Esopianeti e abitabilità tra miracoli e processi
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La vita sulla Terra dipende dal livello di ossigeno a nostra disposizione e a fronte di una visione fatalista le nuove simulazioni portano un link con il fosforo marino come segno di un livello comune


Fonte MNRAS


Rappresentazione artistica di un esopianeta intorno a una nana rossa. Credit: NASA/JPL-Caltech
Rappresentazione artistica di un esopianeta intorno a una nana rossa. Credit: NASA/JPL-Caltech

In tema di vivibilità di un pianeta uno degli scogli maggiori incontrati oggi nel panorama di esopianeti scoperti è il livello insufficiente di ossigeno, un livello che oggi sembra rendere la Terra un pianeta fortuitamente fortunato. La storia degli oceani e dell'atmosfera terrestre sembra aver indotto una crescita del livello di ossigeno in tre step successivi: il primo, ricondotto a 2.4 miliardi di anni fa, è chiamato "Great Oxidation Event"; il secondo, di 800 milioni di anni fa, chiamato "Neoproterozoic Oxygenation Event"; l'ultimo, 400 milioni di anni fa, "Paleozoic Oxygenation Event". Proprio l'ultimo evento avrebbe portato l'ossigeno all'attuale picco del 21%. 

I tre step sono stati caratterizzati da nuovi organismi in grado di "bioingegnerizzare" il pianeta, ristrutturare l'atmosfera e gli oceani tramite il metabolismo. Un esempio è la formazione di piante terrestri circa 400 milioni di anni fa e la conseguente fotosintesi. Anche la tettonica ha contribuito con giganti eruzioni vulcaniche. Una combinazione di fattori che potrebbe quindi farci pensare a una fortunata coincidenza di eventi: un vulcano in meno, un organismo sviluppato in meno, e non saremmo qui. 

Un nuovo studio, tuttavia, analizza i cicli di carbonio, ossigeno e fosforo mostrando come le dinamiche possano spiegare quanto vediamo oggi senza dover ricorrere a eventi miracolosi. Il fosforo, in particolare, non viene mai preso in considerazione nella storia dell'ossigenazione terrestre ma risulta fondamentale per la fotosintesi di batteri e alghe nell'oceano visto che la quantità di fosforo marino controlla la quantità di ossigeno prodotto sulla Terra. La fotosintesi nell'oceano dipende dal fosforo ma alti livelli di fosfati porta anche al consumo di ossigeno nella zona più profonda tramite un processo noto come eutroficazione: quando i microbi che producono fotosintesi muoiono si decompongono, il che consuma ossigeno dall'acqua. Il calo di livello di ossigeno fa sì che i sedimenti rilascino ancora più fosforo in un loop che rimuove ossigeno rapidamente. Nel corso della storia terrestre l'attività vulcanica ha rilasciato gas che hanno reagito con l'ossigeno rimuovendolo dall'atmosfera. Questi flussi gassosi si sono placati con il raffreddamento del mantello e proprio questa riduzione unitamente all'evoluzione della vita fotosintetica ha creato le condizioni per produrre una serie di incrementi nel livello di ossigeno. Un incremento a step che somiglia molto ai tre step citati poco sopra ma il coinvolgimento di numerosi cicli prima che gli oceani divenissero come oggi rende ininfluente la necessarietà di eventi "fortunati".

Nel frattempo, un altro studio "scopre" come i flare stellari possano distruggere la biosfera di un esopianeta anche laddove questo si trovi all'interno della fascia di abitabilità, aumentando brutalmente il livello di radiazioni in grado di raggiungere il suolo. A protezione del pianeta possono esserci la profondità dell'atmosfera (densità di colonna) e il campo magnetico . Su questo tema, diciamo che più che notizia si tratta di qualcosa che già si sapeva da tempo.