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

La vita potrebbe essersi cancellata da sola all’inizio di Marte. Non è così assurdo come sembra; è più o meno quello che è successo sulla Terra.

Ma la vita sulla Terra si è evoluta e persiste, mentre su Marte no.

Le prove mostrano che Marte una volta era caldo e umido e aveva un’atmosfera. Nell’antico periodo noachiano, tra 3,7 miliardi e 4,1 miliardi di anni fa, anche Marte aveva acque superficiali. 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 le prese d’aria idrotermali sul fondo dell’oceano, 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 “Abitabilità all’inizio di Marte e raffreddamento globale da metanogeni a base di H2”. È pubblicato in Astronomia della naturae gli autori senior 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 nel sottosuolo, il primo Marte 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 sarebbero prosperati nella roccia porosa e salmastra che li proteggeva dai raggi UV e dai raggi cosmici. L’ambiente sotterraneo avrebbe anche fornito un’atmosfera diffusa e una temperatura moderata che avrebbe permesso ai metanogeni di persistere.

I ricercatori si sono concentrati sui metanogeni idrogenotrofici, che assorbono H2 e CO2 e produce metano come rifiuto. Questo tipo di metanogenesi è stato uno dei primi metaboliti ad evolversi sulla Terra. Tuttavia, la sua “… fattibilità sul primo Marte non è mai stata valutata quantitativamente”, afferma il documento.

Fino ad ora.

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

Quell’idrogeno avrebbe potuto essere la fonte di energia di cui i primi metanogeni avevano bisogno per prosperare. Quello stesso idrogeno avrebbe aiutato a intrappolare il calore nell’atmosfera di Marte, mantenendo il pianeta abitabile.

“Pensiamo che Marte potrebbe essere stato un po’ più freddo della Terra in quel momento, ma non così freddo come lo è ora, con temperature medie che si aggiravano molto probabilmente sopra il punto di congelamento dell’acqua”, ha detto Ferrière.

“Mentre l’attuale Marte è stato descritto come un cubetto di ghiaccio coperto di polvere, immaginiamo il primo Marte come un pianeta roccioso con una crosta porosa, imbevuto 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 superficiali marziane.

Il team di ricerca ha utilizzato modelli del clima, della crosta e dell’atmosfera di Marte per valutare i metanogeni sull’antica 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 di metanogeno fossero in grado di sopravvivere. Ma sono andati oltre; sono stati in grado di prevedere l’effetto che queste popolazioni hanno avuto sul loro ambiente.

“Una volta prodotto il nostro modello, lo abbiamo messo al lavoro nella crosta marziana, in senso figurato”, ha detto il primo autore del giornale, Boris Sauterey.

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

“Il nostro obiettivo era creare un modello della crosta marziana con il suo mix di roccia e acqua salata, lasciare che i gas dell’atmosfera si diffondessero nel terreno e vedere se i metanogeni potessero conviverci”, ha affermato Ferrière. “E la risposta è, in generale, sì, questi microbi avrebbero potuto guadagnarsi da vivere nella crosta del pianeta”.

La domanda è diventata, quanto in profondità dovresti andare per trovarlo? È una questione di equilibrio, secondo i ricercatori.

Mentre l’atmosfera conteneva idrogeno e carbonio in abbondanza che gli organismi avrebbero potuto utilizzare per produrre energia, la superficie di Marte era ancora fredda. Non ghiacciato come lo è 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 faceva ancora molto freddo in superficie, quindi i microbi avrebbero dovuto andare più in profondità nella crosta per trovare temperature abitabili”, ha detto Sauterey.

“La domanda è quanto in profondità deve andare 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 poche centinaia di metri.”

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

Il team ha modellato tutti i processi sopra e sottoterra e come si sarebbero influenzati a vicenda. Hanno previsto il feedback climatico risultante e come ha cambiato l’atmosfera di Marte.

Il team afferma che nel tempo i metanogeni avrebbero avviato un raffreddamento climatico globale poiché avrebbero cambiato la composizione chimica dell’atmosfera. L’acqua salmastra nella crosta si sarebbe congelata a profondità sempre maggiori man mano che il pianeta si raffreddava.

Quel raffreddamento alla fine avrebbe reso la superficie di Marte inabitabile. 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 facendo morire di fame i metanogeni di energia.

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

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

Il risultato? Estinzione.

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

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

I ricercatori hanno anche identificato i luoghi sulla superficie marziana in cui 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, massimizzando quindi la probabilità che i biomarcatori siano conservati in quantità rilevabili”, scrivono gli autori nel loro articolo. “I primi metri della crosta marziana sono anche i più facilmente accessibili all’esplorazione, data la tecnologia attualmente imbarcata 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, quella regione è sede di potenti tempeste di sabbia e non è adatta per l’esplorazione dei rover. Secondo gli autori, se mai esploratori umani visitassero Marte, Hellas Planitia sarebbe un sito di esplorazione ideale.

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 primordiale era abitata da semplici forme di vita. Ma la Terra era diversa; gli organismi hanno sviluppato un nuovo percorso per sfruttare l’energia. Non c’era ossigeno nell’atmosfera primordiale della Terra e i primi abitanti della Terra prosperarono in sua assenza. Poi sono arrivati ​​i cianobatteri, che usano la fotosintesi per produrre energia e producono ossigeno come sottoprodotto.

Ai cianobatteri piaceva l’ossigeno e ai primi inquilini della Terra no. I cianobatteri crescevano in stuoie che creavano intorno a sé una regione di acqua ossigenata in cui prosperavano.

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 gli altri primi anni di vita della Terra non sono in grado di gestire l’ossigeno.

Gli scienziati non chiamano la morte di tutti quegli organismi primitivi un’estinzione, ma la parola si avvicina. Alcuni microbi antichi oi loro discendenti sopravvivono sulla Terra moderna, spinti in ambienti poveri di ossigeno.

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

È possibile che la vita marziana abbia trovato rifugio in luoghi isolati nella crosta del pianeta.

Uno studio del 2021 ha utilizzato la modellazione per dimostrare che potrebbe esserci una fonte di idrogeno nella crosta di Marte, una fonte di ricostituzione. Lo studio ha mostrato che gli elementi radioattivi nella crosta potrebbero rompere le molecole d’acqua mediante radiolisi, rendendo l’idrogeno disponibile per i metanogeni. La radiolisi ha consentito a comunità isolate di batteri nelle fessure e nei pori pieni d’acqua della crosta terrestre di persistere per milioni, forse anche 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 la biosfera del sottosuolo profondo è quasi il doppio del volume degli oceani del mondo.

Potrebbe esserci ancora vita nella crosta di Marte, che si nutre dell’idrogeno creato dalla radiolisi? Ci sono rilevamenti sconcertanti di metano nell’atmosfera che sono ancora inspiegabili.

Molti scienziati pensano che il sottosuolo di Marte sia il luogo più probabile nel Sistema Solare in cui ospitare la vita, oltre alla Terra, ovviamente. (Scusa, Europa.) Forse sì, e forse lo troveremo un giorno.

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

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