L'acqua liquida extraterrestre (dalle parole latine: extra ["fuori, oltre"] e terrestris ["di o appartenente alla Terra"]) è acqua allo stato liquido che si trova naturalmente al di fuori della Terra. Si tratta di un argomento di ampio interesse perché è considerata come uno dei prerequisiti fondamentali per la vita come la conosciamo e quindi considerata essenziale per la vita extraterrestre.

Con l'acqua oceanica che copre il 71% della sua superficie, la Terra è l'unico pianeta noto per avere sulla sua superficie masse di acqua liquida permanenti, e l'acqua liquida è essenziale per tutte le forme di vita note sulla Terra. La presenza dell'acqua sulla superficie della Terra è il prodotto della pressione atmosferica e di un'orbita stabile nella zona abitabile circumstellare del Sole, anche se la provenienza dell'acqua sulla Terra rimane sconosciuta.

I principali metodi utilizzati per verificare la presenza di acqua liquida sono la spettroscopia di assorbimento e la geochimica. Queste tecniche si sono dimostrate efficaci per il vapore acqueo atmosferico e il ghiaccio. Tuttavia, utilizzando gli attuali metodi di spettroscopia astronomica è sostanzialmente più difficile rilevare l'acqua liquida sui pianeti rocciosi, specialmente nel caso delle acque sotterranee. Per questo motivo, astronomi, astrobiologi e scienziati planetari utilizzano la teoria delle zone abitabili, la teoria gravitazionale e delle maree, i modelli di differenziazione planetaria e la radiometria per determinare la possibile presenza di acqua liquida. L'acqua osservata nell'attività vulcanica può fornire prove indirette più convincenti, così come le caratteristiche fluviali e la presenza di agenti antigelo, come sali o ammoniaca.

Utilizzando questi metodi, molti scienziati deducono che l'acqua liquida una volta copriva vaste aree di Marte e Venere. Si pensa che l'acqua esista nello stato liquido sotto la superficie di alcuni corpi planetari, similmente alle acque sotterranee della Terra. Il vapore acqueo è a volte considerato come prova conclusiva della presenza di acqua liquida, anche se il vapore acqueo atmosferico può essere trovato in molti luoghi dove l'acqua liquida non esiste. Prove analoghe indirette, tuttavia, supportano l'esistenza di liquidi sotto la superficie di diverse lune e pianeti nani in altre parti del sistema solare. Alcuni si suppone siano grossi "oceani" extraterrestri. L'acqua liquida è considerata diffusa in altri sistemi planetari, nonostante la mancanza di prove conclusive, e c'è una lista crescente di corpi extrasolari nei quali si ipotizza la presenza di acqua liquida.

Acqua liquida nel sistema solare A dicembre 2015, l'acqua liquida accertata nel Sistema Solare al di fuori della Terra è 25-50 volte il volume dell'acqua della Terra (1,3 miliardi di chilometri cubi).

Marte

L'acqua su Marte si trova ormai quasi esclusivamente sotto forma di ghiaccio, con una piccola percentuale presente nell'atmosfera sotto forma di vapore. Sulla superficie marziana può essere presente transitoriamente dell'acqua liquida, ma solo in determinate condizioni. Non esistono grandi masse d'acqua liquida in superficie a causa della pressione atmosferica media di 600 pascal (0,087 psi) - circa lo 0,6% della pressione media terrestre a livello del mare - e perché la temperatura media globale è troppo bassa (-63 °C), il che porta ad una sua rapida evaporazione o al congelamento.Si ritiene che le conformazioni geologiche simili a torrenti e foci siano state causate dallo scorrere di salamoia o sali idratati.

Nel luglio 2018, gli scienziati dell'Agenzia Spaziale Italiana hanno segnalato il rilevamento di un lago subglaciale su Marte, 1,5 chilometri sotto la calotta polare meridionale, e che si estende per 20 chilometri,questa è stata la prima prova di una massa d'acqua liquida permanente sul pianeta. Poiché la temperatura alla base della calotta polare è stimata a -68 °C, gli scienziati ipotizzano che l'acqua possa rimanere liquida per l'effetto antigelo dei perclorati di magnesio e calcio. Lo strato di ghiaccio di 1,5 km che ricopre il lago è composto da acqua ghiacciata con un misto di polvere pari al 10 - 20% e coperto stagionalmente da uno strato di 1 metro di ghiaccio di CO2.

