Quali delle caratteristiche della Terra erano essenziali per l'origine e il sostentamento della vita? E come fanno gli scienziati a identificare queste caratteristiche su altri mondi?

Un team di ricercatori con una vasta gamma di competenze che vanno dalla geochimica alla scienza planetaria all'astronomia ha pubblicato questa settimana un saggio in Scienza sollecitando la comunità di ricerca a riconoscere l'importanza vitale delle dinamiche interne di un pianeta nella creazione di un ambiente ospitale per la vita.

Con le nostre capacità esistenti, osservare la composizione atmosferica di un esopianeta sarà il primo modo per cercare tracce di vita altrove. Però, Anat Shahar di Carnegie, Peter Driscoll, Alycia Weinberger, e George Cody sostengono che una vera immagine dell'abitabilità planetaria deve considerare come l'atmosfera di un pianeta è collegata e modellata da ciò che sta accadendo al suo interno.

Per esempio, sulla terra, la tettonica a zolle è fondamentale per mantenere un clima superficiale in cui la vita possa prosperare. Cosa c'è di più, senza il ciclo del materiale tra la sua superficie e l'interno, la convezione che guida il campo magnetico terrestre non sarebbe possibile e senza un campo magnetico, saremmo bombardati dalle radiazioni cosmiche.

"Abbiamo bisogno di una migliore comprensione di come la composizione e l'interno di un pianeta influenzino la sua abitabilità, a cominciare dalla Terra, "Ha detto Shahar. "Questo può essere usato per guidare la ricerca di esopianeti e sistemi stellari in cui la vita potrebbe prosperare, le cui tracce potrebbero essere rilevate dai telescopi".

Tutto inizia con il processo di formazione. I pianeti nascono dall'anello rotante di polvere e gas che circonda una giovane stella. I mattoni elementari da cui si formano i pianeti rocciosi:silicio, magnesio, ossigeno, carbonio, ferro da stiro, e l'idrogeno sono universali. Ma la loro abbondanza e il riscaldamento e il raffreddamento che sperimentano nella loro giovinezza influenzeranno la loro chimica interiore e, a sua volta, cose come il volume dell'oceano e la composizione atmosferica.

"Una delle grandi domande che dobbiamo porci è se le caratteristiche geologiche e dinamiche che rendono abitabile il nostro pianeta natale possono essere prodotte su pianeti con composizioni diverse, " ha spiegato Driscoll.

I colleghi di Carnegie affermano che la ricerca della vita extraterrestre deve essere guidata da un approccio interdisciplinare che combini osservazioni astronomiche, esperimenti di laboratorio delle condizioni interne dei pianeti, e modelli e simulazioni matematiche.

"Gli scienziati di Carnegie sono leader mondiali di lunga data nei campi della geochimica, geofisica, scienza planetaria, astrobiologia, e astronomia, " disse Weinberger. "Allora, la nostra istituzione è in una posizione perfetta per affrontare questa sfida interdisciplinare".

Nel prossimo decennio, con l'arrivo in linea di una nuova generazione di telescopi, gli scienziati inizieranno a cercare seriamente le biofirme nelle atmosfere degli esopianeti rocciosi. Ma i colleghi dicono che queste osservazioni devono essere messe nel contesto di una più ampia comprensione di come la composizione totale di un pianeta e la geochimica interna determinano l'evoluzione di una superficie stabile e temperata dove la vita potrebbe forse sorgere e prosperare.

"Il cuore dell'abitabilità è negli interni planetari, "concluse Cody.