Negli ultimi decenni, i nostri studi in corso su Marte hanno rivelato alcune cose molto affascinanti sul pianeta. Negli anni '60 e nei primi anni '70, il Marinaio le sonde rivelarono che Marte era un pianeta arido e gelido che molto probabilmente era privo di vita. Ma man mano che la nostra comprensione del pianeta si è approfondita, è diventato noto che Marte un tempo aveva un ambiente più caldo e umido che avrebbe potuto sostenere la vita.
Questo a sua volta ha ispirato molteplici missioni il cui scopo è stato quello di trovare prove di questa vita passata. Le domande chiave in questa ricerca, tuttavia, sono dove cercare e cosa cercare? In un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università del Kansas, un team di scienziati internazionali ha raccomandato alle future missioni di cercare il vanadio. Questo raro elemento, sostengono, potrebbe indicare la strada verso prove fossilizzate della vita.
Il loro studio, intitolato "Imaging of Vanadium in Microfossils: A New Potential Biosignature", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Astrobiologia. Guidato da Craig P. Marshall, professore associato di geologia all'Università del Kansas, il team internazionale comprendeva membri dell'Argonne National Laboratory, della divisione Geological Technical Services del Saudi Aramco, dell'Università di Liegi e dell'Università di Sydney.
Per essere chiari, trovare segni di vita su un pianeta come Marte non è un compito facile. Come Craig Marshall ha indicato in un comunicato stampa dell'Università del Kansas:
"Hai tagliato il tuo lavoro se stai guardando l'antica roccia sedimentaria per i microfossili qui sulla Terra - e ancora di più su Marte. Sulla Terra, le rocce sono state qui per 3,5 miliardi di anni, e le collisioni tettoniche e i riallineamenti hanno messo molto stress e pressione sulle rocce. Inoltre, queste rocce possono essere sepolte e la temperatura aumenta con la profondità. "
Nel loro articolo, Marshall e i suoi colleghi raccomandano missioni come la NASA Marte 2020 rover, l'ESA ExoMars 2020 rover e altre proposte missioni di superficie potrebbero combinare la spettroscopia Raman con la ricerca del vanadio per trovare prove di vita fossilizzata. Sulla Terra, questo elemento è stato trovato in oli grezzi, asfalti e scisti neri che si sono formati dal lento decadimento del materiale organico biologico.
Inoltre, paleontologi e astrobiologi hanno usato la spettroscopia Raman - una tecnica che rivela le composizioni cellulari dei campioni - su Marte per qualche tempo per cercare segni di vita. A questo proposito, l'aggiunta di vanadio fornirebbe materiale che fungerebbe da biosignatura per confermare l'esistenza di vita organica nei campioni oggetto di studio. Come ha spiegato Marshall:
"La gente dice:" Se sembra vita e ha un segnale Raman di carbonio, allora abbiamo vita. Ma, naturalmente, sappiamo che possono esserci materiali carboniosi realizzati in altri processi - come nelle prese d'aria idrotermali - coerenti con l'aspetto di microfossili che hanno anche qualche segnale di carbonio. Le persone creano anche artificialmente meravigliose strutture in carbonio che assomigliano a microfossili - esattamente lo stesso. Quindi, siamo in un momento in cui è davvero difficile capire se la vita è basata solo sulla morfologia e sulla spettroscopia Raman ".
Questa non è la prima volta che Marshall e i suoi coautori hanno sostenuto l'uso del vanadio per cercare segni di vita. Tale è stato l'argomento di una presentazione che hanno fatto alla conferenza scientifica sull'astrobiologia nel 2015. Inoltre, Marshall e il suo team sottolineano che sarebbe possibile eseguire questa tecnica utilizzando strumenti che fanno già parte della NASA Marte 2020 missione.
Il loro metodo proposto prevede anche una nuova tecnica nota come microscopia a fluorescenza a raggi X, che esamina la composizione elementare. Per testare questa tecnica, il team ha esaminato i microfossili con pareti organiche alterati termicamente che un tempo erano materiali organici) chiamati acritarchi). Dai loro dati, hanno confermato che tracce di vanadio sono presenti nei microfossili che sono indiscutibilmente di origine organica.
