IX
SCIENZE DELLA TERRA
LA VITA NELL'UNIVERSO
Secondo lʼipotesi più accreditata lʼUniverso che oggi osserviamo ha avuto origine tra gli 11 e i 15 miliardi di anni fa. Allʼinizio del tempo doveva essere concentrato in un volume più piccolo di un atomo, con una densità pressochè infinita e a una temperatura di miliardi e miliardi di gradi. In un determinato istante, non ne sappiamo il motivo, questo "uovo cosmico" si è squarciato con unʼesplosione immane (big bang). In realtà non cʼera un "fuori", uno spazio esterno in cui potesse dilatarsi unʼesplosione, ma lo spazio si generò insieme allʼespansione stessa. Tale espansione sarebbe stata violentissima, e nel giro di 10 alla -32 secondi, avrebbe fatto aumentare il volume dellʼUniverso di miliardi e miliardi di volte, mentre la temperatura sarebbe scesa rapidamente fin quasi allo zero assoluto.
Al termine della fase di inflazione, liberatasi una gran quantità di calore, la "sfera di fuoco" avrebbe preso a espandersi con un ritmo più lento. Nei primi istanti lʼenergia si condensò in particelle elementari (quark, elettroni), poi in protoni e neutroni, che in seguito si legarono in nuclei atomici, ma sempre in una nebbia luminosa di radiazioni e gas. Solo dopo 300 000 anni si formarono atomi di idrogeno e si esaurì la sfera di fuoco.
Con la formazione di idrogeno neutro la materia si separò dalla radiazione e la luce potè viaggiare liberamente nello spazio. Dopo il primo miliardo di anni, lʼUniverso assume condizioni fisiche più familiari: la temperatura è ormai quella di una qualsiasi stella, e la materia è fatta di idrogeno, elio, elettroni, protoni e fotoni. Dove il gas è più denso, entro grandi masse di idrogeno, cominciano i lampi delle violente esplosioni dei quasar. Mentre lʼespansione dellʼuniverso continua, i quasar diventano più rari, e si fanno sempre più numerose enormi galassie a spirale, formate da miliardi di stelle in continua evoluzione. Nei nuclei delle stelle e nelle esplosioni delle supernovae si formano via via gli elementi chimici più pesanti che, sotto forma di ceneri, finiscono per mescolarsi alle polveri e ai gas delle nebulose.
Nel frattempo però, in questʼimmenso universo, è nato un immenso miracolo: la vita. Un essere vivente nasce, si nutre, cresce, interagisce con lʼambiente, si riproduce e muore. Almeno questo è quanto accade sulla terra. Ma qualʼè lʼorigine? Non si può avere certezza dellʼesistenza di altra vita in altre parti dellʼuniverso. E dunque lʼunica vita che la biologia può studiare, per ora, è quella presente sulla terra. Secondo la teoria più assodata lʼorigine della vita sulla terra viene ricondotta allʼabiogenesi ( dal greco a-bio-genesis, origini non biologiche). Dunque le prime forme viventi si sarebbero formate, da materiale non vivente, attraverso reazioni che, attualmente, non sono più in atto sul nostro pianeta. E ciò sarebbe accaduto tra i 4,4 miliardi di anni fa, quando lʼacqua allo stato liquido comparve sulla superficie terrestre, e i 2,7 miliardi di anni fa, a cui risalgono le prime attività fotosintetiche. In base alla teoria dellʼevoluzione di Darwin (1858) tutte le forme di vita deriverebbero da un unico progenitore, estremamente semplice dal punto di vista biologico, presumibilmente una cellula molto simile agli attuali procarioti.
