abbondanza del carbonio organico su Marte
In A) il sito di atterraggio di Curiosity nel Cratere Gale di Marte. In (B) il percorso fatto dal rover dal 2012 al 2022. Il cerchio rosso mostra la posizione del sito di Cumberland nella Yellowknife Bay. In (C) una vista in scala della Yellowknife Bay, con indicate, in rosso e in verde, i siti di perforazione di John Klein e Cumberland. Credito immagini: Nasa/Jpl-Caltech/Asu, Nasa/Jpl-Caltech/Univ. of Arizona and Scott Rowland, Nasa Jpl-Caltech/Msss

Grazie all’analisi dei dati del rover Curiosity della NASA, un team di ricercatori ha potuto misurare la quantità di carbonio organico totale nelle rocce di Marte. È la prima volta che abbiamo una stima totale della presenza di questo componente chiave nelle molecole della vita sul Pianeta Rosso. I ricercatori erano già a conoscenza della presenza di carbonio organico su Marte, ma mai fino ad ora era stata calcolata la quantità totale di carbonio organico presente nelle rocce.

 

L’abbondanza della molecola della vita su Marte

Come spiega Jennifer Stern, del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, “il carbonio organico totale è una delle numerose misurazioni che ci aiutano a capire quanto materiale è disponibile come materia prima per la chimica prebiotica e potenzialmente la biologia. Abbiamo trovato da 200 a 273 parti per milione di carbonio organico. Questo è paragonabile o addirittura superiore alla quantità trovata nelle rocce in luoghi a vita molto bassa sulla Terra, come parti del deserto di Atacama in Sud America, e più di quanto sia stato rilevato nei meteoriti di Marte”.

Il carbonio organico è il mattone fondamentale per le molecole organiche, che vengono create e utilizzate da tutte le forme di vita conosciute. Si tratta di carbonio legato ad un atomo di idrogeno. Sfortunatamente la sua sola esistenza su Marte non è sufficiente a dimostrare che sul Pianeta Rosso vi sia, o vi sia stata, la vita. Questa molecola infatti può provenire anche da fonti non viventi, come meteoriti, vulcani o reazioni di superficie.

Ma, anche se non dimostra che vi sia stata vita su Marte, la presenza di una quantità sufficiente di carbonio organico su Marte, dimostra che se la vita marziana si fosse mai evoluta, avrebbe potuto essere sostenuta da ingredienti chiave come il carbonio organico. Anche se ora la superficie marziana ci sembra il luogo più inospitale per la vita, sappiamo che miliardi di anni fa il clima era più simile a quello terrestre, con un’atmosfera più densa e acqua liquida che scorreva nei fiumi e nei mari. In condizioni del genere una sufficiente presenza di carbonio organico avrebbe potuto mantenere eventuali tracce di vita.

 

Le perforazioni e le analisi di Curiosity

Curiosity sta conducendo le sue ricerche nel campo dell’astrobiologia studiando l’abitabilità di Marte, il clima e la geologia. Per condurre le sue ricerche, il rover ha perforato campioni da rocce fangose risalenti a circa 3,5 miliardi di anni nella formazione “Yellowknife Bay” del cratere Gale, il sito di un antico lago su Marte.

Oltre all’acqua liquida e al carbonio organico, il cratere Gale presentava altre condizioni favorevoli alla vita, come fonti di energia chimica, bassa acidità e altri elementi essenziali per la biologia, come ossigeno, azoto e zolfo.

Per effettuare le sue misurazioni sul carbonio organico, Curiosity ha analizzato il campione proveniente dalla perforazione con il suo strumento Sample Analysis at Mars (SAM). Questo strumento ha utilizzato ossigeno e calore per convertire il carbonio organico in anidride carbonica. Misurando poi la quantità dio CO2 emessa, si è ottenuta la stima della quantità di carbonio organico nelle rocce prelevate da Curiosity. L’esperimento è stato condotto nel 2014 ma ha richiesto anni di analisi per comprendere i dati e inserire i risultati nel contesto delle altre scoperte della missione al cratere Gale.

Questo processo ha anche consentito a SAM di misurare i rapporti isotopici del carbonio, che aiutano a capire la fonte del carbonio. Come spiega infatti Stern, “la composizione isotopica può dirci quale parte del carbonio totale è carbonio organico e quale parte è carbonio minerale. Ma, sebbene la biologia non possa essere completamente esclusa, gli isotopi non possono nemmeno essere utilizzati per supportare un’origine biologica per il carbonio.”

Ph. Credit: Nasa/Jpl-Caltech/Asu, Nasa/Jpl-Caltech/Univ. of Arizona and Scott Rowland, Nasa Jpl-Caltech/Msss