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Tags: Mars 2020
Scritto da: Guido Ghezzi
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IL DILEMMA MARZIANO *
Questo articolo è inserito nella sezione d'archivio "Quanta vita sulla Terra e (forse) oltre..."
Potete seguire gli aggiornamenti della missione Mars 2020, all'interno della sezione d'archivio "Strumenti e Missioni"
La storia geologica della Terra, tuttora punteggiata da plaghe oscure, sarebbe rimasta quasi del tutto nascosta nelle tenebre se non si fosse compresa l'importanza delle testimonianze fossili. Il percorso cognitivo che ha portato ad assumerle quale risorsa per inquadrare il lontano passato in una scala temporale e per ricostruire le innumerevoli e profonde (talvolta drammatiche) vicende che hanno modellato la superficie terrestre è stato tuttavia irto di difficoltà, inciampi e perfino censure.
Le resistenze opposte a questo avanzare della conoscenza, come in altri notissimi casi, alla fine hanno ceduto il passo ma numerosi dubbi interpretativi sono rimasti, anzi si sono moltiplicati con l'accrescersi della documentazione fossile e con il raffinarsi delle tecniche d'indagine.
Lo storico cruccio umano della ricerca della fonte da cui la vita s'è originata ha portato a volgere lo sguardo nel passato sempre più lontano e il recupero di informazioni su base fossile è cresciuto in difficoltà in modo esponenziale, sia per la scarsità di porzioni di superficie terrestre molto antiche, sfuggite alla continua distruzione e rigenerazione di crosta causata dalla geodinamica, sia per il grado di degenerazione del materiale di origine biologica e, infine, per la "distanza" morfologica delle forme di vita arcaiche da quelle più recenti. Come se ciò non fosse sufficiente a rendere incerto un percorso già ostico, occorre aggiungere che le forme biologiche antichissime erano microscopiche (alghe e batteri ma non solo) e pertanto i relativi fossili sono individuabili solo con adeguati strumenti.
Ma ancora non è finita qui.
La Natura non solo ama nascondersi, talvolta si potrebbe sospettare un suo sottile divertimento nel dissimulare. In particolare è proprio il caso delle strutture biologiche primordiali fossilizzate, che presentano spesso ingannevoli somiglianze con alcune microstrutture di origine strettamente geologico-mineralogica e quindi formatesi senza l’intervento di agenti biologici.
Ciò, unito al frequente errore che porta l'uomo a considerare "probabile" ciò che appare di fatto solamente "possibile", costituisce un perfetto meccanismo atto a produrre, talvolta, imbarazzanti svarioni interpretativi.
Un tale caso, considerato esemplare e che dovrebbe rimanere monito, è stato quello della proclamata scoperta (con tanto di pubblicazione sull'autorevole testo "Geology of Canada", nel 1863) di quella che venne ritenuta, all'epoca, la più antica forma di vita fossile, datata al precambriano (più di 560 milioni di anni). L'ingannevole reperto era costituito da un grosso frammento calcareo la cui particolare struttura macroscopica, una sorta di impilamento di sottili foglietti corrugati, fu ritenuta indice di un’origine biologica. L'analisi condotta al microscopio confermò l'apparenza e la supposta specie estinta fu denominata eozoon canadense.
L'origine biologica di questa struttura rimase comunque controversa e dibattuta (tra i suoi illustri sostenitori anche Charles Darwin e Charles Lyell) fino a che si consumò, quasi casualmente, l'atto finale della vicenda: nel 1894 le medesime strutture furono rinvenute in rocce di origine metamorfica (inclusioni di calcari metamorfosati per contatto all’interno di lave vesuviane), genesi che di fatto escludeva la possibilità che eozoon fosse di origine biotica. Da quel momento eozoon divenne il capostipite di tutta una categoria di strutture, denominate "pseudofossili", cioè strutture di origine abiotica che simulano strutture fossili (va al proposito ricordato che per “fossile” si intende una qualsiasi struttura mineralizzata in origine parte di un essere vivente o prodotta dall’attività di un essere vivente. Sono fossili tanto i crani di dinosauri quanto le tracce lasciate da antichi esseri vermiformi nel fango di un fondale).
