Vita su Marte: Da dove proviene il metano?

Il rover marziano "Curiosity" ha scoperto le tracce di flusso sui pendii rocciosi su Marte, chiamate "Recurring Slope Lineae" RSL. (© NASA)

Ricerca sul campo nel deserto di Atacama in Cile. Qui si verificano condizioni simili a quelle di Marte. (© TU Berlin_Research Group Astrobiology)

Ricerca sul campo nel deserto di Atacama in Cile. Qui si verificano condizioni simili a quelle di Marte. (© TU Berlin_Research Group Astrobiology)

Quando il rover marziano della NASA "Curiosity" trovò molecole organiche nel giugno 2018, il mondo scientifico ne fu entusiasta. Significava che la vita sul Pianeta Rosso potrebbe aver esistito in passato o potrebbe ancora essere possibile ora. Recentemente, nuove misurazioni di "Curiosity" hanno mostrato che anche le concentrazioni del prodotto metabolico metano variano nel corso dell'anno. Chi o cosa produce quindi il metano in modo sporadico? Per la prima volta, il gruppo di lavoro dell'astrobiologo Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch, del Centro di Astronomia e Astrofisica della TU Berlino, ha dimostrato sperimentalmente che alcuni microbatteri (Archea) possono sopravvivere e anche svolgere metabolismo in terreni salini simili a quelli marziani, utilizzando solo anidride carbonica e idrogeno come fonti di energia e carburante, e con le quantità minime di acqua che il minerale salino sottrae dall'atmosfera. Quindi, il metano potrebbe provenire da loro — un'altra importante intuizione nella ricerca della vita su Marte. I loro risultati sono stati pubblicati nell'ultima edizione di Scientific Reports di Springer Nature.

"La bassa temperatura media e l'attività dell'acqua sulla superficie di Marte rendono difficile per gli organismi viventi sopravvivere o addirittura riprodursi in questo ambiente", afferma Dirk Schulze-Makuch. "Tuttavia, i risultati delle recenti missioni marziane mostrano che le condizioni ambientali a determinati tempi e in certi luoghi del Pianeta Rosso superano di fatto i limiti inferiori che rendono possibile la vita." Sotto il nome di progetto HOME (Habitability of Martian Environments), il gruppo di lavoro dell'astrobiologo e geoscienziato, che è anche Professore Associato presso l'Arizona State University e la Washington State University, oltre che Presidente della Società Tedesca di Astrobiologia, si occupa da diversi anni della valutazione della abitabilità di potenziali ambienti vivibili su Marte. Già nel 2018, grazie a studi approfonditi nel deserto di Atacama, uno dei luoghi più aridi della Terra, il suo gruppo ha dimostrato che comunità cellulari attive possono sopravvivere in questo ambiente ostile finché vengono riattivate da quantità minime di acqua.

Gelo mattutino e tracce di flusso

Le condizioni sulla superficie di Marte non consentono la presenza permanente di acqua liquida, ma, secondo Schulze-Makuch, è possibile che in alcune zone vicino alla superficie esistano sali igroscopici che sottraggono umidità all'ambiente, ad esempio durante il gelo mattutino, e che questi sali passino da stato solido a liquido. Questa ipotesi era già stata avanzata da altri ricercatori, ad esempio per le strisce scure che si verificano sporadicamente sui ripidi pendii di alcuni crateri marziani e che si pensa siano tracce di flusso ("Recurring Slope Lineae" RSL). Si ipotizza che anche organismi sotterranei o vicini alla superficie possano attingere acqua da questi sali.

In un sistema chiuso analogo a Marte, i microbatteri svolgono metabolismo

Per verificare queste ipotesi, i ricercatori conducono spesso studi in regioni molto remote con condizioni ambientali simili a quelle di Marte, come il deserto di Atacama in Cile, le McMurdo Dry Valleys in Antartide o le Larsemann Hills nell'Est dell'Antartide. "L'analisi di questi ambienti analoghi a Marte e della microbiota presente aiuta a valutare l'abitabilità di ambienti marziani", afferma Dirk Schulze-Makuch. Queste aree sono estremamente aride, ma ricche di sali. Sono popolate da comunità microbiche che si sono adattate all'ambiente iniziando a svolgere metabolismo non appena vengono bagnate dalla deliquescenza. La deliquescenza è la capacità specifica di alcuni sali, soprattutto sali, di influenzare l'umidità relativa dell'ambiente circostante. Per testare se le fluttuazioni delle concentrazioni di metano misurate da "Curiosity" potrebbero derivare da microbatteri vicini alla superficie, i ricercatori hanno sviluppato un sistema chiuso di deliquescenza con substrati analoghi a quelli marziani (Mars Regolith Analogues – MRA), sali igroscopici e tre archea metanogeni (Methanosarcina mazei, M. barkeri e M. soligelidi). Successivamente, hanno misurato le condizioni che stimolano l'attività metabolica di questi microbatteri. Il risultato: due dei tre organismi simili a batteri hanno reagito, in diversi substrati e a diverse temperature. Questo ha attirato l'attenzione della comunità scientifica, poiché finora i modelli di organismi (inclusi i microbatteri produttori di metano) sono stati sottoposti principalmente a fattori di stress come disidratazione, siccità, fame, cicli di congelamento e scongelamento, alta salinità, bassa pressione atmosferica e dosi di radiazioni elevate, per valutare la possibilità di vita su Marte. "Secondo le nostre conoscenze, tuttavia, non esiste uno studio che dimostri che archea metanogeni possano esistere in un ambiente vicino alla superficie in cui l'acqua sia resa disponibile solo tramite deliquescenza", afferma Schulze-Makuch. "Siamo riusciti per la prima volta a dimostrare che l'acqua fornita dalla deliquescenza è sufficiente per reidratare archea metanogeni in queste condizioni estreme, quasi a ridare loro vita, e a riattivare il loro metabolismo in un ambiente simile a quello che si trova appena sotto la superficie di Marte."

Deborah Maus, Jacob Heinz, Janosch Schirmack, Alessandro Airo, Samuel P. Kounaves, Dirk Wagner, Dirk Schulze-Makuch: "Le archea metanogeni possono produrre metano in ambienti analoghi a Marte alimentati dalla deliquescenza"

La pubblicazione originale può essere trovata al seguente link: https://www.nature.com/articles/s41598-019-56267-4

Per ulteriori informazioni:

Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch
Università Tecnica di Berlino
Centro di Astronomia e Astrofisica della TU Berlino
Habitabilità planetaria e astrobiologia
Tel.: 300/314-23736
Email: schulze-makuch@tu-berlin.de