Gli astrobiologi mettono in guardia da un problema poco considerato nella ricerca della vita oltre la Terra: i “falsi negativi”. Una missione potrebbe attraversare un ambiente abitato, analizzarlo e concludere comunque di non aver trovato nulla. Un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy invita a ripensare strumenti e strategie delle future esplorazioni spaziali.
Quando si parla della ricerca di vita extraterrestre, una delle maggiori preoccupazioni degli scienziati è quella di annunciare troppo presto una scoperta. Una molecola, un minerale o una particolare composizione atmosferica possono sembrare prodotti da organismi viventi e rivelarsi successivamente il risultato di processi puramente geologici o chimici. Sono i cosiddetti falsi positivi.
Ma esiste anche il problema opposto, probabilmente meno intuitivo: e se la vita fosse realmente presente e fossimo noi a non riuscire a riconoscerla?
È la domanda al centro di uno studio pubblicato recentemente su Nature Astronomy da un gruppo internazionale di astrobiologi coordinato da Inge Loes ten Kate, dell’Università di Utrecht e dell’Università di Amsterdam. I ricercatori sostengono che i cosiddetti falsi negativi dovrebbero ricevere molta più attenzione nella progettazione delle missioni dedicate alla ricerca della vita.
Cercare la vita senza sapere esattamente che cosa cercare
Il problema fondamentale dell’astrobiologia è che non possiamo cercare direttamente qualcosa che conosciamo soltanto attraverso un singolo esempio: la vita terrestre.
Le missioni spaziali cercano quindi delle biosignature, cioè caratteristiche chimiche, mineralogiche, atmosferiche o strutturali che potrebbero indicare la presenza attuale o passata di organismi. Ma queste tracce sono inevitabilmente indicatori imperfetti. La loro assenza non dimostra necessariamente che in un determinato ambiente la vita non sia mai esistita.
Secondo gli autori, un falso negativo può nascere in numerosi modi. Gli organismi potrebbero essere troppo pochi, trovarsi nel posto sbagliato rispetto agli strumenti di osservazione oppure avere caratteristiche molto diverse da quelle che ci aspettiamo. Anche eventuali tracce lasciate da forme di vita ormai estinte potrebbero non essersi conservate abbastanza a lungo oppure trovarsi al di sotto della soglia di sensibilità degli strumenti.
L’esempio proposto da ten Kate è volutamente semplice: se la vita si trova sotto una roccia, ma una missione osserva quella roccia soltanto dall’alto, potrebbe dichiarare il sito privo di vita pur essendo arrivata a pochi centimetri dagli organismi che stava cercando.
Anche l’atmosfera potrebbe nascondere la vita
La situazione diventa ancora più complessa quando si osservano pianeti lontani.
Nel caso degli esopianeti non possiamo infatti prelevare campioni: dobbiamo dedurre la composizione delle loro atmosfere analizzando la luce. Alcuni gas sono considerati possibili biosignature perché sulla Terra sono prodotti, almeno in parte, da organismi viventi.
Ma anche qui potrebbe verificarsi un falso negativo. La produzione biologica di un determinato gas potrebbe essere compensata da processi chimici o geologici che lo assorbono rapidamente, riducendone la concentrazione atmosferica fino a renderlo difficile o impossibile da osservare. Un pianeta biologicamente attivo potrebbe quindi presentare un’atmosfera apparentemente poco interessante.
In altre parole, assenza di una biosignatura rilevabile non equivale necessariamente ad assenza di una biosfera.
Il caso dei misteriosi minerali marziani
Un esempio delle difficoltà interpretative arriva proprio da Marte.
Ten Kate richiama l’attenzione su minerali contenenti ferro individuati sul Pianeta Rosso, caratterizzati da forme di ossidazione differenti rispetto ai materiali circostanti. Sulla Terra anomalie di questo genere possono essere associate alla presenza di organismi. Su Marte, tuttavia, non sappiamo ancora se processi completamente abiotici possano produrre lo stesso risultato.
Gli scienziati sottolineano che questi minerali non rappresentano una prova di vita marziana, né dimostrano che ci troviamo davanti a un falso negativo. Sono piuttosto un esempio di quanto sia importante comprendere fino in fondo la geochimica di un ambiente prima di decidere che una possibile anomalia non abbia origine biologica.
Ed è proprio qui che emerge uno dei paradossi dell’astrobiologia: per riconoscere qualcosa di veramente nuovo dobbiamo inevitabilmente utilizzare conoscenze sviluppate studiando ciò che già conosciamo.
Laboratori, modelli e intelligenza artificiale
Per ridurre il rischio di perdere segnali importanti, gli autori propongono una strategia più sistematica.
La progettazione delle future missioni dovrebbe combinare esperimenti di laboratorio, simulazioni, modelli teorici e ricerche sul campo in ambienti terrestri estremi, valutando esplicitamente quali forme di vita o quali biosignature potrebbero sfuggire a ciascun metodo di osservazione.
Anche l’intelligenza artificiale potrebbe diventare uno strumento particolarmente utile. Tecniche di riconoscimento dei pattern potrebbero individuare correlazioni o anomalie nei dati difficili da riconoscere direttamente dagli esseri umani, suggerendo nuovi fenomeni da studiare. Non significherebbe affidare a un algoritmo la decisione sull’esistenza della vita extraterrestre, ma utilizzare l’AI per ampliare il numero di schemi che siamo in grado di individuare.
Secondo ten Kate, soprattutto prima di scegliere il punto di atterraggio di una missione, sarebbe necessario studiare con estrema attenzione l’ambiente e stabilire quali ipotesi precise si vogliono verificare e quali misure saranno realmente in grado di farlo.
Un problema che riguarda anche il futuro dell’esplorazione spaziale
La questione non è puramente accademica.
Se una missione non individuasse una biosignatura realmente presente, gli scienziati potrebbero concludere che un determinato ambiente non meriti ulteriori esplorazioni. Di conseguenza, missioni e strumenti futuri potrebbero essere indirizzati altrove, trasformando un primo errore di interpretazione in un’occasione perduta per molti anni.
Esiste inoltre una possibile conseguenza ancora più delicata. Con l’aumento dell’interesse verso lo sfruttamento delle risorse extraterrestri, considerare prematuramente sterile un ambiente potrebbe favorire attività capaci di modificarlo prima ancora di aver stabilito con sufficiente sicurezza se ospiti forme di vita. Gli autori invitano quindi a considerare il problema dei falsi negativi anche nelle future decisioni sull’esplorazione e sull’utilizzo delle risorse planetarie.
Forse il primo alieno sarà difficile da riconoscere
Lo studio non sostiene che le missioni spaziali abbiano già incontrato forme di vita extraterrestre senza accorgersene. Il messaggio è più sottile: non possiamo escludere questa possibilità semplicemente perché finora non abbiamo ottenuto una rilevazione convincente.
La ricerca della vita nell’Universo deve quindi affrontare due domande contemporaneamente. La prima è quella tradizionale: come evitare di scambiare per vita qualcosa che vita non è? La seconda è altrettanto importante: come evitare di ignorare qualcosa di vivo soltanto perché non assomiglia a ciò che ci aspettavamo di trovare?
La pubblicazione su Nature Astronomy invita proprio a inserire questa seconda domanda nella progettazione delle prossime missioni.
Perché la più grande difficoltà nella scoperta della vita extraterrestre potrebbe non essere soltanto raggiungere il luogo in cui si nasconde. Potrebbe essere riuscire a riconoscerla quando finalmente l’avremo davanti agli occhi.
Stefano Camilloni
