NASA: misurato carbonio organico su Marte

La baia di Yellowknife del cratere Gale dove è stato misurato il carbonio organico
Da una posizione nella bassa depressione della “Yellowknife Bay”, il rover Mars Curiosity della NASA ha utilizzato la sua Mast Camera per acquisire di questo panorama di diversità geologica. Credit: NASA

Gli scienziati, utilizzando i dati del rover Curiosity della NASA, hanno misurato per la prima volta il carbonio organico totale nelle rocce di Marte. Il carbonio (C) è l’elemento chimico chiave di tutti i composti organici alla base della vita. Trovarne una determinata quantità permetterebbe di ipotizzare che sul pianeta rosso in un lontano passato possa esserci stata vita.

“Il carbonio organico totale è uno dei numerosi indici 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 valore è paragonabile o addirittura superiore alla quantità trovata nelle rocce in luoghi molto ostici per la vita sulla Terra, come il deserto di Atacama in Sud America. Ed è più di quanto sia stato rilevato nei meteoriti di Marte, ha affermato Jennifer Stern del Goddard Space Flight Center della NASA.

Il carbonio organico

Il carbonio organico è legato a un atomo di idrogeno (-CH). È la molecola base per le strutture organiche, utilizzate da tutte le forme di vita conosciute. Tuttavia, il carbonio organico misurato su Marte non è una prova diretta dell’esistenza della vita. Questo elemento può provenire anche da fonti non viventi, come meteoriti e vulcani, o essersi formato sul posto da reazioni chimiche superficiali. Il carbonio organico è stato trovato in precedenza su Marte (rif.), ma misurazioni precedenti hanno prodotto solo informazioni su composti in particolare. La nuova misurazione fornisce la quantità totale di carbonio organico in queste rocce.

Sebbene Marte sia inospitale per la vita ora, abbiamo più prove, che miliardi di anni fa il clima era più simile a quello terrestre. Marte aveva un’atmosfera più densa e acqua liquida che scorreva nei fiumi e nei mari. Poiché l’acqua liquida è necessaria per la vita 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.

Il rover ha perforato campioni da rocce fangose ​​di 3,5 miliardi di anni nella formazione della baia di Yellowknife del cratere Gale, il sito di un antico lago su Marte. Il fango nel cratere di Gale si è formato come sedimento molto fine dall’erosione fisica e chimica delle rocce vulcaniche. Il materiale depositato sul fondo del lago è stato sepolto. Il carbonio organico era parte di questo materiale ed è stato incorporato nella pietra fangosa. Oltre all’acqua liquida e al carbonio organico, il cratere di Gale presentava altre condizioni favorevoli alla vita, come energia chimica, bassa acidità e altri elementi essenziali per la biologia, come ossigeno, azoto e zolfo“Fondamentalmente, questo luogo avrebbe offerto un ambiente abitabile per la vita, se mai fosse stato presente”, ha affermato Stern.

Le analisi di Curiosity

Per effettuare la misurazione, Curiosity ha inserito il campione nello strumento Sample Analysis at Mars (SAM). Un forno dello strumento ha riscaldato la roccia in polvere a temperature progressivamente più elevate. Questo esperimento ha utilizzato ossigeno e calore per convertire il carbonio organico in anidride carbonica (CO2). La quantità di CO2 viene 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. L’esperimento condotto nel 2014 ha richiesto anni di analisi per comprendere i dati e inserire i risultati nel contesto delle altre scoperte della missione al cratere Gale. L’esperimento è così complesso da essere eseguito solo una volta durante i 10 anni di presenza di Curiosity su Marte.

Questo processo ha anche consentito a SAM di misurare i rapporti isotopici del carbonio, che aiutano a capire la fonte del carbonio. Gli isotopi sono versioni di un elemento con masse diverse a causa della presenza di uno o più neutroni nel 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” ha affermato Stern.

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