La ricerca di vita aliena: la NASA fa il punto della situazione

Posted on maggio 10, 2010

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In questi giorni si è tenuta a Houston, nei pressi del NASA Johnson Space Center, l’Astrobiology Science Conference, in cui è stato fatto il punto della situazione sulla ricerca di vita extraterrestre nello spazio.
La famosa frase “Houston, abbiamo un problema”, potrebbe essere uno slogan per la conferenza, tranne il per il fatto che il “problema” in questo caso non è stato un danno alla navicella Apollo 13, ma alla continua e incessante ricerca di risposte sull’origine e l’evoluzione della vita sulla Terra e sulla possibilità che esista la vita nell’Universo.

La scintilla della vita
La conferenza ha Innanzitutto fornito una panoramica su alcuni nodi chiave della ricerca scientifica. Per esempio, Nicola Hud del Georgia Tech ha discusso gli studi sull’origine della vita. I famosi esperimenti di Miller-Urey del 1950 dimostrarono che gli aminoacidi possono essere prodotti in condizioni simili a quelle della Terra primordiale, semplicemente aggiungendo una scintilla di energia elettrica. Tuttavia, il pensiero di come fu l’ambiente primordiale della Terra è profondamente cambiato da allora. L’esperimento originale di Miller-Urey con i gas H2O, CH4 e NH3 doveva riprodurre l’atmosfera della Terra primordiale. Ma attualmente si ritiene che l’atmosfera fosse piuttosto dominata da altri gas come l’N2 e la CO2. Con questo tipo di atmosfera neutra, gli aminoacidi non vengono prodotti facilmente come nella simulazione passata. Eppure, Hud ha detto che i recenti esperimenti hanno mostrato che grandi quantità di aminoacidi possono essere prodotti a partire da miscele di gas neutro. Hud ha inoltre osservato che nel 2008, gli scienziati hanno riprodotto un esperimento di Miller meno famoso in cui è stato utilizzata la nebbia di acqua calda per simulare un’eruzione di vapore vulcanico come avvenne sulla Terra primordiale. Il team ha constatato che questo secondo esperimento di Miller, effettivamente ha prodotto una più ampia varietà di amminoacidi piuttosto che con il classico esperimento di Miller-Urey.

Per chi vuole provare a creare la vita in laboratorio, questa è la ricetta di Hud:

1 parte di HCN
1 parte di formaldeide
1 parte di sale
0-100 parti H2O
Un ciclo di contenuto d’acqua al giorno tra 0 e 100 attività per l’evaporazione e cicli di reidratazione, quindi, circa da 103 a 108 cicli di idratazione-disidratazione per il primo segno di molecole autoreplicanti.

I tubi di lava
Le pareti tubolari di lava sono spesso decorate con una varietà unica di modelli, tra cui il colore dorato, dei punti bianchi, le stalattiti blu-verdi, rosa e gli esagoni. Questi depositi sono stati ritenuti il risultato di processi puramente chimici, ma secondo la speleologa Mavens Penny Boston del New Mexico Tech e Diana Northup dell’Università del New Mexico, molti di questi modelli sono stati lasciati dai microbi che hanno eroso le pareti di roccia per ottenere sostanze nutritive. “Un sacco di morfologie che potremmo avere trascurato in passato, che sembrano molto minerali, in realtà possiedono una ricca biodiversità”, ha detto Northup. Con i loro colleghi, Boston e Northup hanno utilizzato dei modelli al computer per simulare la formazione dei campioni. Approfondendo in particolare i processi biologici responsabili della creazione, essi possono spiegarci da quanto tempo questi modelli persistono e rimangono rilevabili come tracce di vita. Si spera un gorno che si possa dimostrare prezioso anche l’utilizzo della robotica nei tubi di lava su altri mondi, per scoprire forme di vita microbiotiche.

I cianobatteri
Gli organismi che popolano le scogliere a Beer, in Inghilterra, sono esposti al vento, pioggia, al sale, alle radiazioni UV e alla siccità. Le dure condizioni possono essere una ragione della diversità della vita in quanto non molti organismi hanno “la giusta stoffa” per la sopravvivenza sulle scogliere del mare. Carlo Cockell della Open University in Gran Bretagna ha spiegato che la vita su queste rocce nude è in gran parte composta da cianobatteri e il loro studio potrebbe dirci molto riguardo ai limiti della vita su altri pianeti. Quali sono i meccanismi utilizzati dai cianobatteri per sopravvivere e dove è possibile trovarne altri?

