Anche se oggi Marte è conosciuto come un pianeta rosso e ghiacciato, ha tutte le prove che potremmo chiedere di un passato … acquoso, durato circa i primi 1,5 miliardi di anni del sistema solare. Potrebbe essere stato simile alla Terra, persino al punto di aver avuto la vita, per il primo terzo della storia del nostro sistema solare?
Kevin M. Gill / flickr
Da quando l’umanità guarda il cielo, siamo stati affascinati dalla possibilità che altri mondi, proprio come la Terra, potessero contenere organismi viventi. Mentre le nostre visite sulla Luna ci hanno insegnato che è completamente sterile e disabitata, altri mondi all’interno del nostro sistema solare rimangono pieni di potenziale. Venere potrebbe avere vita nelle sue cime delle nuvole. Europa ed Encelado potrebbero avere vita che pullula in un oceano di acqua liquida sotto la superficie. Anche i laghi di idrocarburi liquidi di Titano offrono un luogo affascinante per la ricerca di organismi viventi esotici.
Ma di gran lunga, la possibilità più affascinante è il pianeta rosso: Marte. Questo cugino più piccolo, più freddo e più distante della Terra ha sicuramente avuto un passato umido, dove l’acqua liquida è chiaramente fluita sulla superficie per più di un miliardo di anni. Prove circostanziali hanno indicato la plausibilità della vita su Marte, non solo nell’antico passato, ma forse ancora viva, e forse occasionalmente attiva, anche oggi. Ci sono cinque possibilità di vita su Marte. Ecco cosa sappiamo finora.
Le curve a gomito si verificano solo nelle fasi finali della vita di un fiume che scorre lentamente, e questo si trova … su Marte. Mentre molte delle caratteristiche simili a canali di Marte provengono da un passato glaciale, ci sono ampie prove di una storia di acqua liquida sulla superficie, come questo letto di fiume prosciugato.
NASA / Mars Global Surveyor
Con le informazioni che abbiamo ottenuto dai vari orbiter, lander e rover, abbiamo fatto una serie di affascinanti scoperte su Marte. Vediamo letti di fiumi prosciugati e prove di antichi eventi glaciali sulla superficie marziana. Troviamo piccole sfere di ematite su Marte e numerose prove di rocce sedimentarie, che sulla Terra si formano solo in ambienti acquosi. E abbiamo osservato ghiaccio solido sotto la superficie, neve e persino acqua superficiale congelata su Marte in tempo reale.
Abbiamo anche osservato quella che probabilmente è acqua superficiale salata che scorre attivamente lungo le pareti di vari crateri, anche se questo risultato è ancora controverso. Tutti gli ingredienti necessari per la vita sulla Terra erano abbondanti anche su Marte, compresa un’atmosfera spessa e acqua liquida sulla sua superficie. Anche se Marte non sembra più brulicare di vita oggi, ci sono tre prove che la vita passata o anche presente potrebbe essere una possibilità.
Le sfere di ematite (o “mirtilli marziani”) come imaged dal Mars Exploration Rover. Queste sono … quasi certamente prove di acqua liquida passata su Marte, e forse di vita passata. Gli scienziati della NASA devono essere certi che questo sito – e questo pianeta – non siano contaminati dall’atto stesso del nostro osservare. Per ora, non ci sono prove sicure per la vita marziana passata o presente.
NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU
La prima prova convincente venne dagli strumenti a bordo dei Mars Viking Landers della NASA nel 1976. Furono eseguiti tre esperimenti biologici: un esperimento di scambio di gas, un esperimento di rilascio con etichetta e un esperimento di rilascio pirolitico, seguito da un esperimento di spettrometro di massa con gascromatografo. L’esperimento di rilascio etichettato ha dato un risultato positivo quando è stato eseguito su entrambi i lander Viking, ma solo la prima volta che il test si è verificato. Tutti gli altri esperimenti sono risultati negativi.
La seconda prova è arrivata quando un frammento di un meteorite marziano – Allan Hills 84001 – è stato recuperato il 27 dicembre 1984. Come si è scoperto, circa il 3% di tutti i meteoriti che cadono sulla Terra provengono da Marte, ma questo era particolarmente grande: quasi 2 chilogrammi di peso. Si è formato originariamente su Marte circa 4 miliardi di anni fa, ed è atterrato sulla Terra solo circa 13.000 anni fa. Quando abbiamo guardato al suo interno nel 1996, sembra contenere materiale che potrebbe essere il residuo di forme di vita organiche fossilizzate, anche se potrebbero essere sorte anche da processi inorganici.
Di recente, il rover Mars Curiosity ha rilevato sfiati di metano su Marte, che potrebbero essere stati … prodotti organicamente o inorganicamente. Se è organico, l’autore perderà una scommessa con il fisico Robert Garisto!
NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. of Michigan
E infine, la terza prova è uscita con l’ultimo rover di Marte della NASA: Curiosity. Con il cambio di stagione su Marte, Curiosity ha rilevato “rutti” di metano emessi da specifici luoghi sotterranei, ma solo alla fine dell’inverno marziano e con l’inizio della primavera. Questo è, ancora una volta, un segnale ambiguo nel migliore dei casi, in quanto i processi inorganici e geochimici potrebbero essere stagionali e provocare il rilascio di metano, ma anche i processi organici e biologici potrebbero provocare questo.
Quando guardiamo la serie completa di prove – a tutto ciò che abbiamo imparato su Marte – ci sono cinque possibilità per la storia della vita sul Pianeta Rosso. Potrebbe essere un mondo eternamente sterile; potrebbe essere un mondo in cui la vita ha prosperato per un certo periodo, ma poi ha raggiunto un vicolo cieco; potrebbe avere vita esistente oggi; potrebbe essere stato seminato dalla vita terrestre all’inizio; o potrebbe avere solo organismi terrestri che si sono fatti strada fin dagli albori dell’era spaziale.
Ecco cosa significherebbe ogni possibilità.
Marte, con la sua sottile atmosfera, come fotografato dall’orbiter Viking. Da lontano così come … da vicino, non ci sono segni evidenti e convincenti di vita passata o presente sul pianeta, anche se ci sono alcuni punti ambigui che potrebbero favorire o sfavorire la vita.
NASA / Viking 1
1.) Marte non ha mai avuto vita su di esso. Nonostante abbia gli stessi ingredienti grezzi della Terra primordiale e condizioni acquose simili, le circostanze necessarie che permettono alla vita di formarsi semplicemente non si sono mai verificate su Marte. Tutti i processi geologici e chimici che si verificano in modo inorganico sono ancora avvenuti, ma niente di organico. Poi, poco più di tre miliardi di anni fa, l’atmosfera di Marte è stata spazzata via dal Sole, prosciugando qualsiasi acqua liquida in superficie e portando all’aspetto attuale di Marte.
Questa è la posizione più conservativa, e richiederebbe che tutti e tre i presunti test “positivi” abbiano una risoluzione inorganica o basata sulla contaminazione. Questo è eminentemente possibile, e rimane – nella mente di molti – l’ipotesi predefinita. Fino a quando non arriveranno delle prove molto convincenti che indichino in modo robusto la presenza di vita passata o presente su Marte, questa rimarrà probabilmente l’ipotesi principale.
Laghi congelati stagionali appaiono in tutto Marte, mostrando prove di acqua (non liquida) sulla superficie. … Queste sono solo alcune delle molte linee di prova che indicano un passato acquoso su Marte. Se l’acqua indichi la vita o meno non è ancora stato determinato.
ESA/DLR/FU Berlino (G. Neukum)
2.) Marte ha avuto vita all’inizio, ma si è estinto. Questo scenario, per molti versi, è altrettanto convincente del precedente. È molto facile immaginare che un mondo con:
- una spessa atmosfera simile a quella della Terra primitiva,
- acqua liquida e stabile sulla sua superficie,
- continenti con una ricca diversità geologica,
- vulcani,
- un campo magnetico,
- un giorno di lunghezza simile al nostro,
- e temperature solo marginalmente più fredde di quelle attuali della Terra,
potrebbero portare alla vita. Per molti, è praticamente impossibile immaginare che queste condizioni – dopo più di un miliardo di anni – non portino alla vita, considerando che la vita è nata sulla Terra non più di qualche centinaio di milioni di anni dopo la sua formazione.
Tuttavia, la perdita dell’atmosfera marziana ha avuto un effetto profondo sul pianeta, e potrebbe aver portato all’estinzione di tutta la vita su Marte. Trivellare la roccia sedimentaria di Marte e cercare forme di vita fossilizzate, o anche inclusioni ricche di carbonio metamorfosato, potrebbe potenzialmente rivelare le prove necessarie per convalidare questo scenario.
Le linee di pendenza ricorrenti, come questa sul versante sud di un cratere sul pavimento di Melas … Chasma, non solo hanno dimostrato di crescere nel tempo e poi svanire man mano che il paesaggio marziano le riempie di polvere, ma sono note per essere causate dallo scorrere di acqua salata e liquida. Forse, in quei flussi, si stanno verificando processi di vita.
A.S. McEwen et al., Nature Geoscience 7, 53-58 (2014)
3.) Marte ha avuto una vita precoce, e persiste ancora in una forma per lo più dormiente sotto la superficie. Questa è la visione più ottimistica, ma ancora scientificamente valida, della vita su Marte. Forse la vita ha preso piede all’inizio, e quando Marte ha perso la sua atmosfera, alcuni estremofili sono rimasti in una sorta di stato di animazione sospesa e congelata. Quando sono emerse le condizioni giuste – forse nel sottosuolo, dove occasionalmente può fluire acqua liquida – quella vita si “risveglia” e inizia a svolgere le sue funzioni biologiche critiche.
