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La vita in anticipo su Marte potrebbe aver spazzato via la vita in anticipo su Marte, suggerisce un nuovo studio: ScienceAlert

La vita potrebbe essersi estinta all’inizio di Marte. Questo non è così assurdo come sembra; qualcosa del genere è successo sulla terra.

Ma la vita si è evoluta e persiste sulla Terra, mentre non su Marte.

Le prove mostrano che Marte una volta era caldo, umido e aveva un’atmosfera. Nell’antica Noah, da 3,7 miliardi a 4,1 miliardi di anni fa, anche Marte aveva acqua in superficie. Se questo è corretto, Marte potrebbe essere stato abitabile (anche se ciò non significa necessariamente che fosse abitato).

Un nuovo studio mostra che il primo Marte potrebbe essere stato ospitale per un tipo di organismo che prospera in ambienti estremi qui sulla Terra. I metanogeni vivono in luoghi come gli sfiati idrotermali sul fondo del mare, dove convertono l’energia chimica dal loro ambiente e rilasciano metano come prodotto di scarto. Lo studio mostra che i metanogeni potrebbero aver prosperato sottoterra su Marte.

Lo studio è intitolato “Habitability of Early Mars and Global Cooling by H2-Based Methanogens”. È pubblicato in astronomia naturalee gli autori principali sono Regis Ferrière e Boris Sauterey. Ferrière è professore presso il Dipartimento di Ecologia e Biologia Evolutiva dell’Università dell’Arizona e Sauterey è un ex borsista post-dottorato nel gruppo di Ferrière che ora si trova alla Sorbona.

“Il nostro studio mostra che il primo Marte sotterraneo sarebbe stato molto probabilmente abitabile per i microbi metanogeni”, ha detto Ferrière in un comunicato stampa. Tuttavia, gli autori sono chiari sul fatto che non stanno dicendo che la vita è esistita definitivamente sul pianeta.

Il documento afferma che i microbi prospererebbero nella roccia porosa e salina, che li proteggeva dai raggi UV e dai raggi cosmici. L’ambiente sotterraneo avrebbe anche fornito un’atmosfera diffusa e una temperatura temperata che avrebbero consentito la sopravvivenza dei metanogeni.

I ricercatori si sono concentrati sui metanogeni idrogenotrofici che H2 e co2 e produrre metano come rifiuto. Questo tipo di metanogenesi è stato uno dei primi processi metabolici sulla terra. Tuttavia, la sua “fattibilità sul primo Marte non è mai stata valutata quantitativamente”, afferma il documento.

Fino ad ora.

In termini di questa ricerca, c’è una differenza fondamentale tra l’antico Marte e la Terra. Sulla Terra, la maggior parte dell’idrogeno è legato nelle molecole d’acqua e molto poco da solo. Ma su Marte era abbondante nell’atmosfera del pianeta.

Questo idrogeno potrebbe essere stata la fonte di energia di cui i primi metanogeni avevano bisogno per prosperare. Lo stesso idrogeno avrebbe contribuito a intrappolare il calore nell’atmosfera marziana e mantenere abitabile il pianeta.

“Pensiamo che Marte fosse forse leggermente più freddo della Terra in quel momento, ma non così freddo come lo è oggi, con temperature medie molto probabilmente superiori al punto di congelamento dell’acqua”, ha detto Ferrière.

“Mentre l’attuale Marte è stato descritto come un cubetto di ghiaccio ricoperto di polvere, immaginiamo il primo Marte come un pianeta roccioso con una crosta porosa satura di acqua liquida che probabilmente formava laghi e fiumi, forse anche mari o oceani”.

Sulla Terra, l’acqua è acqua salata o acqua dolce. Ma su Marte questa distinzione potrebbe non essere stata necessaria. Invece, tutta l’acqua era salata, secondo le misurazioni spettroscopiche delle rocce sulla superficie marziana.

Il team di ricerca ha utilizzato modelli del clima, della crosta e dell’atmosfera di Marte per valutare i metanogeni sull’antico Marte. Hanno anche utilizzato un modello di una comunità ecologica di microbi simili alla terra che metabolizzano idrogeno e carbonio.

