Poche settimane fa, il famoso promotore scientifico americano, il capo della Planetary Society Bill Nye, ha sostenuto ulteriori fondi per il promettente progetto della NASA per consegnare campioni della superficie marziana sulla Terra.
"Se la vita fosse iniziata prima su Marte, sarebbe strano ma non è così folle sapere che tu ed io siamo discendenti di marziani", ha detto. "Non ci vogliono molti soldi per cambiare radicalmente la nostra storia".
In effetti, l'ipotesi che la vita abbia avuto origine su un pianeta vicino e solo allora abbia compiuto un volo epocale sulla Terra suona strana solo all'inizio. Pensiamo logicamente.
La vita sulla Terra non avrebbe potuto sorgere prima che il pianeta stesso apparisse. Ciò è accaduto circa 4,5 miliardi di anni fa ma ben presto la giovane Terra si è scontrata con un grande corpo celeste ei detriti lanciati dall'impatto hanno formato la luna. Solo circa 4,4 miliardi di anni fa il pianeta raffreddato più o meno aveva una crosta stabile e persino gli oceani. Tuttavia non durarono a lungo e non erano neanche lontanamente bravi come lo sono oggi. La maggior parte dell'acqua è apparsa sulla Terra tra 4,1 e 3,8 miliardi di anni fa, quando il pianeta ha subito un turbolento bombardamento tardivo.
Il massiccio impatto del ghiaccio e dei corpi celesti di pietra ha sciolto di nuovo la superficie, quindi se la vita avesse cercato di apparire prima di quel periodo sarebbe probabilmente completamente distrutta. La fine del bombardamento con asteroidi stabilisce il limite di tempo più lontano per l'apparizione della vita. E le scoperte paleontologiche dirette indicano le tracce più vicine dei primi organismi conservati nei fossili. Le scoperte più affidabili sono state fatte in Australia occidentale e risalgono a circa 3,5 miliardi di anni. Così otteniamo il tempo approssimativo dell'apparizione della vita terrestre dalla materia inanimata: l'abiogenesi.
La cosa più sorprendente di tutte è che mancano solo poche centinaia di milioni di anni all'intero processo. Ciò si è rivelato sufficiente per trasformare una Terra completamente sterile in un pianeta su cui la vita ha già formato comunità piuttosto complesse di "biomi": nei fossili australiani, gli scienziati hanno distinto più di una dozzina di diversi tipi di cellule batteriche e archei. E questo è solo il primo problema.
Temperatura moderatamente alta, ambiente acquoso, grande quantità di materia organica e mancanza di ossigeno, oligoelementi e un afflusso di energia – nei concetti classici questo costituisce la "zuppa primaria" in cui la vita appare gradualmente. Tuttavia, se proviamo a riprodurre questo processo da soli, non otterremo alcuna protocellula, indipendentemente da quanto cuciniamo questa miscela. Troveremo composti organici individuali più complessi "in vitro" che alla fine formano una miscela di resina più simile all'asfalto che alla biomassa vivente.
Questo problema è stato affrontato da Steven Benner, un geochimico molto rispettato, un ex professore di Harvard e ora a capo del suo Westheimer Institute of Science and Technology. Nel 2013 parlando alla conferenza Goldschmidt, ha osservato che le reazioni abiogeniche "corrette" richiedono una quantità sufficiente di determinati minerali, principalmente composti di boro e molibdeno necessari per stabilizzare le molecole di RNA risultanti.
Il team di Elisabeth Hausrath dell'Università del Nevada ha raggiunto risultati simili. Nel loro studio presentato sulla rivista Nature Geoscience, gli scienziati hanno notato che il fosforo, un elemento chimico fondamentale necessario per la formazione di molecole di RNA e DNA, si trova nella crosta terrestre principalmente sotto forma di minerali scarsamente solubili. Difficilmente riuscivano a saturare il giovane oceano con abbastanza fosforo per le reazioni necessarie.
Allo stesso tempo, i fosfati identificati sulla superficie del Pianeta Rosso si dissolvono molto più facilmente. In esperimenti di laboratorio, i geochimici hanno dimostrato che si disperdono 45 volte più velocemente in acqua. Ciò ha permesso di calcolare che la concentrazione di fosforo nell'ambiente acquatico del giovane Marte potrebbe essere parecchie volte superiore a quella terrestre. Lo stesso vale per il molibdeno e il boro: l'analisi dei meteoriti marziani mostra che circa 3 miliardi di anni fa gli oceani del pianeta vicino erano molto più ricchi di essi che sulla Terra. A proposito, sugli oceani.
Pieno d'acqua
Il moderno Marte è praticamente privo di atmosfera e la sua superficie è un deserto roccioso e ghiacciato innaffiato da radiazioni cosmiche. L'attuale periodo della storia geologica del pianeta è chiamato Amazzonia, ed è iniziato circa 3 miliardi di anni fa, con i cambiamenti catastrofici che hanno posto fine all'Esperiano (3,0 – 3,7 miliardi di anni fa) e a Noè (3, 7-4,1 miliardi di anni fa) quando Marte era caratterizzato da un'elevata attività geologica, un'atmosfera densa con acqua abbondante e possibilmente una temperatura molto confortevole.
