Credito d'immagine: NASA / JPL
Durante il briefing della missione della NASA di martedì sui progressi con il rover al Meridiani Planum, il principale investitore di Mars Exploration Rover (MER), Steve Squyres ha introdotto non solo nuove prove d'acqua sorprendenti, ma un altro nuovo pezzo per il più grande puzzle astrobiologico: acqua e zolfo. "Con questa quantità di solfato [fino al 40% di sali di zolfo in alcuni punti vicino al sito di atterraggio dell'Opportunità], è necessario coinvolgere l'acqua".
Ma l'acqua è solo il primo pezzo di puzzle in qualsiasi futuro quadro biologico per il pianeta rosso, secondo gli scienziati della missione. Questo sentimento è stato sottolineato considerando solo alcuni dei pezzi del puzzle ancora mancanti. Il tempo, ad esempio, è un elemento ancora da considerare. "Sappiamo che gli elementi biogenici maggiori e minori essenziali esistono su Marte", ha scritto Rocco Mancinelli, uno scienziato dell'Istituto SETI, "Il fattore principale nel determinare se la vita potrebbe essere sorta su Marte sta nel determinare se l'acqua liquida esisteva sulla sua superficie per tempo. La storia dell'acqua risiede nella mineralogia delle rocce. "
Abitabilità ed energia
Ma ora che alcune parti locali di Marte mostrano una promessa mineralogica di tale acqua almeno temporaneamente "immersa" nella loro documentazione geologica, quali altri ingredienti chiave potrebbero essere necessari in seguito, in particolare per aver sostenuto un caso convincente per l'antica abitabilità? La domanda difficile richiede un confronto con ciò che i microbiologi sanno della vita sulla Terra, quindi si deve iniziare con un esperimento più semplice: come sopravviverebbe un resistente microbo terrestre oggi su Marte?
Non particolarmente bene, secondo la maggior parte dei microbiologi. I problemi composti di basse temperature, basse pressioni e scarsa energia sono molteplici su Marte di oggi, anche quando "oggi" è considerato includere le ultime decine di milioni di anni nella storia meteorologica di Marte.
Rispetto alla temperatura media della Terra di 15 ° C (59 ° F), Marte a livello globale ha una temperatura media di -53 ° C (-63,4 ° F). Mentre le temperature transitorie occasionalmente aumentano al di sopra del punto di congelamento dell'acqua nelle regioni equatoriali attorno a entrambi i siti di atterraggio, la maggior parte degli scenari biologici necessita di un colpo di calore di base. Un caso abitabile per il pianeta rosso di solito pone un Marte perduto da tempo - uno che era sia più umido che più caldo di quello che potrebbe sembrare ostile anche alle forme di vita più difficili conosciute oggi.
La prossima generazione di microbi migliori, desulfotomaculum
Ma una volta identificata una fonte d'acqua, forse il più grande problema immediato su Marte è l'atmosfera molto sottile e irrespirabile, che è solo l'uno per cento della pressione del livello del mare sulla Terra. Se esposto sulla superficie, un microbo su Marte oggi si disintegerebbe e si congelerebbe rapidamente. Cioè, a meno che non riesca a staccare una sorta di letargo una volta che l'ambiente è diventato estremo alla sua biologia preferita. Un promettente candidato microbico deve sviluppare alcuni mezzi per sporulare, in quanto si rivelerebbe un grande vantaggio da ibernare per lunghi periodi ogni volta che il clima marziano diventa inospitale.
Gli scienziati incuriositi dalle prove antiche e, finora, locali, dell'acqua scoperte vicino al sito Opportunity hanno posto la domanda speculativa: i batteri che formano spore e che riducono i solfati offrirebbero un nuovo organismo modello per la prossima generazione di cacciatori di microbi di Marte?
Secondo un veterano del team scientifico Viking e MER, Benton Clark, uno di questi candidati è stato uno dei principali contendenti per resistere alle dure condizioni marziane che potrebbero altrimenti stressare fatalmente un microbo. Clark, di Lockheed Martin a Denver, ha dichiarato: "Ho sempre avuto un organismo preferito, Desulfotomaculum, che è un organismo che può vivere al di fuori del solfato, come troviamo in queste rocce".
Dal 1965, quando l'ex spora fu scoperto e classificato per la prima volta, la sua biologia ha offerto alcuni dei migliori estremi per la sopravvivenza microbica. Vivere senza luce solare mentre si formano le spore quando il clima diventa freddo o secco potrebbe rendere questo organismo resistente un modello da considerare tra i futuri scienziati planetari.
