Sulle tracce della vita

Sascha Quanz è alla ricerca di tracce di vita su pianeti extrasolari in orbita attorno a stelle aliene. L’astrofisico è convinto che lo studio della vita e della sua origine sulla Terra svolga un ruolo importante in questo senso.

La nostra Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa e tracce fossili di vita si trovano in rocce di oltre 3,5 miliardi di anni. Da allora si è evoluta e adattata, ma non è mai più scomparsa. Troviamo la vita ovunque sulla Terra. In ogni centimetro cubo di aria, nei deserti, nelle profondità degli oceani e della crosta terrestre.

Le piante costituiscono di gran lunga la parte più consistente della biomassa. Seguono i batteri. Gli animali e gli esseri umani, invece, costituiscono solo una parte trascurabile della biomassa totale. Per quanto riguarda la vita unicellulare, cioè i batteri e i cosiddetti archei, non conosciamo ancora la maggior parte della biomassa. Ciò significa che anche qui sulla Terra c’è ancora molta vita da scoprire.

Sascha Quanz è professore di astrofisica al Politecnico di Zurigo e svolge ricerche sugli esopianeti.

La vita ha avuto un impatto significativo sul nostro pianeta natale. Non solo gli organismi viventi stessi, ma anche l’ossigeno e il metano che producono hanno modificato in modo permanente la crosta terrestre, gli oceani e l’atmosfera. Senza piante e alghe, non ci sarebbe ossigeno nell’atmosfera. E senza ossigeno non ci sarebbero né animali né uomini. Tutte le sfere e gli esseri viventi sulla terra sono collegati tra loro da una gigantesca rete chimico-fisica.

La diversità odierna deriva da un unico antenato

Per quanto incredibilmente diverse possano sembrare le forme di vita sulla Terra - batteri, archei, piante, animali - hanno tutte una cosa fondamentale in comune: tutta, proprio tutta, la vita conosciuta sulla Terra può essere ricondotta a un’unica origine comune. Questo non significa che ci sia stata un’unica origine della vita sulla Terra primitiva. Ma se ci sono state diverse origini, solo una ha prevalso.

Ciò che non sappiamo, tuttavia, è dove, come e quando sia avvenuto esattamente il passaggio dalla materia inanimata alla vita. Il nostro ultimo antenato comune "LUCA" (Last Universal Common Ancestor) era già un sistema molto complesso dal punto di vista biologico, che conteneva tutte le principali caratteristiche di una cellula moderna, come il metabolismo, le pareti cellulari e le informazioni genetiche.

Quando cerchiamo di indagare scientificamente sulla vita e sulle sue origini, ci troviamo di fronte a una sfida entusiasmante. Sebbene possiamo assegnare attributi e proprietà alla vita così come la conosciamo e descrivere ciò che "fa" la vita, non abbiamo una definizione scientifica esatta di ciò che la vita è realmente.

Da dove veniamo?

E così non siamo ancora in grado di rispondere a una delle domande più fondamentali dell’umanità: Da dove veniamo? Dobbiamo capire quali blocchi chimici fossero presenti sulla Terra primordiale, come questi primi blocchi reagissero chimicamente tra loro per produrre molecole sempre più complesse e nuove funzioni. E quindi, in ultima analisi, hanno fornito i componenti elementari da cui si sono potute formare le prime unità cellulari.

"Quanto meglio comprendiamo la vita terrena, tanto maggiore è il nostro margine di scoperta al di là della terra".

Vogliamo comprendere scientificamente questi processi e renderli plausibili. È importante conoscere le condizioni esterne corrette per queste reazioni chimiche, così come prevalevano sulla Terra primitiva in quel periodo. Ciò riguarda, ad esempio, la composizione e la densità dell’atmosfera primordiale e la presenza e le proprietà chimiche dell’acqua. Per affrontare queste domande complesse e stratificate sono necessari approcci interdisciplinari coordinati. Per questo motivo, le principali università del mondo hanno fondato centri di ricerca corrispondenti. Con il suo Centro per l’origine e la prevalenza della vita, fondato nel 2022, il Politecnico di Zurigo svolge un ruolo importante in questo senso.

Siamo soli nell’universo?

Un’altra domanda fondamentale sulla vita è quella relativa alla vita oltre la Terra: siamo soli nell’universo? Al momento, la Terra è l’unico luogo del cosmo che sappiamo ospitare la vita. Non sono ancora state trovate prove empiriche di tracce di vita su altri pianeti o lune del nostro sistema solare, o addirittura su pianeti esterni al nostro sistema solare. Da un punto di vista scientifico, questo sarebbe un fatto sensazionale e avrebbe certamente implicazioni per altri campi come la filosofia, la sociologia, la religione o l’etica. Indicherebbe che l’emergere della vita potrebbe essere più universale e non legato a condizioni iniziali specifiche e uniche.

È qui che entrano in gioco i cosiddetti esopianeti. In altre parole, pianeti che non orbitano intorno al nostro sole, ma ad altre stelle. Negli ultimi 30 anni sono stati scoperti più di 5500 esopianeti e quasi ogni settimana ne vengono scoperti altri. La maggior parte di essi si trova a soli 3000 anni luce da noi e molti sono addirittura nelle immediate vicinanze del Sole; persino la stella più vicina al Sole, Proxima Centauri, è orbitata da almeno due pianeti.

Statisticamente parlando, ogni stella dovrebbe avere dei pianeti e molti di essi hanno masse, dimensioni e orbite simili alla nostra Terra. Sappiamo ancora molto poco di questi altri mondi e possiamo solo ipotizzare le loro condizioni. L’eventuale individuazione di una "Terra 2.0" richiede una nuova generazione di telescopi terrestri e spaziali, come la missione "LIFE" ( pagina esterna www.life-space-mission.com call_made ) in corso di realizzazione presso il Politecnico di Zurigo, che caratterizzerà in dettaglio gli esopianeti simili alla Terra. In questo caso, la vita sarà rilevata analizzando le atmosfere degli esopianeti: Perché la vita come la conosciamo lascia le sue tracce ovunque, anche nell’atmosfera.

"Per me, avvicinarsi all’origine e alla natura della vita e indagare sulla sua possibile diffusione al di fuori della Terra è una delle sfide più grandi ed emozionanti della scienza moderna".

Le missioni future, come la missione "LIFE", saranno in grado di analizzare la composizione atmosferica di decine di esopianeti simili alla Terra per rilevare queste firme biologiche. Il nocciolo della questione è che possiamo cercare solo ciò che conosciamo e comprendiamo. Logicamente, è difficile individuare tracce di vita sconosciuta. Anche per questo è importante continuare a cercare forme di vita ancora sconosciute o nuove qui sulla Terra. Quanto meglio comprendiamo la vita terrestre, tanto maggiore sarà il nostro margine di scoperta al di là della Terra.

L’ammirazione cresce con la conoscenza

La vita sulla Terra, con la sua fantastica diversità, l’inimmaginabile complessità e l’enorme resilienza, merita la nostra rispettosa ammirazione. E dovremmo trattarla di conseguenza.

Per me, avvicinarsi all’origine e alla natura della vita e indagare sulla sua possibile diffusione oltre la Terra è una delle sfide più grandi ed emozionanti della scienza moderna. Forse esiste un esopianeta abitabile nelle nostre immediate vicinanze astronomiche. Forse la comparsa della vita è un imperativo cosmico. Forse la vita è ancora più affascinante di quanto possiamo immaginare. Scopriamolo.