Europa Gli scienziati concordano sul fatto che sotto la superficie di Europa (la luna di Giove) esista uno strato d'acqua liquida e che il calore derivante dalla flessione delle maree permetta all'oceano sotterraneo di rimanere liquido. Si stima che la crosta esterna di ghiaccio solido abbia uno spessore di circa 10–30 km, compreso uno strato sottile di "ghiaccio caldo", il che potrebbe significare che l'oceano liquido sottostante potrebbe essere profondo circa 100 km. Questo porta ad un volume degli oceani di Europa a 3 × 1018 m3, poco più di due volte il volume degli oceani della Terra.

Encelado

Encelado, una luna di Saturno, ha rivelato dei geyser d'acqua, confermati dalla sonda Cassini nel 2005 e analizzati più in dettaglio nel 2008. I dati gravimetrici del 2010-2011 hanno confermato la presenza di un oceano sotterraneo. Mentre in precedenza si riteneva essere localizzato in una parte dell'emisfero meridionale, le prove rivelate nel 2015 suggeriscono che l'oceano sotterraneo si estenda su tutto il globo.

Oltre all'acqua, dalle bocche dei geyser vicino al polo sud fuoriescono piccole quantità di sale, azoto, anidride carbonica e idrocarburi volatili. Lo scioglimento dell'acqua dell'oceano e dei geyser sembra essere guidato dal flusso di marea di Saturno.

Ganimede Dopo l'osservazione del telescopio spaziale Hubble nel 2015, si ipotizza l'esistenza di un oceano salino subsuperficiale su Ganimede, una luna di Giove. I profili nelle fasce aurorali e il dondolio del campo magnetico suggeriscono la presenza di un oceano. Si stima che sia profondo 100 km, con una superficie che giace sotto una crosta di 150 km di ghiaccio.

Cerere Cerere sembra essere differenziato in un nucleo roccioso e un mantello ghiacciato, e potrebbe avere un oceano liquido di acqua residuo sotto lo strato di ghiaccio. La superficie è probabilmente una miscela di ghiaccio d'acqua e vari minerali idratati come carbonati e argilla. Nel gennaio 2014 sono state rilevate emissioni di vapore acqueo da diverse regioni di Cerere.NASA Science News: , by Production editor: Tony Phillips | Credit: Science@NASA. 22 January 2014. Questo è stato un fenomeno inatteso, perché i grandi corpi nella fascia degli asteroidi non emettono vapore, un segno distintivo delle comete. Cerere ha anche una montagna chiamata Ahuna Mons che si pensa sia una cupola criovolcanica che facilita il movimento di magma criovolcanico ad alta viscosità costituito da acqua ghiacciata addolcita dal suo contenuto di sali.

Giganti di ghiaccio I "giganti ghiacciati" (talvolta chiamati "giganti d'acqua") come i pianeti Urano e Nettuno si pensa abbiano un oceano d'acqua supercritico sotto le loro nuvole, e che rappresenti circa due terzi della loro massa totale,. NASA TV. 20 June 2017.NASA, . (PDF) Pre-Decadal study summary, presented at the European Geophysical Union, 24 April 2017. che circondano probabilmente piccoli nuclei rocciosi. Questo tipo di pianeta si pensa sia comune nei sistemi planetari extrasolari.

Plutone Nel 2019, dallo studio dei dati della New Horizons, gli astronomi hanno riportato evidenze di un oceano sotterraneo anche sul pianeta nano Plutone. Gli scienziati ritengono che l'oceano sia presente dalla formazione di Plutone e che sia rimasto liquido grazie a uno strato di gas isolante (probabilmente metano) che lo circonda.

