Figli delle stelle: molecole organiche spaziali e l'inizio della vita sulla Terra

Lo scorso 3 dicembre, ricercatori NASA del Johnson Space Center avevano trovato materiali organici formatisi nelle regioni più distanti del Sistema Solare primitivo preservati nei frammenti di un meteorite, la nota condrite carbonacea rinvenuta nel Lago Tagish, in Canada, un raro tipo di meteorite molto ricco di composti organici. I materiali organici ritrovati sui meteoriti costituiscono una materia di grande interesse scientifico, poiché si sono formati all'alba del nostro Sistema Solare e potrebbero aver “inseminato” la Terra con i blocchi costituenti necessari all'origine della vita. I frammenti ritrovati nel 2000 nel Lago Tagish sono ancor più interessanti poiché sono rimasti in uno stato congelato, che ha minimizzato le contaminazioni terrestri. In un articolo pubblicato sul numero di Science di Dicembre, il team guidato dalla scienziata spaziale della NASA Keiko Nakamura, riporta che sono stati scoperti nuovi globuli organici, dopo una ricerca durata sei anni. Ha detto la Nakamura: “All'interno del meteorite sono presenti numerose cavità submillimetriche le cui pareti sono composte da materiale organico. Simili oggetti vennero già osservati in altre meteoriti, ma si era sempre pensato che si fosse in presenza di contaminazioni terrestri. Poiché abbiamo raccolto i frammenti del meteorite subito dopo la caduta, in questo caso abbiamo la certezza che provengono dallo spazio”.
È stato molto difficile studiare queste microscopiche sfere di materiale organico, con un diametro inferiore ad un 250 millesimo di millimetro. Solo nel 2005, grazie a due potenti strumenti nanotecnologici e ad un microscopio elettronico a trasmissione installati al Johnson Space Center, è stato possibile indagarne i segreti: prima osservando dettagliatamente le informazioni sulla struttura e la chimica, poi analizzando la composizione isotopica con il nuovo spettrometro di massa Cameca NanoSIMS, il primo in grado di fare misurazioni su oggetti così piccoli.
Si è scoperto così che i globuli organici possiedono inusuali concentrazioni di particolari atomi di idrogeno e azoto, di sicura origine extraterrestre.
Mike Zolensky, coautore della ricerca, ha dichiarato: “La composizione ci dice che si sono formati a circa 260 gradi centigradi sottozero, nelle fredde nubi di polveri e gas presenti prima della nascita del Sole”. Se è vero, come ipotizzato, che questo genere di meteoriti precipitò in abbondanza sulla Terra, il nostro pianeta potrebbe essere stato seminato ovunque da simili sostanze organiche, all'origine della vita sulla Terra.
Secondo un'altra teoria, sviluppata dal Dr. Henrik Svensmark, del Danish National Space Center, la nascita della vita sulla Terra potrebbe essere stata influenzata anche dalle radiazioni cosmiche, le “pallottole atomiche” che piovono sulla Terra dalle stelle esplose, che sono molto intense durante i “baby-boom” galattici.
Svensmark ha confrontato i sedimenti di carbonio-13 con i periodi di formazione degli astri nella nostra galassia (studiando il carbonio-13 presente nelle rocce, si possono individuare e datare i momenti di massimo sviluppo della vita sulla Terra).
Il ricercatore ha notato che questi periodi coincidono con quelli del “baby boom” stellare, l'epoca (circa 2,4 miliardi di anni fa) in cui nella Via Lattea aumentò significatamente la nascita di nuovi astri.
La scoperta di questo collegamento con la variabilità della biosfera, secondo il Dr. Svensmark: “offre una nuova prospettiva allo studio delle connessioni tra l'evoluzione della Via Lattea e l'intera storia della vita degli ultimi 4 miliardi di anni”.
Altre scoperte interessanti sono giunte dalla sonda europea Huygens dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), ad un anno e mezzo dalla sua spettacolare discesa sulla più grande luna di Saturno, Titano.
Dalle ultime analisi fatte dalle Università del Colorado e dell'Arizona, pubblicate sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli Stati Uniti, lo scorso novembre, è risultato che l'atmosfera di Titano è molto simile a quella che esisteva sulla Terra primitiva, un ambiente ideale per la formazione di molecole organiche alla base della vita. “Una delle caratteristiche più suggestive di Titano - scrivono i ricercatori - è lo strato sottile e indistinto di aerosol organici, che deriva dalla reazione chimica tra il metano e le molecole di azoto, indotta nell'alta atmosfera dai raggi ultravioletti”.
Obiettivo della ricerca, coordinata da Margaret Tolbert, del laboratorio di Fisica dell'Atmosfera dell'Università del Colorado, è stato individuare la composizione esatta delle particelle. In laboratorio, i ricercatori hanno riprodotto atmosfere dalla composizione diversa e hanno osservato le reazioni chimiche scatenate dall'azione dei raggi ultravioletti. Scoprendo che la combinazione di metano e azoto può produrre molti tipo di idrocarburi, compresi composti aromatici come il benzene. Le sostanze risultato delle reazioni sono state quindi confrontate con quelle osservate dagli strumenti della sonda Huygens.
Quindi, i ricercatori hanno ripetuto gli esperimenti con i tipi di atmosfera più simili a quella della Terra primordiale, composta prevalentemente da metano e anidride carbonica.
Sotto queste condizioni è stata prodotta una miscela di composti fra i quali aldeidi ed eteri. I ricercatori hanno quindi calcolato che la Terra potrebbe avere prodotto oltre cento trilioni di grammi di aerosol organico ogni anno, e che questo sia stato fondamentale per la formazione di materiale organico sulla superficie terrestre.
Secondo Alexander Pavlov, della University of Arizona, co-autore dello studio, questo strato formatosi sopra la Terra potrebbe aver protetto la formazione di organismi viventi dall'azione dei raggi ultravioletti, aiutando anche la regolazione del clima, e aver contribuito al deposito di carbone organico in alcune delle rocce più antiche del pianeta (il carbone organico è ritenuto dagli scienziati essere di origine biologica, ndr). “È molto eccitante scoprire come gli esperimenti della Terra primordiale abbiano prodotto così tanta materia organica”, ha detto Carl Pilcher, direttore dell'Astrobiology Institute della NASA, “e contribuito attivamente alla formazione e al sostenimento della vita”. Allo studio, finanziato dall'Astrobiology Institute e dall'Exobiology Program della Solar System Exploration Division della NASA, hanno partecipato anche Owen Toon, H. Langley Dewitt e Jose Jimenez del CIRES, Christopher McKay del NASA Ames Research Center.