Antichi microbi congelati nel tempo, o i loro resti, potrebbero essere rinvenuti nei depositi di ghiaccio marziani durante future missioni sul Pianeta Rosso. Ricreando in laboratorio condizioni simili a quelle di Marte, un team di ricercatori del Goddard Space Flight Center della NASA e della Penn State ha dimostrato che frammenti delle molecole che compongono le proteine dei batteri Escherichia coli, se presenti nel permafrost e nelle calotte glaciali di Marte, potrebbero rimanere intatti per oltre 50 milioni di anni, nonostante la dura e continua esposizione alle radiazioni cosmiche. Nello studio, pubblicato sulla rivista Astrobiology, i ricercatori hanno incoraggiato le future missioni alla ricerca di vita su Marte a concentrarsi su aree con ghiaccio puro o permafrost dominato dal ghiaccio, anziché studiare rocce, argilla o suolo.
“Cinquanta milioni di anni è di gran lunga superiore all’età prevista per alcuni attuali depositi di ghiaccio superficiale su Marte, che spesso hanno meno di due milioni di anni, il che significa che qualsiasi forma di vita organica presente nel ghiaccio verrebbe preservata”, ha affermato il coautore Christopher House, professore di geoscienze, affiliato agli Huck Institutes of the Life Sciences e all’Earth and Environment Systems Institute, e direttore del Penn State Consortium for Planetary and Exoplanetary Science and Technology. “Ciò significa che se ci sono batteri vicino alla superficie di Marte, le future missioni potranno trovarli“.
Lo studio
Il team di ricerca, guidato dall’autore corrispondente Alexander Pavlov, scienziato spaziale del NASA Goddard – che ha conseguito un dottorato in geoscienze alla Penn State nel 2001 – ha sospeso e sigillato batteri di Escherichia coli in provette contenenti soluzioni di ghiaccio d’acqua puro. Altri campioni di Escherichia coli sono stati mescolati con acqua e ingredienti presenti nei sedimenti di Marte, come rocce a base di silicati e argilla.
I ricercatori hanno congelato i campioni e li hanno trasferiti in una camera a raggi gamma presso il Radiation Science and Engineering Center della Penn State, raffreddata a -60 gradi Fahrenheit, la temperatura delle regioni ghiacciate di Marte. Quindi, i campioni sono stati esposti a radiazioni equivalenti a 20 milioni di anni di esposizione ai raggi cosmici sulla superficie di Marte, sigillati sotto vuoto e trasportati al NASA Goddard in condizioni di freddo per l’analisi degli amminoacidi. I ricercatori hanno simulato ulteriori 30 anni di radiazioni per un periodo di tempo totale di 50 milioni di anni.
I risultati
In acqua ghiacciata pura, oltre il 10% degli amminoacidi – i mattoni molecolari delle proteine – del campione di E. coli è sopravvissuto all’intervallo di tempo simulato di 50 milioni di anni, mentre i campioni contenenti sedimenti simili a quelli di Marte si sono degradati 10 volte più velocemente e non sono sopravvissuti. Uno studio del 2022 condotto dallo stesso gruppo di ricercatori della NASA ha scoperto che gli amminoacidi conservati in una miscela composta al 10% da ghiaccio d’acqua e al 90% da suolo marziano venivano distrutti più rapidamente rispetto ai campioni contenenti solo sedimenti.
“Sulla base dei risultati dello studio del 2022, si pensava che il materiale organico presente solo in ghiaccio o acqua venisse distrutto ancora più rapidamente rispetto alla miscela al 10% da acqua”, ha affermato Pavlov. “Quindi, è stato sorprendente scoprire che i materiali organici presenti solo in ghiaccio d’acqua vengono distrutti a un ritmo molto più lento rispetto ai campioni contenenti acqua e suolo”.
Questa degradazione potrebbe essere dovuta a una pellicola scivolosa che si forma nelle aree in cui il ghiaccio entra in contatto con i minerali, ipotizzano i ricercatori, consentendo alle radiazioni di raggiungere e distruggere gli amminoacidi.
“Mentre si trovano nel ghiaccio solido, le particelle nocive create dalle radiazioni si congelano e potrebbero non essere in grado di raggiungere i composti organici“, ha affermato Pavlov. “Questi risultati suggeriscono che le regioni di ghiaccio puro o dominate dal ghiaccio sono un luogo ideale per cercare materiale biologico recente su Marte”.
Oltre Marte: Europa ed Encelado
Oltre a testare le condizioni su Marte, i ricercatori hanno anche testato materiale organico a temperature simili a quelle di Europa, una luna ghiacciata di Giove, ed Encelado, una luna ghiacciata di Saturno. Hanno scoperto che queste temperature ancora più fredde hanno ulteriormente ridotto il tasso di deterioramento.
Questi risultati sono incoraggianti per la missione Europa Clipper della NASA, ha affermato Pavlov, che esplorerà la calotta glaciale e l’oceano di Europa, la quarta più grande delle 95 lune di Giove. Europa Clipper è stata lanciata nel 2024 e sta percorrendo 2,9 miliardi di chilometri per raggiungere Giove nel 2030. Effettuerà 49 sorvoli ravvicinati di Europa per valutare se ci siano luoghi sotto la superficie che potrebbero sostenere la vita.
Esplorazione su Marte
Per esplorare il ghiaccio su Marte, la missione Mars Phoenix della NASA del 2008 è stata la prima a scavare e catturare foto del ghiaccio nell’equivalente marziano del Circolo Polare Artico. “C’è molto ghiaccio su Marte, ma la maggior parte si trova appena sotto la superficie”, ha detto House. “Le missioni future necessitano di una trivella sufficientemente grande o di una pala potente per accedervi, simile al design e alle capacità di Phoenix“.
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