Sono state identificate per la prima volta su Marte sette molecole organiche, ampliando la nostra comprensione dei tipi di conservazione molecolare possibili sulla superficie marziana
Dopo anni di lavoro in laboratorio, i risultati sono arrivati: una roccia che il rover Curiosity della NASA ha perforato e analizzato nel 2020 contiene la più ampia varietà di molecole organiche mai trovata sul Pianeta Rosso. Delle 21 molecole contenenti carbonio identificate nel campione, sette sono state rilevate per la prima volta su Marte.
Gli scienziati non hanno modo di sapere se queste molecole organiche si siano formate attraverso processi biologici o geologici – entrambe le ipotesi sono possibili – ma la loro scoperta ha confermato che l’antico Marte possedeva la composizione chimica adatta a sostenere la vita. Inoltre, queste molecole si aggiungono a una lista sempre più lunga di composti noti per essersi conservati nelle rocce anche dopo miliardi di anni di esposizione alle radiazioni su Marte, che nel tempo possono degradare queste molecole.
I risultati sono descritti in dettaglio in un nuovo articolo pubblicato martedì su Nature Communications. Il campione di roccia, soprannominato ” Mary Anning 3 ” in onore di una paleontologa e collezionista di fossili inglese, è stato raccolto in una zona del Monte Sharp ricoperta da laghi e corsi d’acqua miliardi di anni fa. Quest’oasi si è prosciugata e inondata più volte nel corso dell’antichità del pianeta, arricchendo nel tempo l’area con minerali argillosi, particolarmente efficaci nel preservare i composti organici, ovvero le molecole contenenti carbonio che costituiscono i mattoni della vita e si trovano in tutto il sistema solare.
Tra le molecole appena identificate c’è un eterociclo azotato, un anello di atomi di carbonio che include l’azoto. Questo tipo di struttura molecolare è considerato un precursore dell’RNA e del DNA, due acidi nucleici fondamentali per l’informazione genetica.
“Questa scoperta è di notevole importanza perché queste strutture possono essere precursori chimici di molecole azotate più complesse”, ha affermato l’autrice principale dell’articolo, Amy Williams dell’Università della Florida a Gainesville. “Gli eterocicli azotati non erano mai stati trovati prima sulla superficie marziana né confermati nelle meteoriti marziane.” Un’altra scoperta entusiasmante è stata il benzotiofene, una molecola contenente carbonio e zolfo che è stata trovata in molte meteoriti. Si ritiene che queste meteoriti, insieme alle molecole organiche in esse contenute, abbiano gettato le basi della chimica prebiotica nel sistema solare primordiale.
Chimica marziana
Il nuovo studio integra la scoperta, avvenuta lo scorso anno, delle più grandi molecole organiche mai rinvenute su Marte: idrocarburi a catena lunga, tra cui decano, undecano e dodecano.
“Questo è Curiosity e il nostro team al loro meglio. Ci sono voluti decine di scienziati e ingegneri per individuare questo sito, prelevare il campione e fare queste scoperte con il nostro straordinario robot”, ha affermato il responsabile scientifico della missione, Ashwin Vasavada del Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale. “Questa raccolta di molecole organiche aumenta ancora una volta la probabilità che Marte abbia ospitato la vita in un passato remoto.”
Entrambe le serie di risultati sono state ottenute con un sofisticato mini-laboratorio chiamato Sample Analysis at Mars ( SAM ), situato all’interno di Curiosity. Un trapano all’estremità del braccio robotico del rover polverizza un campione di roccia accuratamente selezionato, che viene poi fatto gocciolare nel SAM. Qui, un forno ad alta temperatura riscalda il materiale, rilasciando gas che gli strumenti del laboratorio analizzano per rivelarne la composizione.
Inoltre, SAM è in grado di eseguire “analisi chimiche in soluzione”, immergendo i campioni in una piccola coppetta contenente solvente. Le reazioni che ne derivano possono scomporre molecole più grandi, altrimenti difficili da rilevare e identificare. Sebbene lo strumento disponga di diverse coppette di questo tipo, solo due contengono idrossido di tetrametilammonio (TMAH), una soluzione potente riservata ai campioni di maggior valore. Il campione Mary Anning 3 è stato il primo ad essere esposto al TMAH.
Per verificare le reazioni del TMAH con materiali extraterrestri, gli autori dell’articolo hanno testato la tecnica anche sulla Terra con un frammento del meteorite Murchison, uno dei meteoriti più studiati di sempre. Risalente a oltre 4 miliardi di anni fa, Murchison contiene molecole organiche che si sono diffuse in tutto il sistema solare primordiale. Un campione di Murchison esposto al TMAH ha mostrato di scomporre molecole molto più grandi in alcune di quelle osservate in Mary Anning 3, tra cui il benzotiofene. Questo risultato conferma che le molecole marziane trovate in Mary Anning 3 potrebbero essersi generate dalla scomposizione di composti ancora più complessi, rilevanti per la vita.
Di recente, Curiosity ha utilizzato la sua seconda e ultima coppa TMAH durante l’esplorazione di creste reticolari a forma di reticolo , formatesi a seguito dell’azione di antiche acque sotterranee. Il team della missione analizzerà i risultati ottenuti per la pubblicazione di un futuro articolo scientifico.
Aprire la strada alle missioni future
Costruito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, SAM si basa su strumenti di laboratorio di dimensioni maggiori, di livello commerciale. Per integrare apparecchiature così complesse nel rover, gli ingegneri hanno dovuto ridurne drasticamente le dimensioni e sviluppare un sistema per farle funzionare con un consumo energetico inferiore. Gli scienziati hanno dovuto imparare a riscaldare il forno di SAM più lentamente e per periodi più lunghi al fine di condurre alcuni di questi esperimenti.
“È stata un’impresa riuscire a capire come condurre questo tipo di reazioni chimiche per la prima volta su Marte”, ha affermato Charles Malespin, responsabile scientifico dello strumento presso il Goddard Space Flight Center della NASA e coautore dello studio. “Ma ora che abbiamo fatto un po’ di pratica, siamo pronti a condurre esperimenti simili nelle missioni future.”
Infatti, il Goddard Space Flight Center della NASA ha fornito diversi componenti, tra cui lo spettrometro di massa, per una versione di nuova generazione del SAM, denominata Mars Organic Molecular Analyzer, destinata al rover Rosalind Franklin dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) su Marte. Uno strumento simile, il Dragonfly Mass Spectrometer, esplorerà Titano, la luna di Saturno, a bordo della sonda Dragonfly della NASA. Entrambi gli strumenti saranno in grado di effettuare analisi chimiche in soluzione con il solvente TMAH.
Fonte: NASA – Jet Propulsion Laboratory
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
Nel corso degli anni ha acquisito una forte capacità di strutturare informazioni, notizie e approfondimenti sui principali comparti dell’economia dello spazio e dell’economia del mare: satelliti, telecomunicazioni, osservazione della Terra, space tech, portualità, logistica, innovazione marittima, sostenibilità, tecnologie dual use e interconnessioni tra settore aerospaziale e blue economy.