Indicatori, metodi di rilevamento e di conferma La maggior parte dei sistemi planetari extrasolari più noti sembrano avere composizioni molto diverse da quelle del sistema solare, anche se probabilmente vi è una distorsione del campione derivante dai metodi di rilevamento.

spettroscopia

L'acqua liquida ha una traccia distinta nella spettroscopia di assorbimento rispetto ad altri stati dell'acqua a causa dello stato dei suoi legami di idrogeno. Nonostante la conferma di vapore acqueo extraterrestre e ghiaccio, tuttavia, la firma spettrale dell'acqua liquida deve ancora essere confermata al di fuori della Terra. Utilizzando la tecnologia attuale, le firme dell'acqua superficiale sui pianeti rocciosi potrebbero non essere rilevabili attraverso spesse atmosfere molto distanti.

I flussi stagionali sui pendii marziani caldi di acqua salmastra liquida, sebbene fortemente suggestivi, non sono stati ancora confermati dalle analisi spettroscopica.

Il vapore acqueo è stato confermato in numerosi oggetti tramite la spettroscopia, tuttavia la presenza di vapore acqueo non dimostra di per sé la presenza di acqua liquida. Se la spettroscopia viene combinata con altre osservazioni, la possibile presenza di acqua liquida piò essere dedotta. Ad esempio, la densità di GJ 1214 b suggerisce che una grande frazione della sua massa è acqua e la successiva rilevazione da parte del telescopio Hubble della presenza di vapore acqueo suggerisce che potrebbero essere presenti materiali esotici come "ghiaccio caldo" o "acqua superfluida".

Campi magnetici Per le lune di gioviane Ganimede ed Europa, l'esistenza di un oceano sottoghiaccio è dedotta dalle misurazioni del campo magnetico di Giove. Poiché i conduttori che si muovono attraverso un campo magnetico producono un campo controelettromotorio, la presenza dell'acqua sotto la superficie è stata dedotta dal cambiamento del campo magnetico quando la luna passa dall'emisfero magnetico settentrionale a quello meridionale di Giove.

Indicatori geologici Thomas Gold ha ipotizzato che molti corpi del Sistema Solare potrebbero potenzialmente trattenere le acque sotterranee sotto la superficie.

Si pensa che nel sottosuolo marziano possa esistere acqua liquida. Le ricerche suggeriscono che in passato c'era acqua liquida che scorreva in superficie, creando grandi masse simili agli oceani sulla Terra. Tuttavia, rimane il mistero su dove sia finita l'acqua. Ci sono una serie di prove dirette e indirette della presenza dell'acqua sulla superficie o sotto la superficie, ad esempio letti di ruscelli, calotte polari, misure spettroscopiche, crateri erosi o minerali direttamente collegati all'esistenza di acqua liquida (come il Goethite). In un articolo apparso sul Journal of Geophysical Research, gli scienziati hanno studiato il lago Vostok in Antartide e hanno scoperto che può dare indicazioni su come trovare l'acqua liquida ancora presente su Marte. Attraverso le loro ricerche, gli scienziati sono giunti alla conclusione che se il lago Vostok esisteva prima dell'inizio della glaciazione perenne, è probabile che il lago non si sia gelato fino in fondo. In base a questa ipotesi, gli scienziati dicono che se l'acqua esisteva prima delle calotte polari su Marte, è probabile che ci sia ancora acqua liquida sotto le calotte di ghiaccio che può anche contenere tracce di vita.

Osservazioni vulcaniche

Sono stati trovati geyser su Encelado, una luna di Saturno, e su Europa, una luna di Giove. Questi contengono vapore acqueo e potrebbero essere indicatori di acqua liquida più in profondità, ma potrebbe anche trattarsi di solo ghiaccio. Nel giugno 2009, sono state presentate evidenze di oceani sotterranei salati su Encelado. Il 3 aprile 2014, la NASA ha riportato che le prove per un grande oceano sotterraneo di acqua liquida su Encelado, luna del pianeta Saturno, erano state trovate dalla sonda Cassini. Secondo gli scienziati, la prova di un oceano sotterraneo suggerisce che Encelado è uno dei luoghi più probabili nel sistema solare per "ospitare la vita microbica". Emissioni di vapore acqueo sono state rilevate da diverse regioni del pianeta nano CerereNASA Science News: , by Production editor: Tony Phillips | Credit: Science@NASA. 22 January 2014 in combinazione con prove di attività criovalcanica in corso.

Prove gravitazionali