Se questo è il caso, allora ci sono ancora organismi da trovare sotto la superficie marziana, forse nelle sabbie poco profonde a pochi metri o addirittura a pochi centimetri sotto la nostra navicella. Probabilmente stiamo parlando solo di vita unicellulare, forse nemmeno raggiungendo la complessità di una cellula eucariotica, ma la vita su qualsiasi mondo diverso dalla Terra sarebbe comunque una rivoluzione per la scienza. Il rover Perseverance della NASA, lanciato con successo il 30 luglio 2020, raccoglierà campioni critici di suolo per tentare di testare questo ipotetico scenario.
Un planetoide in collisione con la Terra, più grande anche dell’impatto dell’asteroide che ha spazzato via i dinosauri, … potrebbe facilmente sollevare una quantità sufficiente di materiale che una parte di esso arriverebbe su Marte, possibilmente contaminando l’antico pianeta rosso con materiale simile alla Terra, così come organismi biologici terrestri.
NASA / Don Davis
4.) Marte non ha avuto vita fino a quando la Terra l’ha seminato, naturalmente. 65 milioni di anni fa, un corpo molto grande e in rapido movimento ha impattato la Terra, creando il cratere Chixulub e tirando su abbastanza materiale da coprire la Terra in una nuvola di detriti, portando alla quinta grande estinzione di massa nella storia della Terra. E, come molti impatti massicci, questo ha probabilmente cacciato piccoli pezzi di Terra nello spazio, nello stesso modo in cui gli impattatori sulla Luna o su Marte inviano meteore in tutto il sistema solare, dove alcune di esse alla fine atterrano sulla Terra. Sembra irragionevole che il materiale della crosta terrestre, ricco di vita organica, non arrivi affatto su Marte. Invece, è eminentemente plausibile che organismi terrestri siano arrivati su Marte e abbiano iniziato a riprodursi lì, che abbiano prosperato o meno. Forse un giorno saremo in grado di conoscere la storia completa della vita su Marte, e determinare se qualcuno di essi ha lo stesso antenato comune da cui discende tutta la vita terrestre esistente. È una possibilità affascinante che non è facile da scartare.
I primi lander di vero successo, Viking 1 e 2, hanno restituito dati e immagini per anni, compreso … fornendo un segnale controverso che potrebbe aver indicato la presenza di vita sul pianeta rosso.
NASA e Roel van der Hoorn
5.) Il nostro moderno programma spaziale ha diffuso la vita terrestre su Marte. E, infine, forse Marte era davvero un pianeta sterile e senza vita – almeno per miliardi di anni – fino all’alba dell’era spaziale. Forse i materiali spaziali che non sono stati decontaminati o sterilizzati al 100% sono atterrati sulla superficie marziana, portando con sé come clandestini i moderni organismi terrestri.
È l’incubo finale degli astrobiologi: che ci sia un’affascinante storia di vita da scoprire su un altro mondo, ma che lo contamineremo con i nostri organismi prima di imparare la vera storia della vita su quel mondo. Nel peggiore dei casi, potrebbe essere il caso che su Marte stesse sopravvivendo una vita semplice di origine marziana, ma che la vita terrestre sia arrivata e l’abbia superata, portandola a una rapida estinzione. Questa paura molto reale e sana è il motivo per cui siamo spesso così conservatori, da un punto di vista biologico, quando esploriamo altri pianeti e mondi stranieri.
Un razzo Atlas V con il rover Perseverance Mars della NASA viene lanciato dal pad 41 della Cape Canaveral Air … Force Station. La missione Mars 2020 prevede di far atterrare il rover Perseverance sul pianeta rosso nel febbraio 2021, dove cercherà segni di vita antica e raccoglierà campioni di roccia e suolo per un possibile ritorno sulla Terra. (Paul Hennessy/SOPA Images/LightRocket via Getty Images)
SOPA Images/LightRocket via Getty Images
C’è un’enorme speranza che le attuali e future generazioni di rover e orbiter marziani ci aiutino finalmente a capire se Marte – ora o in qualsiasi momento del suo passato – abbia mai ospitato la vita. Se la risposta a questa domanda è affermativa, allora porta ad un’importante domanda successiva: quella vita è collegata o indipendente dalla vita sulla Terra? È possibile che la vita abbia avuto origine sulla Terra e abbia seminato Marte con la vita; è possibile che la vita abbia avuto origine su Marte e poi abbia seminato la Terra; è anche possibile che la vita abbia preceduto sia la Terra che Marte, e che le sue prime forme abbiano preso piede su entrambi i pianeti.
Ma a questo punto del tempo, non abbiamo prove schiaccianti che la vita sia mai esistita su Marte. Abbiamo alcuni accenni che potrebbero essere indicatori di vita passata o presente, ma processi completamente inorganici potrebbero spiegare ognuno di quei risultati osservati.
Come sempre, l’unico modo per scoprire la verità è condurre più e meglio la scienza con strumenti e tecniche superiori. Mentre il rover Perseverance della NASA va avanti a raccogliere una serie di campioni di suolo, il prossimo passo sarà quello di riportarli sulla Terra per le analisi di laboratorio. Se avremo successo in questo, potremmo sapere con certezza, entro il prossimo decennio, quale di queste cinque possibilità è più coerente con la verità su Marte.
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