Ako je, kako kaže onaj stari vic o ribljim kostima, fosfor dobar za mozak, trebat će ga dosta pojesti, u obliku ribljih kostiju i drugih jestiva, da bi se do kraja razumjela kemija fosfora, a napose kemija soli njegove najvažnije kiseline. Fosforna, ili određenije, ortofosforna kiselina, H₃PO₄, ima tri vodikova atoma u molekuli što znači da gradi tri vrste soli, naime fosfate, hidrogenfosfate i dihidrogenfosfate. Kalcijev fostat, Ca₃(PO₄)₂, je netopljiv u vodi, no kalcijev dihidrogen fosfat, Ca(H₂PO₄)₂, jest i to baš onoliko koliko treba biljkama da ga mogu iskoristiti za uzimanje njima (i nama) blagotvornog fosfora – pa se fosfor baš u tom obliku, pod imenom superfosfata, koristi kao umjetno gnojivo. 

No to je tek početak priče o fosfatima, jer sva tri iona fosforne kiseline (PO₄^3-, HPO₄^2- i H₂PO₄^-) stoje u kemijskoj ravnoteži jedni s drugima te s aninoma drugih kiselina te kationima drugih soli i drugih kiselina – jer i kiseline imaju svoj kation, naime vodikov ion, H⁺, čija koncentracija određuje kiselost (pH) otopine.

Kada se sve to uzme u obzir postaje nam jasnije zašto je rad o fosfatima u ledenom oceanu Saturnova satelita Enkelada zavrijedio da se objavi u tako uglednom znanstvenom časopisu kao što je Nature. Iako naslov rada, „Detection of phosphates originating from Enceladus's ocean“, navodi čitatelja na pomisao da se rad bavi analizom uzoraka što ju je načinio analizator svemirske prašine (Cosmic Dust Analyzer, CDA) sonde Cassini, rezultatima svemirskih istraživanja posvećen je samo mali dio članka. Većina članka bavi se eksperimentima na Zemlji, u laboratoriju, kako bi se iznašao odgovor na pitanje: „Koliko ima fosfora u Enkeladovom oceanu i odakle potječe?“

Kako pokazuje analiza 107 čestica leda što ju je napravila sonda Cassini, tekuća voda što se krije ispod debele ledene kore Saturnova satelita daleko je od toga da bi sastavom bila nalik na snježnicu. Riječ je o otopini s masenim udjelom soli od 0,5 do 2 %, što odgovara množinskoj koncentraciji 0,07 – 0,3 mol/L. U njoj ima najviše natrija (Na⁺) i kalija (K⁺), a od aniona klorida (Cl^-) te karbonata (CO₃^2-) i hidrogenkarbonata (HCO₃^-) – drugim riječima otopina sode i sode bikarbone uz nešto kuhinjske soli, dakle mineralna voda, no s većom koncentracijom soli od one koju pijemo.

Usporedimo li pak vodu iz Enkeladovog oceana s vodom iz onog zemaljskog, vidjet ćemo da je koncentracija soli u njemu ipak manja, jer je salinitet, dakle maseni udio soli u morskoj vodi 3,5 %, a to je više od gornje granice saliniteta (2 %) određenog za Saturnov mjesec. Stoga nas još više treba začuditi zaključak istraživanja da je koncentracija fosfata najmanje stotinu puta veća u Enkeladovom nego u našem moru. Kako je to moguće?

Moguće je, najjednostavnije rečeno, zato jer je voda na Enkeladu lužnatija nego na Zemlji. Istina, i naša su mora lužnata (pH = 8,1), no pH-vrijednost morske vode na Saturnovom satelitu procijenjena je u rasponu od 8,0 do 10,5. Koju vrijednost odabrati? Autori su se odlučili za onu veću, pH = 9,0 – 10,5, te za temperaturu tek nešto višu od ledišta vode, 0,1 ^oC. No kako su fosfati dospjeli u Enkeladov ocean?

Odgovor je jednostavan: otapanjem fosfatnih minerala. No odgovor i nije tako jednostavan jer ima mnogo fosfatnih minerala. Znanstvenici su se odlučili za dva najčešća. Prvi mineral je vitlokit, Ca₉(Mg,Fe)(PO₄)₆(HPO₄), a drugi, hidroksiapatit, Ca₅(PO₄)₃(OH). Oba su minerala netopljiva u vodi, ali su topljiva u ugljičnoj kiselini. Rezultat toga je da od njih, reakcijom s otopljenim s karbonatima i hidrogenkarbonatima, nastaju topljivi natrijevi fosfati uz taloženje kalcija u obliku kalcijeva karbonata (kalcita). No kada se uzme u obzir stvarna koncentracija ugljične kiseline (CO₂), proizlazi da su fosfati u vodi dalekog oceana mogli nastati samo otapanjem drugog minerala, hidroksiapatita.

Gdje je fosfor tu je i život, jer bez fosfora nema nukleinskih kiselina (DNA i RNA), nema prijenosa energije (putem ATP), nema regulacije metabolizma (fosforilacijom proteina)... No to je krivo. Ispravno je reći: „Gdje je život, tu je i fosfor.“  Ili, točnije, znanost još nije našla pravi odgovor na pitanje kojim se geokemijskim procesom ortofosforna kiselina vezala na organsku tvar – a bez toga, bez fosforilacije, nema ni DNA ni RNA, niti fosfora u ribljim (i drugim) kostima.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 15 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima je i "The Cookbook of Life - New Theories on the Origin of Life".