Una ricerca basata sui dati raccolti dal rover Curiosity ha quantificato la presenza di carbonio organico nelle rocce marziane.

Gli scienziati, utilizzando i dati del rover Curiosity della NASA, hanno misurato per la prima volta il carbonio organico totale – un componente chiave nelle molecole della vita – nelle rocce di Marte. Il carbonio organico totale è uno degli indici che ci aiuta a capire quanto materiale è disponibile, come materia prima, per la chimica prebiotica e potenzialmente per la biologia.

Sono state trovate dalle 200 alle 273 parti per milione di carbonio organico, una misura paragonabile o addirittura superiore alla quantità trovata nelle rocce in luoghi con bassa presenza di vita sulla Terra, come alcune zone del deserto di Atacama in Sud America, e più di quanto sia stato rilevato nei meteoriti di Marte.

Il rover della Nasa, Curiosity. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Il carbonio organico

Il carbonio organico è carbonio legato a un atomo di idrogeno. È la base per le molecole organiche, che vengono create e utilizzate da tutte le forme di vita conosciute. Tuttavia, il carbonio organico su Marte non prova ancora l’esistenza della vita perché può anche provenire da fonti non viventi, come meteoriti, vulcani, o essere formato sul posto da reazioni di superficie.

Il carbonio organico era già stato trovato in precedenza su Marte, ma le misurazioni precedenti avevano prodotto solo informazioni su composti particolari o di una parte del carbonio nelle rocce. La nuova misurazione ha invece fornito la quantità totale di carbonio organico in queste rocce.

Sebbene oggi la superficie di Marte sia inospitale per la vita, ci sono prove 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. Poiché l’acqua liquida è necessaria per la vita come la conosciamo, gli scienziati pensano che la vita marziana, se mai si fosse evoluta, avrebbe potuto essere sostenuta da ingredienti chiave come il carbonio organico, se presente in quantità sufficiente.

Curiosity sta quindi verificando l’abitabilità di Marte, studiandone il clima e la geologia.
Il rover ha prelevato campioni da rocce fangose ​​vecchie 3,5 miliardi di anni nella formazione denominata “Yellowknife Bay” del cratere Gale, il sito di un antico lago su Marte.
La roccia fangosa del cratere Gale si è formata come sedimento molto fine (dall’erosione fisica e chimica delle rocce vulcaniche) nell’acqua, si è depositata sul fondo del lago ed è rimasta sepolta. Il carbonio organico faceva parte di questo materiale, ed è stato incorporato nella pietra fangosa. 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.

La Yellowknife Bay fotografata dal rover Curiosity. Credits: NASA/JPL-Caltech/MSSS

La raccolta di campioni

Per effettuare la misurazione, Curiosity ha usato il suo strumento chiamato SAM (Sample Analisys on Mars), un piccolo forno che riscalda la polvere delle rocce a temperature progressivamente più elevate. Questo esperimento ha utilizzato ossigeno e calore per convertire il carbonio organico in anidride carbonica (CO2), la cui quantità è stata misurata per ottenere la quantità di carbonio organico nelle rocce. L’aggiunta di ossigeno e calore consente alle molecole di carbonio di rompersi e di far reagire il carbonio con l’ossigeno per produrre CO2. Parte del carbonio è racchiuso nei minerali, quindi il forno riscalda il campione a temperature molto elevate per decomporre quei minerali e rilasciare il carbonio per convertirlo in CO2.

L’esperimento è stato condotto solo una volta 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 le fonti del carbonio. Gli isotopi sono versioni di un elemento con pesi (masse) leggermente diversi a causa della presenza di uno o più neutroni extra al centro (nucleo) dei loro atomi. Ad esempio, il carbonio-12 ha sei neutroni mentre il carbonio-13 più pesante ha sette neutroni. Poiché gli isotopi più pesanti tendono a reagire un po’ più lentamente degli isotopi più leggeri, il carbonio della vita è più ricco di carbonio-12.

In questo caso, la composizione isotopica può davvero solo dirci quale parte del carbonio totale è carbonio organico e quale parte è carbonio minerale. Sebbene una fonte biologica non possa essere completamente esclusa, gli isotopi non possono essere utilizzati come prova di origine biologica di questo carbonio organico.

Riferimenti: NASA\JPL

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