Una biofirma ingannevole

Una nuova generazione di telescopi, ormai imminente, ci permetterà di scrutare l’atmosfera di lontani pianeti rocciosi in orbita intorno ad altre stelle permettendone di scoprire la composizione chimica. Questa nuova opportunità sarà cruciale per identificare le “firme biologiche” che possono essere collegate, in modo diretto o indiretto, alla presenza di organismi viventi.

Ossigeno=vita?

In altri termini sarà più facile ipotizzare in modo più solido la probabile presenza di vita extra terrestre. Basandoci sulle peculiarità del nostro pianeta, astrofisici ed astrobiologi, da tempo, collocano in cima alle biofirme più attendibili la presenza di ossigeno nell’atmosfera.

Sulla terra la presenza di ossigeno molecolare è abbondante grazie all’attività fotosintetica di piante e batteri. La presenza di ossigeno molecolare nell’atmosfera di altri pianeti sarebbe quindi un prezioso indizio della presenza di vita. Inoltre, un altro elemento a vantaggio dell’ossigeno atmosferico è la sua relativa facilità ad essere rilevato in base ad osservazioni astronomiche.

I falsi positivi

Sembrerebbe quindi tutto estremamente facile, ma non è così. Uno dei problemi principali per la rilevazione di questa biofirma è la possibilità di presenza di “falsi positivi”, ovvero di processi non biologici in grado di rilasciare ossigeno. Un recente studio del Dipartimento di Astronomia ed Astrofisica dell’Università della California pubblicato sulla rivista “AGU Advances” ha dimostrato che anche un pianeta roccioso, che orbita intorno ad una stella come la nostra, sprovvisto di vita, può avere un’atmosfera ricca di ossigeno.

Uno dei processi chimici conosciuti in grado di rilasciare ossigeno anche senza attività biologica è la fotodissociazione di molecole d’acqua causata da radiazione ultravioletta negli strati più alti dell’atmosfera. La fotolisi  è un processo fotochimico per il quale una entità molecolare subisce scissione mediante l’assorbimento di radiazione elettromagnetica. In genere questo avviene vicino allo spettro di luce ultravioletta. Il processo diretto è definito come l’interazione di un fotone con una molecola. In genere solo i fotoni abbastanza energetici, come gli UV, riescono a fornire sufficiente energia per la fotolisi diretta.

I tre scenari

Lo studio inoltre ha delineato ben tre scenari nei quali la presenza di ossigeno molecolare non ha niente a che fare con l’esistenza di vita aliena. Il primo è quello di un mondo che contiene molta più acqua della Terra e i cui processi geologici non riescono a rimuovere abbastanza velocemente l’ossigeno libero.

Il secondo è invece un mondo più arido del nostro ma con una crosta che si solidifica rapidamente impedendo al magma di legarsi con l’ossigeno. Infine il terzo scenario prevede un mondo con un marcato effetto serra, l’accumulo di vapore acqueo nell’alta atmosfera produrrebbe una forte concentrazione d’ossigeno.

Un approccio integrato

Questi tre possibili “falsi positivi” però non devono costituire un pretesto per escludere questa biofirma dalla caccia alla vita extra terrestre. Si tratta invece di considerare come la presenza di un solo elemento non sia sufficiente per ipotizzare la presenza di vita biologica su un altro pianeta. E’ indispensabile considerare l’evoluzione complessiva del pianeta, la sua interazione con la stella e individuare la presenza di ulteriori biofirme per avere un quadro sufficientemente certo che la ricerca più importante della storia dell’umanità possa tradursi in un vero successo.

Fonti:

Le Scienze, giugno 2021, ed. cartacea

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