Venere: c’è vita tra le nuvole? – Parte II, la fosfina

NO, non c’è vita tra le nubi di Venere. Però posso spiegarti perché tutti ne parlano.
Annunciata ieri, 14 settembre, la scoperta di molecole di fosfina nell’atmosfera di Venere, in quantità più elevate di quelle spiegabili con i processi chimico-fisici noti. Sulla Terra la fosfina è prodotta dalle industrie o da microrganismi particolari: dando per scontato che su Venere non ci siano industrie, possono esserci microrganismi? Oppure qualche nuovo fenomeno chimico che ancora non conosciamo? Lo studio, frutto di una collaborazione internazionale, è pubblicato su Nature.
Vediamo i dettagli.

In questo articolo:

La fosfina come biomarker

Tutta l’agitazione che probabilmente avrai colto tra i media nelle ultime 24 ore è dovuta al fatto che la fosfina, composto chimico formato da un atomo di fosforo e tre di idrogeno (PH3), è un gas che si può considerare biomarker. Un biomarker, in astrobiologia, è una sostanza che sulla Terra deriva da processi metabolici di esseri viventi, e quindi è ritenuta potenzialmente indicatore di vita su altri pianeti le cui atmosfere ne dimostrino le tracce.

Ad esempio: sulla Terra le piante producono ossigeno? Allora l’ossigeno visto in atmosfere di altri pianeti ci fa drizzare le antenne alla ricerca di vita. Sulla Terra ci sono microrganismi che scartano metano e protossido di azoto, allora se vediamo tracce di questi due gas in altre atmosfere aguzziamo la vista – per modo di dire, non è che possiamo distinguere i microbi su altri pianeti guardando dalla Terra…

Fosfina, questa sconosciuta. Fosfano secondo la nomenclatura IUPAC, nota anche come fosfuro di idrogeno o triidruro di fosforo, da cui si intuisce che è fatta da un atomo di fosforo e tre di idrogeno. L’avevi mai sentita nominare prima di questa scoperta?
Immagine: Ben Mills – Opera propria, Pubblico dominio,

La fosfina è stata recentemente fatta rientrare in questa categoria di biomarker: sul nostro pianeta è prodotta o da attività antropiche, cioè da noi che tiriamo su le fabbriche per sintetizzarla (è ottima come antiparassitario, poiché tanto tossica!), oppure da microrganismi anaerobici (cioè che vivono in ambienti privi di ossigeno), non si sa bene a quale scopo biologico.
Una cosa che si sa della fosfina è che puzza terribilmente.

Il dettaglio interessante è quanta fosfina

Nello studio pubblicato ieri da Jane S. Greaves e colleghi, si legge che sono stati in grado di rilevare circa 20 parti per miliardo di fosfina. Cioè ogni miliardo di molecole di atmosfera venusiana, circa 20 sarebbero di fosfina.

Detta così sembra pochissimo, ma di fosfina libera in atmosfera terrestre circolano poche parti su migliaia di miliardi. Quindi mi perdonerai se parafraso e ti dico: c’è un sacco di fosfina su Venere.

Come ogni altro gas componente di un’atmosfera planetaria, la fosfina è stata vista perché interagisce con la luce in maniera specifica. In particolare la molecola fosfina assorbe radiazione nelle lunghezze d’onda millimetriche e usa quell’energia per compiere precise rotazioni. Questo significa che osservando la luce che ci viene riflessa dal pianeta Venere, in un dato punto dello spettro c’è un’evidente diminuzione dell’intensità di radiazione di radiazione, corrispondente all’assorbimento della fosfina.

Le osservazioni sono state compiute grazie al James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) nelle Hawaii e sono state poi rafforzate da ulteriori osservazioni grazie ai 45 telescopi dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile. L’assorbimento dovuto alla fosfina è ad una lunghezza d’onda di circa 1 millimetro: per vederla da terra occorre usare telescopi alti in quota, che risentono meno dell’assorbimento dell’atmosfera terrestre che potrebbe nascondere alcune peculiarità degli spettri osservati.

Welcome to Venus – could it support life?, Royal Astronomical Society.