"Abbiamo testato gli acritarchi per eseguire una prova di concetto su un microfossile in cui non vi è ombra di dubbio che stiamo guardando la biologia antica conservata", ha detto Marshall. “L'età di questo microfossile pensiamo sia devoniana. Questi ragazzi sono microrganismi acquatici: si pensa che siano microalghe, una cellula eucariotica, più avanzata di quella batterica. Abbiamo trovato il contenuto di vanadio che ti aspetteresti nel materiale cianobatterico ".
Questi frammenti di vita microfossilati, sostengono, probabilmente non sono molto distinti dai tipi di vita che avrebbero potuto esistere su Marte miliardi di anni fa. Altre ricerche scientifiche hanno anche indicato che il vanadio è il risultato di composti organici (come la clorofilla) di organismi viventi sottoposti a un processo di trasformazione causato da calore e pressione (cioè alterazione diagenetica).
In altre parole, dopo che le creature viventi muoiono e vengono sepolte nei sedimenti, il vanadio si forma nei loro resti a seguito del seppellimento sotto strati sempre più numerosi di roccia, cioè la fossilizzazione. O, come Marshall lo ha spiegato:
“Il vanadio si complessa nella molecola della clorofilla. Le clorofille hanno in genere il magnesio al centro - sotto sepoltura, il vanadio sostituisce il magnesio. La molecola di clorofilla si impiglia nel materiale carbonioso, preservando così il vanadio. È come se avessi una corda nel tuo garage e prima di metterla via la avvolgerai in modo da poterla svelare la prossima volta che ne avrai bisogno. Ma col passare del tempo sul pavimento del garage si ingarbuglia, le cose rimangono intrappolate in esso. Anche quando agiti forte quella corda, le cose non escono. È un casino aggrovigliato. Allo stesso modo, se guardi materiale carbonaceo c'è un groviglio di fogli di carbonio e hai mescolato il vanadio. "
Il lavoro è stato supportato da un ARC International Research Grant (IREX) - che sponsorizza la ricerca che cerca di trovare biosignature per la vita extracellulare - con il supporto aggiuntivo dell'Australian Synchrotron e della Advanced Photon Source presso l'Argonne National Laboratory. Guardando al futuro, Marshall e i suoi colleghi sperano di condurre ulteriori ricerche che implicheranno l'uso della spettroscopia Raman per studiare materiali carboniosi.
Allo stato attuale, la loro ricerca sembra aver attratto l'interesse dell'Agenzia spaziale europea. Howell Edwards, che conduce anche ricerche utilizzando la spettroscopia Raman (e il cui lavoro è stato supportato da una sovvenzione ARC), fa parte del team Mars Explorer dell'ESA, dove è responsabile della strumentazione sul ExoMars 2020 rover. Ma, come indicato da Marshall, il team spera anche che la NASA prenderà in considerazione il loro studio:
“Spero che qualcuno alla NASA legga il giornale. È interessante notare che lo scienziato che è il principale investigatore principale per lo spettrometro a raggi X per la sonda spaziale, lo chiamano PIXL, è stato il suo primo studente laureato alla Macquarie University, prima dei suoi tempi in KU. Penso che le invierò il documento per e-mail e le dirò: "Potrebbe interessarti"
Il prossimo decennio dovrebbe essere un momento molto propizio per le missioni esplorative su Marte. I rover multipli esploreranno la superficie, sperando di trovare l'evidenza sfuggente della vita. Queste missioni aiuteranno anche ad aprire la strada alla missione con equipaggio della NASA su Marte entro il 2030, che vedrà gli astronauti atterrare sulla superficie del Pianeta Rosso per la prima volta nella storia.
Se, infatti, queste missioni trovano prove della vita, avrà un profondo effetto su tutte le future missioni su Marte. Avrà anche un impatto incommensurabile sulla percezione di se stessa da parte dell'umanità, sapendo finalmente che miliardi di anni fa, la vita non è emersa sulla Terra da sola!
