Vita su Marte? Lo scopriremo grazie a Perseverance

L’astronomo statunitense Percival Lowel, durante i suoi studi su Marte effettuati con un modesto telescopio, si era persuaso di aver scorto l’esistenza di una fitta rete di canali sulla sua superficie. La notizia fece fremere la comunità scientifica di allora e non mancarono le polemiche da parte dei suoi colleghi astronomi.

Le osservazioni di Lowel furono pubblicate in 3 libri: Mars (1895), Mars and Its Canals (1906), e Mars As the Abode of Life (1908). Grazie a questa sua attività letteraria così prolifica, si pensò per molto tempo che il Pianeta Rosso fosse abitato da forme di vita intelligente.

Nel presente, e anche in un passato non troppo lontano, La NASA ha esplorato roboticamente Marte già dalla metà degli anni ’60 e, grazie a queste missioni, ora siamo abbastanza certi che il pianeta non è la dimora di alcun essere extraterrestre. Ma questi i veicoli spaziali impiegati dall’agenzia spaziale hanno trovato un’abbondanza di prove geologiche che dimostrano che una volta Marte avrebbe potuto possedere risorse idriche, un campo magnetico e un’atmosfera densa. In altre parole, c’è ancora la possibilità che forme di vita abitassero una volta sulla superficie del Pianeta Rosso, e alla fine di luglio, la NASA farà il suo più grande passo verso un’eventuale scoperta.

Il 30 luglio infatti, la NASA dovrebbe lanciare il suo nuovo rover, Perseverance, in un viaggio di sola andata verso Marte. Il geologo robotizzato delle dimensioni di un’auto trascorrerà il suo primo anno sul pianeta a perforare campioni di terreno alla ricerca di segni di vita antica (un’altra missione robotica alla fine di questo decennio invierà i campioni sulla sulla Terra).

Il rover raccoglierà almeno 20 campioni di terreno nel suo sito di atterraggio, il cratere Jezero, che gli scienziati ritengono che fosse un delta del fiume, circa 4 miliardi di anni fa. Se Marte ha mai ospitato la vita, l’acqua stagnante dell’antico delta di Jezero è il  tipo di habitat in cui sarebbe possibile trovarne traccia.

Il rover della Nasa andrà a caccia di microbi fossilizzati, non di molluschi, e anche trovare un batterio intatto sarebbe un colpo di fortuna sorprendente: “Sarebbe un sogno totale“, afferma Tanja Bosak, geobiologa sperimentale del MIT e membro del team di 10 persone che guiderà la selezione dei campioni prelevati dal rover. Perseverance è alla ricerca di potenziali biosignature, deboli tracce molecolari lasciate dai microbi miliardi di anni fa.

“Con i microbi, non vedi mai davvero solo una singola cellula. È sempre una comunità macroscopica. Le interazioni fondamentali tra materia organica e minerali dovrebbero essere le stesse sulla Terra e su Marte, quindi utilizzeremo le telecamere per cercare questi diversi tipi di forme microbiche“, ha spiegato Bosak.

Il rover dovrebbe anche trovare un’abbondanza di molecole che sono tipicamente associate alla vita: “Tutte le cellule metabolizzano“, afferma Bosak “Prendono molecole dall’ambiente e le metabolizzano producendo qualcos’altro“. Ciò potrebbe includere elementi di base come fosforo e azoto o molecole organiche più complesse come il carbonato di calcio. Nel migliore dei casi, il rover potrebbe trovare tracce fossili di lipidi o altre biomolecole che sono essenziali per gli esseri viventi. La sfida per Perseverance sarà trovare queste molecole fossilizzate.

Il primo passo in questo processo riguarda lo strumento SuperCam, una serie di laser attaccati all’albero del rover in grado di studiare le rocce a distanza: un laser vaporizza la roccia riscaldandola a 18.000 gradi Fahrenheit, questo crea un plasma che il rover può fotografare per comprendere la sua composizione elementare. Un altro laser interagisce con le molecole nel suolo marziano senza distruggere i loro legami chimici e, tra l’altro, la luce laser può rivelare quali composti sono presenti nella polvere marziana.

Se la SuperCam rileva molecole organiche o elevate concentrazioni di elementi come azoto o fosforo, e in caso positivo Perseverance si avvicinerà per dare un’occhiata più da vicino. Due strumenti collegati all’estremità del braccio, PIXL e Sherloc, utilizzano diversi laser per ottenere un’immagine dettagliata della roccia: PIXL utilizza i raggi X per creare una mappa fluorescente della chimica elementare della roccia e Sherloc utilizza un laser a raggi ultravioletti della larghezza di un capello umano per rilevare qualsiasi materiale organico che potrebbe nascondersi tra i granelli di terra.

