Un nuovo studio suggerisce che le scariche elettriche avrebbero giocato un ruolo chiave per attivare la vita negli organismi in ambienti abitabili.
di Neel V. Patel
La ricerca della vita su altri pianeti è molto simile alla cucina. Si possono avere tutti gli ingredienti in un unico posto: acqua, un clima caldo e un’atmosfera densa, i nutrienti appropriati, materiale organico e una fonte di energia, ma se nulla li mette in moto, si ha solo a disposizione un mucchio di materie prime che non vanno da nessuna parte.
Quindi, a volte, la vita ha bisogno di una scintilla di ispirazione, o forse di diversi trilioni. Un nuovo studio pubblicato su “Nature Communications” suggerisce che i fulmini potrebbero essere stati una componente chiave nel rendere disponibile per gli organismi il fosforo da utilizzare quando la vita sulla Terra è apparsa per la prima volta circa 3,5 miliardi di anni fa. Il fosforo è essenziale per produrre DNA, RNA, ATP (la fonte di energia di tutta la vita conosciuta) e altri componenti biologici come le membrane cellulari.
“Questo studio è stato in realtà una scoperta fortunata”, afferma Benjamin Hess, ricercatore dell’Università di Yale e autore principale del nuovo articolo. “Apre nuove possibilità per trovare la vita su pianeti simili alla Terra”. Non è la prima volta che il fulmine è stato suggerito come una componente vitale di ciò che ha reso possibile la vita sulla Terra. Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che i materiali organici prodotti dai fulmini potrebbero includere composti precursori come gli amminoacidi (che possono unirsi per formare proteine).
Questo nuovo studio, però, assume una prospettiva diversa per il ruolo dei fulmini. Una grande domanda su cui gli scienziati hanno sempre riflettuto ha a che fare con il modo in cui la vita sulla Terra ha avuto accesso al fosforo. Sebbene miliardi di anni fa fossero disponibili acqua e anidride carbonica in abbondanza, il fosforo era avvolto in rocce insolubili e non reattive. In altre parole, il fosforo è stato praticamente rinchiuso per sempre.
In che modo gli organismi hanno avuto accesso a questo elemento essenziale? La teoria prevalente è stata che i meteoriti hanno fornito fosforo alla Terra sotto forma di un minerale chiamato schreibersite, che può dissolversi in acqua, rendendolo facilmente disponibile per l’uso da parte delle forme di vita. Il grosso problema di questa idea è che quando la vita è iniziata da 3,5 a 4,5 miliardi di anni fa, gli impatti dei meteoriti stavano diminuendo in modo esponenziale. Il pianeta aveva bisogno di molta schreibersite contenente fosforo per sostenere la vita.
Gli impatti dei meteoriti sarebbero stati anche abbastanza distruttivi da uccidere prematuramente la vita nascente, come nel caso dei dinosauri, o vaporizzare la maggior parte della schreibersite. Hess e i suoi colleghi credono di aver trovato la soluzione. La schreibersite si trova anche nei materiali di vetro chiamati fulguriti, che si formano quando i fulmini colpiscono a terra. Quando si forma, la fulgurite incorpora il fosforo dalle rocce terrestri. Ed è solubile in acqua.
Gli autori del nuovo studio hanno raccolto la fulgurite prodotta dall’illuminazione che ha colpito il suolo in Illinois nel 2016, inizialmente solo per studiare gli effetti del riscaldamento estremo del lampo conservato in questo tipo di campioni. Hanno scoperto che il campione di fulgurite era composto allo 0,4 per cento di schreibersite.
Da lì, era solo questione di calcolare quanta schreibersite avrebbe potuto essere prodotta da un fulmine miliardi di anni fa, più o meno nel periodo in cui è emersa la prima vita sulla Terra. C’è una vasta letteratura che stima i livelli antichi di anidride carbonica atmosferica, un fattore che contribuisce ai fulmini.
Hess e colleghi hanno utilizzato questi dati e hanno stabilito che trilioni di fulmini avrebbero potuto produrre da 110 a 11.000 chilogrammi di schreibersite ogni anno. In quel lasso di tempo, questa attività avrebbe dovuto rendere disponibile abbastanza fosforo, molto più di quanto sarebbe stato prodotto dagli impatti dei meteoriti, per incoraggiare gli organismi viventi a crescere e riprodursi.
Questo studio è interessante per comprendere la storia della Terra, ma apre anche a una nuova visione per pensare alla vita altrove. “Questo meccanismo può funzionare sui pianeti in cui gli impatti dei meteoriti sono diventati rari”, afferma Hess.
Il modello proposto è limitato agli ambienti con acque poco profonde: il fulmine deve produrre fulgurite nelle aree in cui può dissolversi correttamente per rilasciare il fosforo, ma dove non si perde in un vasto specchio d’acqua. Ma questo limite potrebbe non essere necessariamente una cosa negativa. In un momento in cui l’astrobiologia è ossessionata dai mondi oceanici, lo studio riporta l’attenzione su luoghi come Marte che non sono stati sommersi nelle acque globali.
Per essere chiari, lo studio non suggerisce che gli impatti dei meteoriti non abbiano alcun ruolo nel rendere il fosforo accessibile alla vita, e Hess sottolinea che altri meccanismi, come le sorgenti idrotermali, potrebbero semplicemente aggirare la necessità di meteoriti o fulmini. Infine, oltre 3,5 miliardi di anni fa, la Terra non aveva l’aspetto che ha oggi. Non è del tutto chiaro se ci fosse abbastanza roccia esposta all’aria, che poteva ssere colpita da un fulmine e portare alla produzione di schreibersite, per rendere disponibile il fosforo.
Hess lascerà che altri scienziati si occupino di queste domande, poiché lo studio esula dal suo normale lavoro. “Spero che si presti maggiore attenzione alle fulguriti e a testare ulteriormente la fattibilità di questi meccanismi”, egli afferma. “Vorrei che la nostra ricerca contribuisse a cercare la vita in ambienti con acque poco profonde, come nel caso di Marte”.
(rp)