Secondo Charley Lineweaver della Australian National University, l’evoluzione della vita nell’Universo ha seguito lo stesso corso di quella terrestre in un unico percorso evolutivo basato su una varietà di influenze e quindi non possiamo aspettarci di trovare la vita aliena che assomigli a qualcosa di simile vita sulla Terra. Lineweaver non è d’accordo con gli scienziati, come Simon Conway-Morris, che credono che certe parti del corpo, come le ali, gli occhi e il cervello, nascono ancora e ancora, perché quelle sono le soluzioni ideali che la biologia ha messo a punto per interagire con l’ambiente.
Questa teoria della convergenza, dice Lineweaver, è difettosa, perché ignora il fatto che la vita sulla Terra si fonda su determinati geni e questi geni sono il fondamento di ciò che le forme corporee possono eventualmente svilupparsi. Per esempio, le persone si lamentano spesso delle dimensioni del cervello dei delfini come un esempio di convergenza con gli umani. Lineweaver dice che tale affermazione è ridicola, perché si ignora il fatto che 60 milioni di anni fa, gli esseri umani e delfini si sono separati da un antenato comune.

Marte è stato caldo e umido?
Brian Toon della University of Colorado e Jim Kasting di Penn State hanno discusso se Marte potrebbe aver avuto in passato un periodo caldo che ha permesso all’acqua di esistere allo stato liquido sulla superficie del pianeta. Le caratteristiche presenti nella Valis Nirgal sembrano dimostrare che si sia formata a causa dell’acqua liquida, e Toon ha sostenuto che queste caratteristiche potrebbero essere il risultato di impatto di un asteroide o di una cometa che ha sciolto il ghiaccio presente sotto la superficie.
Secondo questa ipotesi, molti tratti morfologici come i canyon, potrebbero essere stati scolpiti in fretta da immense inondazioni. Jim Kasting, tuttavia, ritiene che molte delle caratteristiche individuate su Marte avrebbero impiegato molto più tempo per formarsi. Un esempio elementare che Kasting ha utilizzato è stato la Nanedi Vallis su Marte, che è essenzialmente un Grand Canyon, su una scala leggermente più piccola. Kasting stima che ci sono voluti circa 5 milioni di metri di acqua per formare il Grand Canyon sulla Terra in più di 17 milioni di anni. Su Marte, Kasting dice che sarebbe stato necessario circa centomila volte di più la quantità di acqua per formare la Nanedi Vallis rispetto alla Terra. Kasting e Toon hanno anche discusso i problemi relativi al gas serra su Marte, perché alcuni scienziati non credono che una tale atmosfera avrebbe riscaldato il pianeta. Una maggiore quantità di anidride carbonica avrebbe aumentato la temperatura, ma maggiori nubi avrebbero riflesso la luce solare verso lo spazio, causando il raffreddamento del pianeta. Toon ha inoltre osservato: “Abbiamo impiegato 30 anni di studio per l’effetto serra terrestre e nessuno ha risolto il problema in maniera credibile finora, quindi figuriamoci su Marte”.

TWEEL cercherà la vita su Marte
L’esperimento condotto nel 1976 da parte della NASA con i due lander Viking consistette nell’aggiungere sostanze nutritive al suolo marziano per poi analizzare i gas rilasciati, in cerca di prove di vita. Entrambe le sonde fornirono risultati positivi e anche se dopo 30 anni non sono state ancora trovate tracce di vita marziana, Gil Levin, l’LR Principal Investigator resta irremovibile nella sua convinzione. Ora Levin vorrebbe tornare in uno dei punti di sbarco dei Viking con un nuovo esperimento per risolvere la questione. TWEEL (Twin Wireless extraterrestre Experiment for Life) sarebbe costituito da una serie di sonde sterilizzate simili a delle freccie, che conterranno due insiemi distinti di sostanze nutritive, in camere separate. L’esito positivo di questo esperimento sarebbe quasi la prova incontrovertibile ella presenza dii vita su Marte.