Lavorando con questi modelli di ecosistema, i ricercatori sono stati in grado di prevedere se le popolazioni metanogene possono sopravvivere. Ma andarono avanti; Sono stati in grado di prevedere quale impatto hanno avuto queste popolazioni sul loro ambiente.

“Una volta creato il nostro modello, lo abbiamo utilizzato nella crosta marziana, in senso figurato”, ha affermato il primo autore dello studio, Boris Sauterey.

“Questo ci ha permesso di valutare quanto sarebbe plausibile una biosfera sotterranea di Marte. E se una tale biosfera fosse esistita, come avrebbe cambiato la chimica della crosta marziana e come questi processi nella crosta avrebbero influenzato la composizione chimica dell’atmosfera”.

“Il nostro obiettivo era modellare la crosta marziana con il suo mix di roccia e acqua salata, consentire ai gas dell’atmosfera di diffondersi nel terreno e vedere se i metanogeni potevano conviverci”, ha detto Ferrière. “E la risposta, in generale, è sì, questi microbi avrebbero potuto guadagnarsi da vivere nella crosta terrestre”.

La domanda era quanto avresti dovuto andare in profondità per trovarlo? È una questione di equilibrio, dicono i ricercatori.

Sebbene l’atmosfera contenesse abbondanza di idrogeno e carbonio che gli organismi avrebbero potuto utilizzare per produrre energia, la superficie marziana era ancora fredda. Non ghiacciato come oggi, ma molto più freddo della Terra moderna.

I microrganismi avrebbero beneficiato delle temperature più calde del sottosuolo, ma più si va in profondità, meno idrogeno e carbonio sono disponibili.

“Il problema è che anche sul primo Marte, la superficie era ancora molto fredda, quindi i microbi dovevano andare più in profondità nella crosta per trovare temperature confortevoli”, ha detto Sauterey.

“La domanda è: quanto deve andare in profondità la biologia per trovare il giusto compromesso tra temperatura e disponibilità di molecole dall’atmosfera di cui avevano bisogno per crescere? Abbiamo scoperto che le comunità microbiche nei nostri modelli sarebbero state più felici nelle prime centinaia di metri”.

Sarebbero rimasti a lungo incastonati nella crosta superiore. Ma poiché le comunità microbiche persistevano, assorbendo idrogeno e carbonio e rilasciando metano, avrebbero cambiato l’ambiente.

Il team ha modellato tutti i processi sopra e sotto terra e come si sarebbero influenzati a vicenda. Hanno previsto il feedback climatico risultante e come ha alterato l’atmosfera marziana.

Il team afferma che i metanogeni hanno innescato nel tempo il raffreddamento del clima globale alterando la composizione chimica dell’atmosfera. L’acqua salata nella crosta si sarebbe congelata a profondità sempre maggiori man mano che il pianeta si raffreddava.

Alla fine, questo raffreddamento avrebbe reso inabitabile la superficie di Marte. Mentre il pianeta si raffreddava, gli organismi sarebbero stati spinti più sottoterra, lontano dal freddo.

Ma la porosità della regolite sarebbe stata ostruita dal ghiaccio, impedendo all’atmosfera di raggiungere quelle profondità e drenando energia dai metanogeni.

“Secondo i nostri risultati, l’attività biologica avrebbe cambiato completamente l’atmosfera di Marte molto rapidamente, nel giro di poche decine o centinaia di migliaia di anni”, ha detto Sauterey. “Rimuovendo l’idrogeno dall’atmosfera, i microbi avrebbero raffreddato drasticamente il clima del pianeta”.

Un'illustrazione mostra l'evoluzione della copertura di ghiaccio di Marte.
Ogni riga rappresenta il punto di congelamento per un diverso tipo di salamoia. La scala di colore arancione rappresenta l’altitudine. Le aree ombreggiate bianche sovrapposte corrispondono alla probabilità di ghiaccio superficiale. (Boris Sauterey e Regis Ferriere)

Il risultato? Muori.

“Il problema che questi microbi avrebbero dovuto affrontare era che l’atmosfera marziana era praticamente scomparsa, completamente diluita, quindi la loro fonte di energia sarebbe scomparsa e avrebbero dovuto trovare una fonte di energia alternativa”, ha detto Sauterey.

“Inoltre, la temperatura sarebbe diminuita in modo significativo e avrebbero dovuto penetrare molto più in profondità nella crosta. Al momento è molto difficile dire per quanto tempo Marte sarebbe rimasto abitabile”.

