La ricerca della vita oltre la Terra affascina molti e ispira grandi domande:siamo davvero soli nell’universo? La nostra Terra è unica? È possibile che la vita oltre la Terra possa effettivamente essere lontana dai piccoli alieni verdi e molto più vicina alla vita microbica con cui condividiamo il nostro pianeta?
Gli organismi unicellulari sono state le prime forme di vita che si sono evolute sulla Terra miliardi di anni fa e esistono da molto più tempo degli esseri umani e di altri organismi multicellulari. Sono anche metabolicamente diversi e possono prosperare in ambienti che noi esseri umani consideriamo estremi, come sul fondo dell'oceano in caldissime sorgenti idrotermali, in laghi estremamente salati e persino all'interno delle rocce.
Il primo posto in cui cercare la vita al di fuori della Terra è all’interno del nostro sistema solare, dove le distanze tra noi e i mondi potenzialmente abitabili sono ancora gestibili per i sorvoli di veicoli spaziali e persino per le missioni di campionamento. Venere, Marte e molte lune di Giove e Saturno sono tutte di interesse per gli astrobiologi, sebbene Europa, una delle 95 lune di Giove, sia un mondo candidato particolarmente promettente. Europa è un mondo oceanico ghiacciato dove pennacchi d'acqua sgorgano da un oceano sotto una spessa crosta di ghiaccio.
Sebbene la temperatura superficiale sia perennemente al di sotto dei -220°F, Europa entusiasma molti astrobiologi come possibile sito di vita nel nostro sistema solare a causa del suo oceano subglaciale. L'acqua è importante per l'abitabilità di un pianeta da parte della vita come la conosciamo; un solvente polare come l'acqua è essenziale per le reazioni biochimiche che guidano tutta la vita sulla Terra e può anche fornire un habitat termicamente stabile affinché gli organismi possano vivere ed evolversi.
Insieme all’acqua, il carbonio è un altro elemento importante per la vita come la conosciamo. Tutte le macromolecole essenziali della vita sono basate sul carbonio:zuccheri, proteine, DNA e lipidi sono tutti costituiti da atomi di carbonio disposti in varie forme, inclusi anelli, fogli e catene.
Nel settembre 2023, due team indipendenti di scienziati hanno scoperto che il biossido di carbonio solido (CO2 ) sulla superficie di Europa molto probabilmente ha origine dal suo oceano subglaciale, poiché la sua posizione sulla superficie coincide con caratteristiche geologiche che indicano il trasporto di materiale da sotto il ghiaccio.
Un team ha anche ipotizzato che gli oceani siano ossidati, una condizione chimica che sostiene l’attuale biosfera terrestre e quindi favorisce l’abitabilità da parte della vita come la conosciamo. Tuttavia gli scienziati non sono stati in grado di determinare in modo definitivo la fonte della CO2 su Europa, la conferma dell'esistenza del carbonio su Europa ha alimentato il fuoco degli astrobiologi che credono che potrebbe ospitare vita microbica.
Segni di vita come il carbonio organico e l’acqua sono ampiamente conosciuti come biofirme, marcatori chimici o fisici che richiedono specificamente un’origine biologica. Sebbene nessuna singola firma biologica sia sufficiente per rivendicare la vita in un mondo lontano, trovare molte firme biologiche complementari su corpi come Europa può rafforzare la tesi secondo cui la vita, in qualche forma, potrebbe esistere oltre la Terra.
Dall'Europa all'Antartide:studio dei microbi subglaciali
In quanto sito di ricerca microbiologica sul campo, Europa è quanto più irraggiungibile possibile:è a oltre 390 milioni di miglia di distanza ed è insondabilmente fredda. Come possiamo, allora, determinare se la vita potrebbe sopravvivere nelle condizioni europee? Un'idea è quella di studiare i siti analoghi basati sulla Terra:ambienti estremi sulla Terra le cui condizioni imitano quelle di mondi lontani.
Caratterizzando la vita microbica in questi ecosistemi, possiamo comprendere come la vita possa persistere in luoghi che sono del tutto inospitali per la maggior parte delle altre forme di vita. Lo studio dei siti analoghi può anche fornirci indizi su quali tipi di biofirme potrebbero essere importanti in diversi ambienti e aiutare a informare ciò che i ricercatori cercano nei dati provenienti dalle future missioni in Europa.
