Metano e molecole organiche non bastano per dimostrare l’esistenza di organismi extraterrestri. Un nuovo studio propone di costruire, per ogni mondo oceanico, una sorta di “impronta chimica di fondo” dei processi non biologici
Trovare metano su un altro mondo non significa necessariamente aver trovato la vita. Anche la scoperta di molecole organiche, o di particolari rapporti tra gli isotopi del carbonio, potrebbe avere una spiegazione puramente geologica. È uno dei problemi più delicati dell’astrobiologia moderna: come distinguere una vera firma biologica da un fenomeno naturale capace di imitarla?
Un gruppo internazionale di ricercatori ha ora sviluppato un nuovo metodo quantitativo per affrontare il problema. L’idea è semplice nella sua formulazione, ma complessa da applicare: prima di cercare i segnali prodotti dalla vita, bisogna sapere con la massima precisione possibile quali segnali potrebbe produrre un mondo completamente privo di vita.
Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, propone quindi di definire una vera e propria “baseline abiotica”, cioè una linea di base che descriva l’insieme dei processi chimici e geologici non biologici presenti su un determinato corpo celeste. Solo confrontando una possibile biosignatura con questo rumore di fondo naturale sarà possibile valutare quanto sia realmente anomala.
Il problema dei mondi oceanici
Tra i luoghi più promettenti nella ricerca della vita extraterrestre ci sono i cosiddetti mondi oceanici: corpi celesti che nascondono enormi quantità di acqua liquida sotto una crosta ghiacciata.
Encelado, una piccola luna di Saturno, è uno dei casi più affascinanti. Sotto la sua superficie si trova un oceano globale e, nella regione del polo sud, giganteschi pennacchi espellono nello spazio materiale proveniente dall’interno. Questo rende possibile studiare indirettamente l’oceano senza dover perforare chilometri di ghiaccio.
Anche Europa, luna di Giove, e altri mondi come Titano sono considerati obiettivi fondamentali per l’astrobiologia. Il problema è che molte sostanze considerate potenziali indizi di vita possono essere generate anche senza alcun organismo. Reazioni tra acqua e rocce, processi idrotermali e trasformazioni chimiche profonde possono produrre molecole sorprendentemente simili a quelle associate, sulla Terra, all’attività biologica. È qui che entra in gioco il nuovo modello.
Non basta trovare il metano
I ricercatori hanno utilizzato Encelado come banco di prova, ricostruendo il percorso delle sostanze chimiche dal fondale roccioso dell’oceano fino ai pennacchi che raggiungono lo spazio.
Uno dei principali obiettivi è il metano. Sulla Terra una parte importante di questo gas è prodotta da microrganismi e la sua composizione isotopica può conservare tracce dell’origine biologica. Gli organismi, infatti, tendono a utilizzare preferenzialmente il carbonio-12, più leggero del carbonio-13.
In teoria, quindi, misurare il rapporto tra gli isotopi del carbonio nel metano potrebbe aiutare a riconoscere la presenza di attività biologica.
Ma il nuovo studio mostra quanto questa interpretazione possa essere rischiosa. In base alle attuali conoscenze su Encelado, alcuni processi non biologici potrebbero generare firme isotopiche sovrapposte a quelle attese dalla produzione microbica. Una futura sonda potrebbe quindi trovare un segnale apparentemente suggestivo senza avere la possibilità di stabilire con certezza se la sua origine sia biologica o geologica.
In altre parole, anche un risultato apparentemente straordinario potrebbe non essere sufficiente per annunciare la scoperta della vita aliena.
Anche gli amminoacidi possono ingannarci
Il gruppo ha analizzato anche un’altra potenziale biosignatura: la chiralità degli amminoacidi.
Molte molecole possono esistere in due forme speculari, simili a una mano destra e a una mano sinistra. La vita terrestre mostra una fortissima preferenza per una delle due configurazioni: gli amminoacidi utilizzati dagli organismi sono quasi esclusivamente “sinistrorsi”.
La scoperta di un forte squilibrio tra le due forme su un altro mondo potrebbe quindi rappresentare un indizio molto interessante di attività biologica. Ma c’è un problema. Il nuovo modello indica che, nelle condizioni dell’oceano di Encelado, il calore e il trascorrere del tempo potrebbero progressivamente cancellare questa asimmetria. Le molecole potrebbero tornare a distribuirsi in modo casuale in un periodo compreso, secondo le simulazioni, tra circa 100 e 10.000 anni.
Questo significa che una biosignatura potrebbe non solo essere imitata dalla geologia: potrebbe anche essere distrutta prima di arrivare agli strumenti di una sonda. Un risultato negativo, dunque, non dimostrerebbe necessariamente l’assenza di vita. Potrebbe semplicemente indicare che il segnale biologico è stato alterato durante il viaggio dal fondale dell’oceano alla superficie.
Una nuova regola per la ricerca della vita
La vera importanza dello studio sta proprio qui. In futuro non sarà sufficiente progettare strumenti sempre più sensibili capaci di rilevare tracce infinitesimali di metano, amminoacidi o altre molecole. Sarà necessario comprendere contemporaneamente la geologia, la struttura interna e la storia chimica del mondo studiato.
Gli autori sostengono che l’interpretazione delle biosignature su Encelado, Europa, Titano e altri corpi simili richiederà osservazioni geofisiche complementari. Bisognerà conoscere meglio, tra le altre cose, le temperature interne, il tipo di rocce presenti, le proprietà fisiche degli strati profondi, la quantità iniziale di materiale organico prodotto senza la vita e i tempi necessari alle sostanze per attraversare gli oceani sotterranei. Lo studio indica, per esempio, che riuscire a restringere l’incertezza sulle temperature interne a intervalli dell’ordine di 10-100 gradi potrebbe migliorare significativamente l’interpretazione dei segnali.
La ricerca della vita aliena diventa così una sorta di indagine investigativa. Non basta trovare un indizio: bisogna dimostrare che nessun altro processo conosciuto sia in grado di produrlo. Ed è forse questa la lezione più importante del nuovo lavoro. Il giorno in cui una sonda scoprirà una molecola apparentemente legata alla vita in un oceano extraterrestre, la prima domanda non dovrà essere: “Abbiamo trovato gli alieni?”.
Dovrà essere, molto più prudentemente: “La geologia potrebbe aver fatto la stessa cosa?”.
Stefano Camilloni
