C’è ossigeno su Marte, abbastanza per la vita

La ricerca della vita su altri pianeti non si ferma e Marte rimane il miglior candidato per scovare tracce di vita passata o, chissà, anche presente. In un articolo pubblicato questa settimana su Nature Geoscience, un’équipe di scienziati del Jet Propulsion Laboratory, in collaborazione con il California Institute of Technology e l’Università di Harvard, ha mostrato che potrebbe esserci l’ossigeno su Marte: in particolare, i ricercatori hanno mostrato che i laghi di acqua salmastra scoperti sotto la superficie del pianeta rosso potrebbero ospitare quantità di questo elemento sufficienti a ospitare forme di vita, tra cui microbi aerobi e addirittura animali semplici come le spugne.

L’ingrediente fondamentale per la vita

La respirazione aerobica – quella che avviene in presenza di ossigeno – è la forma di metabolismo più diffusa sulla Terra. È strettamente collegata al processo di fotosintesi, grazie al quale il livello di ossigeno sul nostro pianeta è cresciuto, arrivando a comporre il 21% dell’atmosfera. Sul pianeta rosso le cose stanno in modo molto diverso: l’ossigeno su Marte è quasi inesistente (0.145%) e la pressione atmosferica è migliaia di volte più bassa della nostra. Eppure, alcune evidenze mostrano che non è sempre stato così. I campioni di rocce marziane prelevati dal rover Curiosity contengono un mix di elementi con diversi livelli di ossidazione, molto simili a quelli che si trovano sulla Terra, segno che un tempo la superficie di Marte ospitava livelli di ossigeno tali da modificare la struttura chimica della sua crosta. Oggi sappiamo che sotto la superficie di Marte si trovano dei bacini di acqua liquida, anche se parlare di acqua non è accurato. La temperatura (-70 gradi) non permetterebbe l’esistenza di acqua allo stato liquido. Più probabilmente si tratta di una specie di salamoia: una soluzione di acqua e sali di perclorato di calcio e magnesio, che avrebbe un punto di congelamento più basso e permetterebbe l’esistenza di questi laghi sotterranei.

Caccia all’ossigeno su Marte

Dove potrebbero trovarsi questi bacini di acqua liquida? Ci sarebbe abbastanza ossigeno su Marte da permettere la respirazione aerobica? Per provare a rispondere a queste domande, i ricercatori, coordinati da Vlada Stamenkovic, hanno diviso lo studio in tre fasi. Innanzitutto, hanno realizzato un modello per calcolare, nelle condizioni marziane, la solubilità dell’ossigeno nei laghi salmastri contenenti diversi tipi di sali, come perclorati e solfati. “La sfida fondamentale” – scrivono i ricercatori – “è descrivere lo scioglimento dell’ossigeno nei laghi salmastri di Marte in un grande intervallo di temperature, incluse quelle fino a 130 gradi sottozero. Per farlo, abbiamo simulato come varia la solubilità dell’ossigeno in super-crioidrati, delle soluzioni di acqua e sale con un basso punto di congelamento”. La fase successiva è stata incrociare il modello della solubilità con le diverse condizioni climatiche di Marte, specialmente temperatura e pressione. Questo ha permesso di identificare alcuni luoghi adatti ad ospitare la respirazione aerobica, delle vere e proprie oasi di ossigeno. Infine, gli scienziati hanno esaminato come questi luoghi potrebbero essersi spostati nel tempo, da venti milioni di anni fa (considerando anche le variazioni dell’asse del pianeta) fino a dieci milioni di anni nel futuro.

Microbi e spugne

Risultato? Anche nella stima peggiore, la solubilità dell’ossigeno calcolata è oltre un milionesimo di mole per metro cubo, cioè un livello più che sufficiente a garantire la respirazione aerobica per i microbi. In alcune salamoie, quelle con perclorati di calcio e magnesio, il livello di ossigeno è comparabile con quello degli oceani terrestri. Sulla Terra, nel periodo della Grande Ossidazione – 2.35 miliardi di anni fa – il livello di ossigeno degli oceani sarebbe stato migliaia di volte più basso di quello misurato per i laghi salmastri di Marte. Quindi, in confronto alla Terra di quel periodo, Marte oggi potrebbe offrire ambienti decisamente più ricchi di ossigeno disciolto (grazie alla bassa temperatura superficiale), ma poco ossigeno atmosferico. Ci sarebbero quindi degli ambienti, appena sotto la superficie del pianeta rosso, adatti a ospitare microrganismi, come un tempo è stato sulla Terra. Questi luoghi si troverebbero, oggi, all’altezza dei poli del pianeta, e avrebbero livelli di ossigeno sufficienti a garantire la respirazione di piccoli animali, come le spugne.

Non sappiamo con certezza se ci sia davvero ossigeno su Marte, e men che mai se il pianeta rosso ospiti o meno la vita. Tuttavia, ricerche come quella di Stamenkovic e colleghi sono importanti perché provano a rispondere ad un’altra domanda: ci sono dei luoghi che potrebbero ospitarla? I risultati potrebbero aiutare le prossime missioni a guardare nei posti giusti, ma non solo. Data la scarsità di ossigeno, sulla Terra la respirazione aerobica è apparsa solo dopo il processo di fotosintesi. In questo caso invece, Marte ci mostra che la fotosintesi forse non è strettamente necessaria come sorgente di ossigeno, allargando le nostre conoscenze su come si può sviluppare la vita fuori dal nostro pianeta.