La prima tappa fondamentale è stata la produzione di semplici molecole organiche, come amminoacidi e nucleotidi, che costituiscono "i mattoni della vita". Recenti esperimenti hanno dimostrato che quest'evento era realizzabile nelle condizioni chimico-fisiche della Terra primordiale, caratterizzata da un'atmosfera riducente. Inoltre, il ritrovamento di molecole organiche nello spazio, all'interno di nebulose e meteoriti, ha dimostrato che queste reazioni sono avvenute anche in altri luoghi dell'universo, tanto che alcuniscienziati ritengono che le prime biomolecole siano state trasportate sulla Terra per mezzo di meteoriti. La questione più difficile è spiegare come, da questi semplici composti organici, concentrati nei mari in un brodo primordiale, poterono formarsi delle cellule dotate dei requisiti minimi essenziali per poter essere considerate viventi. Ma la ricostruzione della storia della vita presenta ancora molti interrogativi. I progressi in questo campo di ricerca sono ostacolati dalla carenza di reperti fossili e dalla difficoltà di riprodurre questi processi in laboratorio.
Delle possibilità dellʼesistenza di vita extraterrestre si occupa invece lʼesobiologia. Una teoria al suo interno è quella della panspermia, secondo cui i semi della vita ( in senso figurato) sono sparsi per lʼuniverso, e che la vita sulla terra è cominciata con lʼarrivo di detti semi e il loro sviluppo.
Fino a qualche decennio fa, si riteneva che la vita potesse svilupparsi esclusivamente in presenza di una combinazione di fattori molto rigida: l'irraggiamento opportuno da parte di una stella, la presenza di acqua allo stato liquido, la presenza di ossigeno nell'atmosfera e di condizioni di temperatura e di umidità variabili entro livelli prestabiliti. Ma, negli ultimi trentacinque anni, gli scienziati hanno scoperto una quantità di esseri viventi, detti organismi estremofili, adattati a vivere nelle condizioni più proibitive. Ad esempio nessuno avrebbe immaginato di trovare vita attorno ai fumaioli neri presenti nel fondo delle rift valley. I fumaioli sono sorgenti dʼacqua che risale con violenza dal fondo marino a temperature che sfiorano i 400°. Lʼacqua risale dopo esser penetrata nelle fratture lungo le dorsali per parecchi chilometri ed essersi riscaldata a contatto con i basalti, ed è ricca di minerali e gas portati via in soluzione dai basalti. Il getto dʼacqua calda è di colore scuro per la presenza di solfuri disciolti, e a contatto con lʼacqua fredda del mare, dalla soluzione calda precipitano chimicamente i minerali, che, con le loro incrostazioni, formano le tipiche ciminiere alte alcuni metri. Attorno ai fumaioli specie sconosciute di vermi, molluschi bivalvi, granchi e altri organismi hanno trovato il loro habitat. Alla base della loro catena alimentare vi sono dei solfobatteri, che ricavano lʼenergia necessaria alla produzione di sostanze organiche dallʼossidazione dei solfuri. Alla profondità di 3000 metri, dove la luce non penetra, si sono così sviluppati ecosistemi complessi che non si basano sulla fotosintesi, ma su una forma di chemiosintesi. Questa scoperta è alla base dellʼipotesi che su Europa, uno dei satelliti di Giove, si possa essere sviluppato qualcosa di simile sul fondo dellʼoceano di acqua che avvolge lʼintero satellite.
Aver trovato la vita sulla Terra in ambienti inaspettati ha aumentato i limiti dei parametri ambientali entro i quali è possibile la sopravvivenza degli organismi viventi, e di conseguenza ha aperto nuove frontiere di esplorazione spaziale alla ricerca della vita extraterrestre, all'interno dello stesso sistema solare.
Insomma, ad oggi è difficile credere che il pianeta Terra rappresenti lʼunica culla di vita dellʼUniverso, tuttavia non sono state ancora trovate prove certe al riguardo. Dal 1960 con il progetto di radio-ascolto SETI ( Search for extra-terrestrial intelligence ) si ricerca vita intelligente extra-terrestre, abbastanza evoluta da poter inviare segnali radio nel cosmo. Il programma si occupa anche di inviare segnali della nostra presenza ad eventuali altre civiltà in grado di captarli.
E se non fossimo soli, sarebbe lʼennesimo scontro di civiltà?
Fabrizio G. Vaccaro
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