Indipendenza energetica primitiva
Liberamente, il nome Desulfotomaculum significa "salsiccia" che riduce i composti dello zolfo. È un organismo a forma di bastoncino; il latino -tomaculum, significa "salsiccia". Il desulfotomaculum è un anaerobo, il che significa che non richiede ossigeno. Terrestre, si trova nel suolo, nell'acqua e nelle regioni geotermiche e nell'intestino di insetti e rumeni di animali. Il suo ciclo di vita dipende dalla riduzione dei composti dello zolfo come il solfato di magnesio (o sali epsom) in idrogeno solforato.
I microbi che metabolizzano lo zolfo usano una forma molto primitiva di generazione di energia: la loro azione chimica è importante quanto il loro habitat immediato. Da quello che sappiamo delle condizioni sulla Terra primitiva, probabilmente faceva caldo e c'erano molti ultravioletti (UV). Era un'atmosfera riducente, quindi cose come l'idrogeno solforato come fonte di energia inorganica sono probabilmente ciò che era disponibile per l'uso. Sulla Terra, alcune specie di Desulfotomaculum crescono in modo ottimale a 30-37 C ma possono crescere ad altre temperature a seconda di quale delle quasi 20 specie di Desulfotomaculum viene coltivata.
Sul pianeta freddo e asciutto, così lontano dal Sole, qualsiasi cosa che metabolizzi con successo trarrebbe beneficio anche da alcuni nuovi percorsi diversi dalla fotosintesi per produrre energia. Sorprendentemente, mentre alcuni tipi di rischi di radiazioni su Marte possono essere insidiosi, la mancanza della luce solare UV stessa è un problema immediato. Quale tipo e intensità di luce solare potrebbe essere più utile alla comune vita verde o ricca di clorofilla sulla Terra? O quando un microbo potrebbe prosperare solo con un'ombra utile dalla copertura del suolo o da una sporgenza rocciosa scura. Fare senza la luce solare diretta potrebbe essere una norma marziana.
“[Desulfotomaculum] ha bisogno di un po 'di idrogeno per farlo, ma [lo zolfo] è la sua fonte di energia. Può funzionare indipendentemente dal sole ", ha detto Clark. "La ragione per cui mi piace quest'ultimo organismo è perché può anche formare spore, quindi può ibernare durante questi periodi intermedi su Marte tra gli incantesimi più caldi e le differenze di obliquità [solare] che conosciamo."
"Quindi, oltre alle prove fisiche dei fossili", ha detto Clark, "puoi avere prove chimiche. Si scopre che lo zolfo è uno di quei traccianti che funzionano abbastanza bene nel frazionamento isotopico. Quando gli organismi viventi trattano lo zolfo, tendono a frazionare gli isotopi in modo diverso dai modi geologici o mineralogici ... Quindi ci sono organismi e modi isotopici per cercarlo. Per eseguire l'analisi isotopica, probabilmente avrai i campioni sulla Terra. "
Preservare la vita
Il geologo del MIT, John Grotzinger, ha affrontato la sfida di come un futuro pianificatore di missione potrebbe iniziare a formulare una strategia biologica globale. Dopo essere atterrato con successo vicino a questo tipo di affioramento nel sito Opportunity, una futura missione di Marte può cercare prove della vita fossile? “La risposta a questa domanda è molto semplice. Sulla Terra, che è l'unica esperienza che abbiamo, trovare fossili conservati in antiche rocce è molto raro. Devi fare tutto il possibile per ottimizzare la situazione per la loro conservazione. "
Sin dall'inizio della missione Opportunity, Andrew Knoll, un paleontologo di Harvard e membro del team scientifico MER, ha dichiarato alla rivista Astrobiology che: "La vera domanda che si deve tenere a mente quando si pensa a Meridiani è: quali, se del caso, firme di che la biologia viene effettivamente preservata nelle rocce diageneticamente stabili? ..Se l'acqua è presente sulla superficie marziana per 100 anni ogni 10 milioni di anni, questo non è molto interessante per la biologia. Se è presente da 10 milioni di anni, è molto interessante ".
"Prima ti preoccupi della conservazione", ha sottolineato Grotzinger. “Miri alla tua strategia per ottimizzare la conservazione. Se c'era qualcosa, queste [condizioni possono essere] ideali per le capsule del tempo ... ma è una sfida. ... Vogliamo esortare ad interpretare questi risultati a questo punto. "
"Resta sintonizzato", ha concluso Squyres.
Fonte originale: NASA / Astrobiology Magazine