[Un disegno schematico della sperimentazione prevista da Gil Levin di TWEEL come potrebbe essere montato su un Rover. TWEEL, dice Levin, potrebbe inequivocabilmente stabilire se nel 1976 il Viking rilevò vita su Marte].

Obiettivo Marte
Durante la discussione di Astronomia del Consiglio Nazionale delle Ricerche e dell’Astrofisica Decadal Survey, Wendy Calvin dell’Università del Nevada a Reno ha detto che il programma di esplorazione su Marte è ora spostato dopo la conclusione della prossima Mars Science Laboratory. “In un decennio di esplorazione su Marte ci siamo impegnati a cercare l’acqua” ha spiegato. “Ora possiamo passare alla fase successiva, cioè cercare segni di vita”. Un modo per farlo è quello di portare un campione di rocce e del suolo di Marte sulla Terra per un’analisi di laboratorio, permettendo ai ricercatori di cercare prove molto più precise di quanto sarebbe possibile fare con un veicolo spaziale. Il presidente Steve Squyres ha avuto qualche opposizione da parte del pubblico quando ha riferito il consenso all’interno della comunità scientifica per la missione di ritorno del campione rispetto alla missione con test da fare direttamente sul pianeta con mezzi robotici. Tra coloro che hanno sostenuto a favore della sperimentazione diretta uno è stato Carl Pilcher, ex scienziato senior per l’astrobiologia presso la sede della NASA e attuale direttore del NASA Astrobiology Institute. “C’è qualcosa di sbagliato nel determinare la risposta alla domanda più importante dell’umanitsà, da un chilogrammo di roccia Marziana. La quantità e la qualità di roccia marziana e del suolo che verrà riportata alla Terra, potrebbe essere inesatta, senza prima condurre un test di rilevamento da numerosi posti diversi per determinare quale materiale riportare, ha detto. Anche se gran parte della discussione sulle missioni a venire è focalizzata sui vincoli di costo, Joe Levy della Portland State University ha inoltre sostenuto che una volta rilevato un segnale forte di vita è stato trovato su Marte, non ci saranno soldi per portare i campioni indietro, in altre missioni.

[La mesosfera è la parte meno conosciuta dell’atmosfera. I voli del turismo spaziale potrebbero cambiare la situazione. credito: Università di Waterloo]

La “ignorosphere”
Non si sa molto circa l’alta atmosfera terrestre. La mesosfera si estende per circa 5-90 chilometri sopra la superficie terrestre, ed è una regione importante quando si parla di cambiamento climatico, ma noi siamo ignoranti su ciò che accade lì, perché non è raggiungibile con gli attuali strumenti. “La ‘ignorosphere’ è troppo elevata per gli aerei e i palloni meteorologici, e troppo bassa per i satelliti”, ha fatto notare Grinspoon.
Un veicolo spaziale suborbitale potrebbe essere utilizzato non solo per il turismo spaziale, ma per aiutare gli scienziati a raccogliere informazioni preziose. La frequenza dei voli turistici potrebbe consentire agli scienziati di testare in maniera affidabile e certificare nuovi strumenti per l’osservazione astronomica e planetaria.

Viaggi criogenici
La sospensione criogenica della vita non viene considerata negli attuali piani della NASA per l’esplorazione umana dello spazio, ma molte storie di fantascienza parlano di questa possibilità che permetterebbe di viaggiare per centinaia di anni di viaggi nello spazio senza invecchiare. Il presidente Ben Best, dell’Istituto crionica, ha parlato della promessa e dei problemi di questa tecnologia. Secondo la regola “Q10”, ogni goccia di 10 gradi centigradi della temperatura corporea riduce il tasso metabolico della metà. Il metabolismo normale passa a 1 / 20 e 10 giorni di rifornimenti sarebbero necessari per un volo spaziale di 200 giorni. Un problema, tuttavia, è che il congelamento può provocare dei cristalli nei liquidi corporei, con una conseguente massiccia distruzione cellulare. Soluzioni criogeniche potrebbero essere utilizzate per ovviare a questo problema, ma poi si avrebbero problemi con la tossicità chimica. Al momento questa tecnologia non è dunque possibile.

