Brinicles e l'origine della vita

Uno dei processi più curiosi che si verificano sotto il ghiaccio marino antartico in inverno è la formazione di brinicoli. Questi sono tubi cavi di ghiaccio che sporgono dalla banchisa nel mare sottostante, come ghiaccioli.

Tuttavia, i brinicles si formano in modo molto diverso dai ghiaccioli ma sono poco conosciuti, anche a causa della difficoltà di osservarli. In effetti, sono stati filmati solo per la prima volta mentre si formano in situ per il Il documentario della BBC Frozen Planet andato in onda nel 2011 .

Oggi, Julyan Cartwright dell'Università di Granada in Spagna e alcuni amici sperano di cambiare la situazione esaminando la formazione, la chimica e la struttura dei brinicles in modo più dettagliato. Dicono che le strutture siano una forma speciale di sistema chimico noto come giardino chimico che dipende in modo cruciale dall'interazione tra salamoia altamente concentrata, acqua vicina al punto di congelamento e formazione di ghiaccio.

Ma, cosa più interessante, dicono che i brinicles potrebbero aver giocato un ruolo importante nell'origine della vita sulla Terra e che strutture simili in altre parti del sistema solare potrebbero essere ugualmente importanti.

I giardini chimici convenzionali sono strutture tubolari che si formano quando i cristalli di sale metallico sono immersi in determinate soluzioni.

Si verificano in una serie di situazioni naturali come in alcune formazioni geologiche e intorno a bocche idrotermali.

Di solito, le strutture tubolari crescono verso l'alto. Ma nei brinicles, i tubi crescono verso il basso, quindi cosa dà?

L'effetto si verifica nel ghiaccio sotto la superficie del mare perché la salamoia ha un punto di congelamento più basso dell'acqua. Quando l'acqua di mare intrappolata gela, esclude il sale aumentando la salinità della salamoia vicina e abbassandone ulteriormente il punto di congelamento.

Se il ghiaccio si rompe, la salamoia intrappolata può fuoriuscire nel mare sottostante e scorrere verso il basso, perché è più densa dell'acqua.

Inoltre, poiché fa così freddo, la salamoia trasforma l'acqua di mare che incontra in ghiaccio. È così che si forma la struttura tubolare e continua a crescere finché scorre la salamoia.

Questo processo solleva domande interessanti per i fisici. Ad esempio, il processo mediante il quale il ghiaccio rifiuta il sale per aumentare la salinità della salamoia presenta interessanti somiglianze con il processo di osmosi inversa.

Questo è importante perché l'osmosi inversa è il processo chiave in atto negli impianti di desalinizzazione che trasformano l'acqua di mare in acqua potabile.

È solo possibile che una migliore comprensione di come i brinicles eseguono lo stesso processo per produrre ghiaccio puro possa portare a modi migliori per farlo.

Ma l'osservazione più interessante di Cartwright e co è che i brinicles creano anche gradienti chimici, potenziali elettrici e membrane, tutte le condizioni necessarie per la formazione della vita.

Esattamente le stesse condizioni si verificano nelle bocche idrotermali che sono state al centro dell'attenzione di molti biologi che vogliono capire meglio come potrebbe essersi formata la vita.

Il punto su cui Cartwright e co-make è che i brinicles possono essere altrettanto interessanti. Poiché i brinicles svolgono un ruolo importante nella dinamica del trasporto della salamoia attraverso il ghiaccio marino, potrebbero anche svolgere un ruolo in questo scenario di origine fredda della vita, proprio come fanno le bocche idrotermali nelle teorie dell'ambiente caldo, affermano.

Inoltre, i brinicles potrebbero essere onnipresenti sui pianeti e sulle lune oceanici come Europa, dove potrebbero svolgere ruoli altrettanto interessanti.

Chiaramente, un'area affascinante dove ulteriori lavori potrebbero essere molto fruttuosi.

Rif: arxiv.org/abs/1304.1774 : Brinicles come caso di giardini chimici inversi

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