2009 a una distanza di circa 14mila km. Crediti: NASA/JPL/Space Science Institute
Magari dovremmo rinominarla “Encelado Terme”, la luna di Saturno di cui la sonda Cassini ha fotografato e analizzato gli spettacolari pennacchi di vapore d’acqua e cristalli di ghiaccio che si elevano dal solo polo sud, rilevando attività idrotermale.
Questo significa che l’acqua presente sotto la crosta gelata di Encelado interagisce con la roccia del nucleo a una temperatura almeno di 90° centigradi.
Un’ottima notizia per la speranza di trovare qualche forma di vita, ma rimane il problema di spiegare come venga generata l’energia necessaria a tale livello di riscaldamento dell’acqua: un’energia circa cento volte maggiore di quella imputabile al solo decadimento di elementi radioattivi nel nucleo.
Ora un gruppo di ricerca euro-statunitense ha pubblicato su Nature Astronomy uno studio secondo cui il riscaldamento supplementare deriverebbe dall’attrito innescato dalle forze mareali, associato a una particolare composizione del nucleo, una conformazione porosa che permetterebbe un efficiente ricircolo dell’acqua.
Gli scienziati ritengono che l’effetto mareale, dovuto all’attrazione gravitazionale di Saturno, sia all’origine delle eruzioni al polo sud di Encelado, deformandone il guscio ghiacciato con movimenti alternati di spinta e di trazione, mentre la luna segue un percorso ellittico intorno al pianeta gigante. Tuttavia, l’energia prodotta dall’attrito di marea nel ghiaccio, di per sé, sarebbe troppo debole per controbilanciare la perdita di calore subita dall’oceano: i ricercatori calcolano che l’interno della luna si congelerebbe completamente nel breve volgere di trenta milioni di anni.
Grafico di come l’acqua può essere riscaldata all’interno della luna di Saturno, Encelado. In arancione sono rappresentate le parti del nucleo dove le temperature raggiungono almeno i 90° C. Crediti: Superficie: NASA/JPL-Caltech/Space Science; interno: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers; composizione grafica: ESA
Nelle nuove simulazioni, il nucleo viene supposto come costituito da rocce porose non consolidate, facilmente deformabili, nelle quali può facilmente permeare acqua. In questo modo l’acqua liquida dell’oceano può filtrare nel nucleo e riscaldarsi progressivamente a causa del forte attrito tra frammenti di roccia sottoposti alle forze mareali.
L’acqua circola nel nucleo e, una volta riscaldata, risale verso la base dell’oceano, a cui trasferisce il calore filtrando da punti localizzati, attorno ai quali interagisce fortemente con le rocce. I ricercatori calcolano che uno solo di questi “punti caldi” possa rilasciare l’equivalente di cinque gigawatt di energia, corrispondente all’incirca alla potenza geotermica annua consumata in Islanda.
Gli autori del nuovo studio stimano che un’efficiente interazione tra l’acqua e le rocce porose di un nucleo costantemente “massaggiato” dalla frizione mareale potrebbe generare fino a trenta gigawatt di calore per un periodo di tempo compreso tra le decine di milioni di anni fino ai miliardi di anni.
Dai “camini” sul fondale (seafloor hotspot) fuoriesce una vigorosa colonna d’acqua calda che scioglie la crosta di ghiaccio sovrastante e trasporta con sé piccole particelle strappate dal fondale. Nel giro di mesi o settimane, alcune di queste particelle vengono rilasciate nello spazio dai getti ghiacciati, come ha potuto constatare la sonda Cassini.
Sequenza di immagini dall’ultima osservazione dedicata del pennacchio di Encelado, effettuata dalla sonda Cassini il 28 agosto 2017 a circa un milione di chilometri dalla luna. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
«Le nostre simulazioni», commenta uno degli autori, Gabriel Tobie dell’Università di Nantes, «possono simultaneamente spiegare sia l’esistenza di un oceano a scala globale, a causa del trasporto di calore su larga scala tra il nucleo interno e il guscio di ghiaccio, sia la concentrazione dell’attività in una regione relativamente ristretta attorno al polo sud».
«Missioni future in grado di analizzare le molecole organiche presenti nei pennacchi di Encelado con una precisione maggiore rispetto a Cassini», conclude Nicolas Altobelli, project scientist di Cassini all’Esa, «sarebbero in grado di dirci se le condizioni idrotermali protratte nel tempo abbiano permesso alla vita di emergere».
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo pubblicato su Nature Astronomy “Powering prolonged hydrothermal activity inside Enceladus” di Gaël Choblet, Gabriel Tobie, Christophe Sotin, Marie Běhounková, Ondřej Čadek, Frank Postberg & Ondřej Souček