I ricercatori hanno anche identificato i luoghi sulla superficie di Marte dove le future missioni hanno le migliori possibilità di trovare prove dell’antica vita del pianeta.

“Le popolazioni vicine alla superficie sarebbero state le più produttive e avrebbero quindi massimizzato la probabilità che i biomarcatori fossero conservati a livelli rilevabili”, scrivono gli autori nel loro articolo. “I primi metri di crosta marziana sono anche i più accessibili per l’esplorazione, data la tecnologia attualmente dispiegata sui rover marziani”.

Secondo i ricercatori, Hellas Planitia è il posto migliore per cercare prove di questa prima vita sotterranea perché è rimasta senza ghiaccio. Sfortunatamente, questa regione è sede di forti tempeste di sabbia e non è adatta per l’esplorazione dei rover. Secondo gli autori, Hellas Planitia è un’area di esplorazione ideale se mai esploratori umani visitano Marte.

La vita sull’antico Marte non è più un’idea rivoluzionaria e non lo è da molto tempo. Quindi la parte più interessante di questa ricerca potrebbe essere il modo in cui la vita in anticipo ha cambiato il suo ambiente. Ciò è accaduto sulla Terra e ha portato allo sviluppo di una vita più complessa dopo il Great Oxygenation Event (GOE).

Anche la terra primitiva era abitata da semplici forme di vita. Ma la terra era diversa; Gli organismi hanno sviluppato un nuovo modo di usare l’energia. Non c’era ossigeno nell’atmosfera primordiale della Terra e i primi abitanti della Terra prosperavano in sua assenza. Poi sono arrivati ​​i cianobatteri, che utilizzano la fotosintesi per generare energia e produrre ossigeno come sottoprodotto.

Ai cianobatteri piaceva l’ossigeno e ai primi abitanti della terra no. I cianobatteri crescevano in stuoie che creavano una regione di acqua ricca di ossigeno intorno a loro in cui prosperare.

Alla fine, i cianobatteri hanno ossigenato gli oceani e l’atmosfera fino a quando la terra è diventata tossica per altre forme di vita. I metanogeni e altre forme di vita primitive sulla Terra non sono in grado di gestire l’ossigeno.

Gli scienziati non chiamano del tutto estinzioni la morte di tutti questi organismi primitivi, ma la parola si avvicina. Alcuni microbi antichi, oi loro discendenti, sopravvivono sulla Terra odierna e vengono spinti in ambienti a basso contenuto di ossigeno.

Ma quella era la terra. Su Marte non c’è stato alcun salto evolutivo nella fotosintesi o altro che abbia portato a un nuovo modo di produrre energia. Alla fine, Marte si raffreddò e si congelò, perdendo la sua atmosfera. Marte è morto adesso?

È possibile che la vita marziana abbia trovato rifugio in luoghi remoti della crosta terrestre.

Uno studio del 2021 ha utilizzato modelli per dimostrare che potrebbe esserci una fonte di idrogeno nella crosta marziana che si autorigenera. Lo studio ha mostrato che gli elementi radioattivi nella crosta possono scomporre le molecole d’acqua attraverso la radiolisi, rendendo disponibile l’idrogeno per i metanogeni. La radiolisi ha consentito a comunità batteriche isolate nelle fessure e nei pori pieni d’acqua della crosta terrestre di sopravvivere per milioni, forse miliardi, di anni.

E il Deep Carbon Observatory ha scoperto che la vita sepolta nella crosta terrestre contiene fino a 400 volte la massa di carbonio di tutti gli esseri umani. Il DCO ha anche scoperto che in profondità al di sotto della superficie, la biosfera è quasi il doppio del volume degli oceani del mondo.

Potrebbe esserci ancora vita nella crosta marziana che si nutre di idrogeno prodotto dalla radiolisi? Ci sono prove sconcertanti di metano nell’atmosfera che devono ancora essere chiarite.

Molti scienziati ritengono che il sottosuolo di Marte sia naturalmente il luogo più probabile nel sistema solare in cui sostenere la vita, a parte la Terra. (Scusa Europa.) Forse lo farà, e forse un giorno lo troveremo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universe Today. Leggi l’articolo originale.

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