Bioastronomia

A cura di Corrado Ruscica

 

LA RICERCA DI “SEGNI” DI VITA NELL’UNIVERSO
di Corrado Ruscica - Copyright 2004

1	- L’essenziale per la vita: l’acqua
2	- Esiste o è esistita vita su Marte ?
3	- Il ruolo delle galassie
4	- Siamo davvero i soli esseri pensanti nell’Universo ?

1 - L’essenziale per la vita: l’acqua Ognuno di noi sa che l’acqua allo stato liquido è fondamentale per la vita, almeno come noi la conosciamo. Ma perchè deve essere proprio così ? Nubi, acqua e ghiaccio: l’acqua è l’unico elemento chimico sul nostro pianeta che esista in maniera naturale nei tre stati. Gli scienziati planetari tendono a precisare che non è l’acqua indispensabile per la vita piuttosto l’acqua liquida. Gli scienziati che sono coinvolti nella ricerca di forme elementari di vita sulla superficie di Marte o in altre regioni del Sistema Solare, vedi ad esempio Europa o Titano, osservano per prima cosa la presenza di acqua liquida. Le reazioni biochimiche che sono alla base dell’esistenza della vita necessitano per forza di un fluido in modo che possano evolvere nel tempo. In una sostanza liquida, le molecole si possono dissolvere e le reazioni chimiche possono procedere. Dato che perciò un liquido si trova sempre in movimento, esso trasporta le sostanze vitali da un posto all’altro sia si tratti di una cellula, o di un organismo, o di un ecosistema o infine di un pianeta. Portare le molecole nel posto giusto all’interno di un solido sarebbe un processo complicato e in un gas fin troppo facile al punto che la vita potrebbe, per così dire, evaporare e svanire.      Una delle ultime immagini di Titano (a sinistra), il satellite più grande di Saturno, ripresa dalla sonda Cassini nel volo ravvicinato lo scorso Ottobre 2004. A destra la superficie ghiacciata di Europa, il satellite di Giove, ripreso dalla sonda Galileo nel Giugno 1997. Titano ed Europa potrebbero ospitare degli oceani di acqua allo stato liquido. In particolare, Titano ha composti chimici organici come il metano e l’etano nella sua atmosfera spessa e forse una qualche forma di vita a base di idrocarburi potrebbe esistere sulla sua superficie. Credit: JPL Perchè quindi l’acqua è il miglior ambiente dove avvengono queste reazioni vitali ? Si potrebbe dire per una cosa sola: perchè è il miglior solvente che conosciamo nell’Universo. In un certo senso, tutto si può dissolvere nell’acqua, persino l’oro a volte può essere solubile nell’acqua dei mari. Ma l’acqua giuoca un altro ruolo importante nella biochimica della vita: essa permette di legare gli enzimi. Gli enzimi sono proteine che catalizzano e accelerano la velocità delle reazioni chimiche. Nel far questo, sono proprio le molecole dell’acqua che facilitano il processo. Mentre altre sostanze formano liquidi, solo alcune lo fanno in determinate condizioni di temperatura e di pressione che sono caratteristiche sulla superficie del nostro pianeta. Di fatto, l’acqua è l’unico liquido naturale inorganico che non viene prodotto dalla crescita di sostanze organiche. Inoltre, l’acqua è l’unico composto liquido che esiste in modo naturale sulla superficie terrestre in tutti e tre gli stati fisici: solido, liquido e gassoso. Se la confrontiamo con altre sostanze liquide, l’acqua ha un intervallo molto ampio di temperature dove può esistere allo stato liquido. L’acqua pura congela a 0°C e bolle a 100°C. Se si aggiunge sale si riesce ad abbassare la temperatura di congelamento. Se si aumenta invece la pressione, si può innalzare il punto di ebollizione. Infine, l’acqua ha il più alto valore di calore specifico di tutte le altre sostanze e questo vuol dire che occorre una grande quantità di energia per innalzare la temperatura dell’acqua anche di pochi gradi. L’ampio intervallo di temperature dove l’acqua esiste allo stato liquido e l’elevato calore specifico sono estremanente importanti sulla Terra. Ciò significa che la temperatura media della superficie terrestre, composta da più di 2/3 di acqua, può essere soggetta a forti escursioni di temperatura – tra la notte e il giorno o tra una stagione e l’altra – senza che si abbia congelamento o ebollizione che sarebbero catastrofiche per ogni forma di vita. Gli oceani servono perciò per moderare il clima della Terra. Può allora la vita, come noi non la conosciamo, essere iniziata senza il bisogno dell’acqua? Alcuni scienziati ritengono che su certi corpi planetari freddi, l’ammoniaca liquida potrebbe essere “l’incubatrice”, per così dire, della vita. Tuttavia, l’ammoniaca non è un buon solvente, il suo intervallo di temperature per esistere allo stato liquido è piccolo, circa 30 gradi, e quando congela diventa come il ghiaccio. Altri studiosi hanno proposto un’altra descrizione secondo la quale gli oceani di metano o di altri idrocarburi, su corpi celesti come la luna di Saturno, Titano, potrebbero essere fondamentali per lo sviluppo di forme di vita. Ancora una volta, l’intervallo delle temperature coinvolte è così ristretto che le reazioni chimiche, come noi le conosciamo, potrebbero verificarsi solo in una condizione glaciale. E’ molto probabile che a temperature dell’ordine di -150°C la maggior parte delle reazioni chimiche, che noi consideriamo importanti per l’origine della vita, possano non aver avuto luogo in tutto il tempo di vita del Sistema Solare. Per queste ragioni, l’acqua allo stato liquido è ancora l’elemento principale delle ricerche su cui si deve basare la nascita della vita, anche quella extraterrestre.

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