[Gli scienziati guidano il Luna-1 Humvee Rover nel Canada Artico per i test. credit: Mars Institute]

Test di sporcizia
Andrew Schuerger del NASA Kennedy Space Flight Center e della University of Florida ha effettuato una gita volutamente nella sporcizia. Il Moon-1 Humveee Rover è stato trainato per quasi 500 chilometri (311 miglia) sul ghiaccio lungo il Passaggio a Nord-Ovest del Canada artico. L’Humvee non è stato sterilizzato in anticipo – l’interno era pieno di sporcizia, batteri e funghi. Gli scienziati hanno voluto vedere se i microbi umani avrebbero potuto contaminare l’ambiente, lontano dal sentiero della Humvee’s. Nessun microbo sembrerebbe essere stato rilasciato nell’ambiente circostante dal veicolo, e Schuerger ha detto che questa missione fornisce indicazioni sulla non necessità di pre-sterilizzazione per i veicoli spaziali. Anche per gli astronauti a piedi al di fuori del rover su Marte, non sarà necessario in quanto, la parte esterna della tuta sarebbe continuamente sterilizzata con raggi UV.

Alieni a 20 anni luce di distanza?
Gleise 581, una nana rossa a 20 anni luce di distanza dalla Terra, ha almeno quattro pianeti in orbita intorno ad esso. Due di questi pianeti potrebbero essere abitabili: i pianeti “c” e “d”. Il pianeta “c” potrebbe avere un’atmosfera con un galoppante effetto serra, come per Venere, a causa della sua posizione orbitale, ma il pianeta “d” potrebbe essere più simili alla Terra.
Dirk Schulze-Makuch del Washington State University ha detto che in base al tipo di stella e alla posizione dell’orbita del pianeta, Gleise 581d è paragonabile a Marte. Tuttavia, il pianeta “d” è compreso tra 7-13 masse terrestri e potrebbe avere vulcani, uno scudo magnetico, una spessa atmosfera, oceani di acqua e potenzialmente anche la vita. Mentre la sua dimensione potrebbe rendere una Terra in un’orbita come quella di Marte, con qualche qualità unica. “Su Gliese 581d gli esseri viventi avrebbero più peso di noi, pertanto la sua vita potrebbe tendere a strisciare, piuttosto che a volare”, ha fatto notare Schulze-Makuch.

Un falso positivo per la vita
Una Terra senza ossigeno sarebbe senza vita. Gli organismi fotosintetici producono ossigeno come prodotto di scarto quando respirano l’anidride carbonica e i raggi ultravioletti (UV) dell’alta atmosfera trasformano l’ossigeno nello strato di ozono protettivo. Se gli astronomi rilevassero l’ossigeno (O2) e l’ozono (O3) su un pianeta lontano, è probabile che esista la vita. Tuttavia, secondo Shawn Domagal-Goldman dell’Università di Washington, la vita fotosintetica non è l’unico generatore di ozono. Le radiazioni UV possono anche creare O3 rompendo le molecole di ossigeno libero da altri gas (un processo chiamato fotodissociazione o fotolisi). E’ un processo lento per la produzione di ozono soprattutto perché la luce UV può contemporaneamente distruggere le molecole di O3. Ma, come un rubinetto gocciolante che infine riempie un lavandino, i livelli di ozono potrebbe accumularsi nel tempo. Questo tipo di accumulo di ozono potrebbe essere rilevabile e quindi potrebbe trarre in inganno facendoci pensare che un pianeta extrasolare ospiti la vita.

Il futuro dell’astrobiologia
Chris Impey della University of Arizona, ha previsto il futuro dell’astrobiologia nei prossimi 50 anni. Egli ha grandi aspettative per lo sviluppo dei voli turisrici spaziali:“Ci saranno 1.000 turisti spaziali nel 2025.”. Egli immagina un mondo in cui le aziende private avranno un ruolo importante nell’esplorazione del nostro sistema solare in cerca di forme di vita. I mecenati dell’strobiologia si stancheranno di aspettare le risposte alle domande come “c’è vita su Marte o su Europa?”. Le risorse dei privati potranno aiutare gli scienziati a esplorare alcuni dei luoghi più significativi nello spazio vicino e lontano. Entro il 2060, potrebbe avvenire anche il viaggio verso Alpha Centauri!

Note: Aaron Gronstal e Henry Bortman hanno contribuito a questa relazione

Adattamento a cura di Arthur McPaul

Fonte: http://www.astrobio.net/index.php?option=com_retrospection&task=detail&id=3489

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