L'ANALISI Dell'Università di Perugia | Balucani: "Venere ospita vita extraterrestre? La parola alla fosfina"

Pubblichiamo l'intervento di Nadia Balucani, Professoressa Ordinaria di Chimica Generale e Inorganica dell’Università degli Studi di Perugia

Pubblichiamo l'intervento di Nadia Balucani, Professoressa Ordinaria di Chimica Generale e Inorganica dell’Università degli Studi di Perugia. Si occupa di astrochimica e di chimica prebiotica. È la responsabile scientifica del nodo di Perugia del Progetto di Ricerca ASI “Vita nello Spazio - Origine, presenza, persistenza della vita nello spazio, dalle molecole agli estremofili” e del progetto europeo H2020-MSCA-ITN-2018 “Astro-Chemical Origins”. 

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La notizia della identificazione della fosfina nell’alta atmosfera di Venere da parte di un gruppo internazionale di scienziati ha raggiunto il grande pubblico e stimolato la curiosità di milioni di persone per le possibili implicazioni nella ricerca di forme di vita extraterrestre. Ma perché tanto clamore? La fosfina è una delle molecole più semplici del fosforo essendo costituita da un solo atomo di questo elemento legato a tre atomi di idrogeno (PH3). Eppure, già da alcuni anni gli scienziati che si occupano dell’esplorazione degli esopianeti (ovvero i pianeti degli altri sistemi solari) hanno ipotizzato che la fosfina possa essere utilizzata come un indicatore della presenza di forme di vita su pianeti rocciosi come Terra e Venere. Infatti, insieme ad uno sparuto gruppo di altre molecole, ha le giuste caratteristiche per svolgere tale ruolo: facilmente identificabile da remoto per via spettroscopica è nota per avere una origine esclusivamente biologica sulla Terra. Ironicamente, la fosfina è in realtà un composto estremamente tossico per le forme di vita aerobiche e viene prodotta su scala industriale e usata come antiparassitario. Tuttavia, sulla Terra esistono batteri anaerobici che producono fosfina. E con l’eccezione di una modesta quantità prodotta dalle eruzioni vulcaniche, la fosfina prodotta dai batteri anaerobici è la forma naturale predominante nel nostro pianeta.

Va, inoltre, ricordato che il fosforo è uno degli elementi chimici essenziali per la vita. È presente nel gruppo fosfato che, alternato al deossiribosio o al ribosio, fornisce lo scheletro del DNA e dell’RNA; è presente nei fosfolipidi delle membrane cellulari e nell’ATP, la “pila” delle cellule; sottoforma di fosfato di calcio è un componente essenziale delle ossa. L’osservazione di composti del fosforo è, quindi, di per sé un fattore incoraggiante nell’identificare il potenziale biologico di un oggetto celeste remoto.

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Ma è sufficiente osservare tracce di fosfina nell’atmosfera di Venere per ipotizzare l’esistenza di forme di vita simili ai batteri anaerobici terrestri? Il team internazionale di ricercatori ha cercato di definire i possibili scenari che possano rendere conto di una quantità così elevata di fosfina, senza riuscire ad identificarne nessuno plausibile. La fosfina è presente su Giove e Saturno, ma le condizioni dei giganti gassosi sono completamente diverse da quelle di Venere e Terra. Dominati da una grande quantità di idrogeno gassoso, Giove e Saturno sono caratterizzati da un ambiente riducente a pressione e temperatura molto alte, ovvero le condizioni ideali per convertire i composti del fosforo in fosfina. La superficie e l’atmosfera di Venere, al contrario, sono ambienti ossidanti. La fosfina (in una concentrazione pari a 0,000002%, un valore piccolo ma almeno mille volte più grande di quello terrestre) è stata identificata in una regione compresa fra 50-60 km di altitudine dove la temperatura è di circa 30° C e la pressione si aggira intorno a 0,5 bar, cioè condizioni non troppo dissimili da quelle terresti (si ricorda che alla superficie di Venere temperature e pressione sono molto più elevate, ca. 460° C e 92 bar). In quella zona è presente uno spesso strato di nubi il cui componente principale è l’acido solforico. Nel 1985 la sonda Vega aveva già identificato la presenza di composti del fosforo a queste altitudini, mentre la superficie ne è risultata priva. Tuttavia, date le condizioni di Venere si pensava che il fosforo fosse presente o come anidride o come acido, ovvero forme ossidate. Il modello chimico messo a punto dal team di ricercatori contempla tutti i possibili meccanismi di formazione e distruzione per via chimica dei composti del fosforo, ma neanche considerando il contributo delle eruzioni vulcaniche e delle micrometeoriti è possibile spiegare un accumulo di fosfina corrispondente alla quantità osservata. A questo punto, invocare forme di vita batterica può sembrare l’unica soluzione. Tuttavia, occorre ricordare un aspetto importante: la chimica dei composti del fosforo nelle condizioni dell’atmosfera venusiana è poco nota. Il modello fotochimico utilizzato fa uso di molti dati misurati per gli analoghi composti dell’azoto, sfruttando la similitudine fra i due elementi dello stesso gruppo della Tavola Periodica. Un ricorso eccessivo a dati stimati e non determinati ad hoc in esperimenti dedicati può, tuttavia, portare a un grande errore. Prima di invocare la vita su Venere, dobbiamo prima caratterizzare meglio la chimica del fosforo nelle condizioni dell’atmosfera venusiana.

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