Da dove viene la fosfina?

Ovviamente la prima cosa che il gruppo di ricerca firmatario dell’articolo ha fatto è controllare tutti i processi noti di formazione della fosfina per paragonare la quantità osservata a quella che ci si aspetta dai vari tipi di sintesi naturale.

E infatti sono stati esaminati tutti i possibili processi chimici, in un intervallo di temperature da meno di zero a oltre 1200 gradi centigradi e di pressioni da 0,25 a quasi 10mila atmosfere.
Niente: con tutte le reazioni chimiche possibili nell’atmosfera di Venere, si arriva al più a spiegare un decimillesimo della fosfina osservata.

Non si ha più fortuna prendendo in esame altri eventi che generano minime quantità di fosfina: i processi fotochimici (reazioni innescate dall’energia della radiazione solare che colpisce le nubi), i fulmini, i vulcani attivi, le meteoriti che arricchiscono di fosforo l’ambiente, o persino altri fenomeni più esotici che coinvolgono l’attrito tra sostanze diverse (con conseguente innesco di reazioni chimiche) o le interazioni con protoni derivanti dal vento solare.

Eliminato l’impossibile, ciò che resta, per improbabile che sia, deve essere la verità, direbbe il buon vecchio Sherlock Holmes.

Ma non corriamo troppo. Ok i processi chimico-fisici noti non spiegano la quantità di fosfina osservata su Venere; e ok non ci sono fabbriche di fosfina su Venere in cui scontenti e acciaccati venusiani timbrano il cartellino ogni giorno (che tra l’altro dura 116 giorni e 18 ore terrestri, poveri operai venusiani!); ma non pensiamo subito a forme di vita!

La spiegazione del mistero potrebbe più semplicemente essere un dato non corretto (e, studiando il lavoro fatto dai ricercatori per pulire la misura, se mi leggessero probabilmente ci resterebbero un po’ male… ma mai dire mai) oppure il verificarsi di fenomeni chimici che ancora non conosciamo.

Insomma, forme di vita scarta-fosfine potrebbero essere la soluzione ma… piano con l’entusiasmo!

Che, poi, dipende dai punti di vista: la possibilità di scoprire nuovi processi chimici finora non conosciuti io la trovo veramente esaltante!

L’occhio del ciclone dell’inferno venusiano

Ma, fermi tutti un momento!
Se anche volessimo supporre che la fosfina provenga da processi metabolici di esseri viventi, siamo comunque su Venere, infernale pianeta con atmosfera così densa che la pressione è insostenibile e l’effetto serra devastante: siamo sicuri che forme di vita potrebbero esistere in tali condizioni?

Venere, tanto affascinante da ammirare in cielo dalla Terra, quanto terrificante per condizioni chimiche e fisiche.
Foto: J. Greaves / Cardiff University, dalle osservazioni della sonda Akatsuki del 2016.

No, non siamo sicuri, ma in un precedente articolo in questo blog, di qualche settimana fa, ho esaminato uno studio che propone una soluzione a questo problema.

Uno strato intermedio dell’atmosfera di Venere, un intervallo che va da poco meno di 50 a 60 chilometri di quota, avrebbe delle condizioni fisiche non proibitive alla vita. È come se fosse l’occhio del ciclone: la zona tranquilla in mezzo al delirio. Certo, se pensiamo alla chimica di questo strato, è tutta un’altra storia… Se vuoi approfondire vai a leggere Venere: c’è vita tra le nuvole, parte I.

La relazione interessante è che la fosfina osservata si troverebbe ad una quota tra 53 e 61 chilometri, zona in cui ci sono condizioni vicine (circa 30 gradi e mezza atmosfera) a quelle degli ecosistemi terrestri in cui tale composto viene prodotto biologicamente. Non si può escludere però che la fosfina si formi in strati più bassi, con temperature più alte, e poi risalga in quota. In quel caso la relazione con l’origine biologica sarebbe più complicata da dimostrare.


Per approfondire, puoi puoi guardare la conferenza stampa della Royal Astronomical Society o leggere lo studio originale “Phosphine gas in the cloud decks of Venus” di Jane S. Greaves et al.


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