Oceano e calore, minerali e materia organica: tutto questo era sul pianeta vicino molto prima che la Terra desse alla vita poche centinaia di milioni di anni per svilupparsi. Secondo alcuni rapporti, anche l'ultimo bombardamento di meteoriti da Marte è sopravvissuto molto più facilmente e enormi asteroidi hanno smesso di "passare" la sua superficie prima che sul nostro pianeta. Nel 2019, dopo aver studiato la composizione dei meteoriti marziani, gli scienziati hanno scoperto che le condizioni qui potrebbero diventare adatte per lo sviluppo della vita nel periodo pre-Noè circa 4,48 miliardi di anni fa, cioè più di 500 milioni di anni prima Terra. A proposito di meteoriti.
Scambio di massa
Lo scambio di materia tra i pianeti del sistema solare interno si è verificato nel corso della sua storia e fino ad ora. I detriti espulsi dagli impatti di meteoriti o lanciati da potenti espulsioni vulcaniche dopo molte migliaia e talvolta milioni di anni cadono sulla superficie di massicci corpi vicini. Pertanto, dei 63.700 meteoriti trovati e studiati dai geologi fino ad oggi, almeno 266 sono di origine marziana. In tali "scrigni" ricoperti di strati di ghiaccio e pietra, la vita iniziale avrebbe potuto benissimo spostarsi da Marte morente a un pianeta vicino e continuare il suo sviluppo qui.
Ciò è indirettamente indicato da alcuni studi sui meteoriti stessi. L'esempio più famoso di ciò è fornito da ALH 84001, che volò da Marte circa 4 miliardi di anni fa e nel 1984 fu trovato in Antartide. Nel 1996, il ricercatore della NASA David McKay ha pubblicato un articolo su Science dimostrando che sotto un microscopio elettronico in ALH 84001 si possono distinguere strutture che assomigliano a cellule microbiche fossilizzate.
Anche allora il presidente degli Stati Uniti Bill Clinton avrebbe parlato della grandiosa scoperta, ma la maggior parte degli esperti era scettica al riguardo, quindi il discorso fu annullato. Vale la pena dire che le discussioni su queste prove non si fermano e McKay ei suoi sostenitori non intendono ancora arrendersi. Inoltre, anche alcuni esperimenti biologici parlano a suo favore.
Un po 'di biologia
Le condizioni che esistevano sull'antico Marte possono essere trovate in alcuni angoli isolati della Terra moderna. Nathalie Cabrol del SETI Institute e i suoi colleghi hanno studiato queste nicchie ecologiche nell'High Lakes Project, che è stato sostenuto dalla NASA. Gli scienziati hanno effettuato diverse spedizioni nei laghi vulcanici di alta montagna nelle Ande: l'atmosfera qui è tutt'altro che densa e passa una buona quantità di radiazioni ultraviolette. Non c'è praticamente ossigeno nelle profondità ma c'è una massa di sali disciolti che rende questi laghi un luogo estremamente estremo per la vita.
Non sorprende che questi corpi idrici non siano caratterizzati da ecosistemi fioriti e diversificati. Tuttavia, in tutti loro, gli scienziati hanno trovato microrganismi esotermofili che sono riusciti ad adattarsi a tali condizioni e hanno persino imparato a prosperare. Alcuni di questi microbi supportano dosi record di radiazioni ultraviolette, letali per tutte le altre cellule e trasportano radiazioni con un indice UV fino a 43 (per confronto, un indice UV di 6-7 è considerato alto per l'uomo e più di 11 lo è estremamente alto). Tutto ciò aumenta le possibilità di vita sull'antico Marte.
Alcuni organismi dimostrano non meno stabilità nei voli spaziali e anche a temperature e pressioni estreme che si verificano quando l'asteroide cade. L'analisi dei meteoriti marziani mostra che i suoi minerali possono subire pressioni fino a 50 GPa, riscaldandosi fino a 1000 K e accelerazioni fino a 3000 km / s2. Tuttavia, i biologi hanno ripetutamente dimostrato che i microbi inclusi in alcuni minerali sono perfettamente in grado di sopravvivere a un forte riscaldamento, a un colpo ea un volo interplanetario nello spazio. La situazione è più complicata con l'ultima tappa del viaggio: entrare nell'atmosfera della Terra densa.
Difficoltà di atterraggio
Gli esperimenti con il passaggio di meteoriti "imbottiti" di microbi attraverso l'atmosfera sono forse i più semplici di questa serie. Per fare ciò i campioni vengono sollevati nella stratosfera e lanciati dopo di che viene verificato se le cellule sono sopravvissute nei pori della roccia. Questi esperimenti mostrano che la parte anteriore del campione, che è la più calda di tutte, diventa completamente sterile ma rimangono le spore batteriche intrappolate sui lati di questo proiettile. Quindi il viaggio dei microbi da un pianeta all'altro può essere considerato estremamente difficile, ma non incredibile.
Questa idea è una sorta di ipotesi di panspermia – sulla possibilità di trasferimento naturale di organismi viventi attraverso lo spazio esterno. La litopanspermia suggerisce che questo trasferimento possa avvenire anche tra le litosfere di pianeti non troppo distanti tra cui Terra e Marte.
A questo proposito, l'astrofisica della Kent University Dina Gavlyuk-Pasini, parlando alla conferenza EPSC 2013, ha concluso:
“Tutto ciò solleva una serie di nuove domande. Quindi, se troviamo la vita su un altro pianeta, sarà completamente diversa o avrà qualcosa a che fare con la nostra? E se è correlato, allora – ci ha preceduto o lo abbiamo preceduto? Finora non possiamo rispondere. Ma non siamo così lontani dalle risposte come potrebbe sembrare. " (fonte)
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