“Queste sono i tipi di tecniche che abbiamo utilizzato quando abbiamo esaminato le prime notizie sulla vita sulla Terra“, afferma Ken Williford, vice scienziato del progetto NASA per la missione Mars 2020 e direttore del laboratorio Astrobiogeochemistry presso il Jet Propulsion Laboratory: “Il modo in cui troviamo antiche biosignature sulla Terra non è solo quello di misurare la chimica di massa di una roccia. Mappiamo dove si trova quella materia organica nella roccia e ciò ci consente di cercare insieme trame e composizioni realistiche“.

Una volta che Perseverance troverà una promettente macchia di terra rossa, Bosak e i suoi colleghi dovranno collegarsi per sapere se prelevare un campione centrale in quella posizione per essere poi inviati sulla Terra. È una decisione molto impegnativa: il rover può conservare solo una dozzina di campioni e, una volta presa una decisione, non si può tornare indietro. Il rover dovrà percorrere molto terreno nel suo primo anno su Marte, quindi non avrà il tempo di rivisitare i siti di campionamento precedenti, e gli astrobiologi non sono gli unici scienziati che non vedono l’ora di mettere le mani su una roccia di Marte. Alcuni campioni verranno utilizzati per rispondere ad altre domande fondamentali, come per quanto tempo sono durate le condizioni abitabili sulla superficie marziana e come erano quelle condizioni.

La più antica testimonianza non controversa della vita sulla Terra ha circa 3,5 miliardi di anni; oltre quel punto, la documentazione fossile microbica viene deformata oltre il riconoscimento da eoni di intensi processi geologici. Williford prevede che le rocce esaminate da Perseverance saranno circa 300 milioni di anni più vecchie della più antica testimonianza della vita sulla Terra. 

E se riusciamo a malapena a riconoscere la vita più antica del nostro pianeta, probabilmente sarà ancora più difficile riconoscerla su Marte: “Qualsiasi segno di vita ha molte più probabilità di essere altamente ambiguo di quanto non sia identificabile“, afferma Williford.

Anche se Perseverance trovasse delle biosignature che potrebbero passare come prova determinante della vita antica sulla Terra, Williford afferma che la comunità scientifica probabilmente tratterrebbe il suo giudizio fino a quando i campioni non saranno restituiti e studiati con strumenti più sensibili qui sulla Terra.

Le tecniche che Perseverance utilizzerà per rilevare possibili biosignature presumono che la vita su Marte si sia evoluta in modo simile alla vita sulla Terra, e quindi è alla ricerca di prove  biochimiche simili. Il laboratorio di Johnson si occupa di trovare modi per rilevare la vita che potrebbe non presentarsi secondo il regolamento genetico della Terra, che è un po’ come imparare a parlare una lingua di cui non hai mai sentito parlare.

“L’idea principale delle biosignature agnostiche è che includano la vita come la conosciamo, così come altri tipi di vita“, afferma Johnson.

Ad esempio, la scienziata e il suo team pensano che la complessità di una molecola possa essere un’importante biosignature che non dipende da una biochimica terrestre. Esiste una certa soglia di complessità per i composti chimici oltre la quale è quasi impossibile che si formino senza l’aiuto di un processo biologico. Il compito di Johnson e dei suoi colleghi è di capire come definire tale complessità in modo significativo: “Non puoi semplicemente guardare le grandi molecole, perché ci sono molte molecole, come i polimeri, che sono davvero molto grandi, ma stanno solo ripetendo le stesse subunità“, spiega Johnson.

Il laboratorio di Johnson sta studiando altre potenziali biosignature agnostiche, come alcuni tipi di reazioni di riduzione-ossidazione, che trasferiscono elettroni tra gli atomi. Questa è la principale fonte di trasferimento di energia a livello microbico e la ricerca di diversi tipi di reazioni redox potrebbe essere potenzialmente utilizzata per identificare la vita extraterrestre che non condivide la nostra biochimica specifica.

 “Stiamo cercando di allontanarci da questo binario di sì vita o niente vita verso uno spettro di certezza“, afferma Johnson. “Se pensiamo a ciò che ci aspetteremmo da un processo biologico o casuale in termini probabilistici, potremmo fare un passo avanti. ci troviamo in questo mondo di bio–suggerimenti rispetto alle biosignature definitive”.

Se c’è vita su questi mondi alieni, ci sono buone probabilità che sarà significativamente diversa dalla nostra. La luna di Giove, Europa, è coperta da uno spesso strato di ghiaccio che si ritiene nasconda un oceano che copre tutto il pianeta, il che significa che qualsiasi forma di vita lì sarebbe spuntata intorno ad aperture idrotermali in profondità sotto la superficie. La più grande luna di Saturno, Titano, ha una fitta atmosfera ricca di composti carboniosi e può anche avere grandi corpi di acqua liquida sotto la sua superficie. Gli scienziati non sono sicuri di cosa troveranno quando arriveranno, ma se Johnson e il suo team avranno successo, avranno una nuova serie di strumenti per aiutarli a riconoscere un extraterrestre quando ne vedranno uno.