Jill Mikucki, Ph.D., professore associato presso l'Università del Tennessee, Knoxville, studia uno di questi siti analoghi:Blood Falls, una caratteristica che colora l'estremità del ghiacciaio Taylor nelle valli secche McMurdo dell'Antartide. Lì, un ecosistema salmastro di acque sotterranee subglaciali fa fuoriuscire salamoia contenente ferro in superficie. Il ferro si ossida a contatto con l'aria, tingendo l'acqua salata che defluisce di un rosso ruggine e conferendo a Blood Falls il suo aspetto spettrale e il nome corrispondente.
"Sembra ultraterreno lavorare e accamparsi nelle valli aride", ha detto Mikucki. "Può essere estremamente silenzioso... penetrante. Ma se il vento si alza, può ruggire."
Parte dell'attrattiva di Blood Falls come analogo deriva dalle sue caratteristiche geologiche e idrologiche uniche. "Penso che Blood Falls sia un ottimo analogo per gli studi sul mondo oceanico perché è uno dei pochi luoghi in cui i liquidi transitano dal sotto il ghiaccio alla superficie", ha spiegato Mikucki. "Inoltre, è salato, quindi è come un mini mondo oceanico che sporadicamente fuoriesce aliquote di fluidi subglaciali e il loro contenuto microbico."
Queste caratteristiche ricordano i pennacchi di Europa che sgorgano da sotto il ghiaccio. "A Blood Falls, possiamo studiare com'è la vita sotto il ghiaccio, cosa comporta il transito verso la superficie e com'è la sopravvivenza in superficie", ha detto Mikucki.
Nel 2009, Mikucki e colleghi hanno pubblicato un articolo che descrive in dettaglio come i microbi sotto il ghiacciaio Taylor potrebbero riciclare lo zolfo e utilizzare il ferro come accettore terminale di elettroni, un ruolo svolto dall'ossigeno per molti organismi sulla superficie terrestre.
Questo tipo di metabolismo avviene in condizioni anaerobiche (quando l'ossigeno è limitato), che può verificarsi in alcuni ambienti durante la fotosintesi di organismi che producono O2 sono assenti. Questo ecosistema è sepolto in profondità sotto il ghiaccio e potrebbe essere rimasto isolato dall'esterno per oltre 1 milione di anni.
Mikucki ha lavorato sugli ambienti subglaciali per oltre due decenni, ma è ancora sbalordita da alcune delle sue scoperte e da quelle del suo team. Ad esempio, le cellule microbiche crescono molto lentamente sotto il ghiaccio, impiegando forse un anno o più per dividersi.
"Tutto mi lascia ancora perplesso", ha riso. "Mi chiedo per quanto tempo questa salamoia è rimasta intrappolata sotto il ghiacciaio Taylor e come, dove, in quali circostanze ha avuto origine. Come hanno persistito queste comunità microbiche durante questo viaggio fisico e chimico?" Potrebbe la vita persistere in modo simile su Europa? La decisione è ancora in corso, ma sono in corso sforzi per raccogliere ulteriori dati.
Nei prossimi decenni, potremo osservare meglio Europa attraverso due missioni:JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’Agenzia spaziale europea e Europa Clipper della NASA. Mentre la missione JUICE, lanciata nell'aprile 2023, mira a caratterizzare Europa e altre due lune di Giove, la missione Clipper della NASA (lancio previsto nell'ottobre 2024) si concentrerà su Europa.
L'obiettivo del Clipper è misurare lo spessore della crosta ghiacciata e lo scambio tra superficie e oceano, nonché studiare la composizione e la geologia di Europa. I due veicoli spaziali dovrebbero raggiungere i loro obiettivi nel 2030 e poi potranno iniziare a raccogliere e inviare dati.
La possibilità che la vita esista oltre la Terra – e che possa essere molto diversa da quella che abbiamo qui – è allo stesso tempo entusiasmante e umiliante. Se non troveremo mai la vita oltre la Terra, vorrà dire che quello che è successo qui è stato straordinariamente speciale. Se lo facessimo, ciò potrebbe ribaltare ciò che pensiamo di sapere sulla vita e mostrarci che non siamo soli nel vasto cosmo.
Fornito dalla American Society for Microbiology