L’errore commesso nell’interpretare Eozoon ha evidenziato l’esistenza di un problema non di poco conto e con il progredire delle ricerche si è compreso che l’esistenza di forme minerali di origine abiotica che simulino strutture fossili è un fatto tutt’altro che raro.
Un esempio eclatante e facile da rinvenire è costituito dalle dendriti di manganese, che i cercatori di fossili ed i mineralogisti conoscono bene. Queste strutture altro non sono che mineralizzazioni di ossidi di manganese cristallizzati nelle sottili fratture delle rocce e simulano in modo davvero stupefacente una struttura di origine vegetale fossilizzata, simile a un cespo di minuscole ramificazioni con tanto di impronte di pagine fogliari (Fig. 2).
Il prodigio d’illusionismo messo in campo dalla Natura con gli pseudofossili è una vera sfida per la sete di conoscenza dell’uomo, che neppure può contare, in questi casi, su considerazioni probabilistiche: in generale dovrebbe essere tanto probabile prendere per fossile una struttura che non lo è quanto il contrario.
In realtà non è così. La probabilità di scambiare quello che sembra in tutto un fossile per un non-fossile, cioè per una struttura di origine abiotica, è bassa. In termini più specifici un tale evento si indica con il termine di “falso negativo”. In effetti se l’osservazione del campione in questione fornisce una ampia sequela di evidenti caratteri tipici delle strutture biologiche, è improbabile che non sia un vero fossile. Il rischio di sbagliare è quindi basso.
Al contrario la probabilità di scambiare per fossile un campione che sembra tale perché presenta strutture mineralizzate aventi forme appartenenti al regno animale o vegetale ma dovute invece a fenomeni che nulla hanno a che fare con l’attività di esseri viventi, è decisamente alta. In termini più specifici un tale evento si indica con il termine di “falso positivo”.
Come il recente passato ha ampiamente dimostrato, il rischio legato ai “falsi positivi” diviene particolarmente alto nel caso di strutture a scala microscopica, proprio quelle che potrebbero essere testimonianze delle più antiche forme di vita. In parecchi casi sono occorsi anni di studi ed analisi con le più sofisticate strumentazioni per riconoscere questi fossili con ragionevoli margini di affidabilità (QUI) e non sono stati rari gli abbagli.
Queste premesse rendono ancora più elevato il rischio qualora si tratti di cercare tracce biotiche fossilizzate in ambiente non-terrestre, affidandosi unicamente ad alcune indagini, limitate sia per tipologia che per possibilità di approfondimento. La missione Mars2020 ha il preciso scopo di rilevare tracce di passate forme di vita nell’ambiente marziano e non può sottrarsi a queste evidenti limitazioni: le analisi devono essere condotte sul posto, con i pochi strumenti disponibili sulla sonda, con notevoli vincoli operativi e praticamente senza intervento umano.
La conoscenza della storia geologica del pianeta rosso, per quanto ancora molto lacunosa e folta di interrogativi, non lascia molte speranze di rinvenimento di forme fossili eclatanti: si tratta di cercare resti molto antichi (l’ambiente marziano sembra esser divenuto ben presto inospitale per la vita), presumibilmente poco diffusi (sulla superficie l’acqua liquida non sembra esser stata presente sotto forma di estesi e duraturi corpi idrici) e di dimensioni microscopiche (la vita avrebbe comunque avuto a disposizione poco tempo per svilupparsi e differenziarsi, il paragone con la Terra, ammesso che valga, porta a ritenere possibili prevalentemente forme arcaiche quali batteri e alghe).
Nel 1996 (McKay et al.)1 fece sensazione la notizia del rinvenimento di molteplici e svariati indizi di forme fossili nel meteorite ALH84001, di provenienza marziana. Furono considerati testimoni di antiche forme biologiche particolari globuli di carbonati (ritenute il risultato di attività batterica) e microstrutture tubolari (ascritte all’attività di esseri vermiformi). A distanza di 25 anni i contenuti del meteorite ALH84001 sono ancora oggetto di dibattito e le presunte strutture biotiche sono state spiegate anche come risultati di fenomeni abiotici, puramente fisico-chimici. I vari indizi sono accomunati da una caratteristica: l’ambiguità. Quindi il fatto che gli indizi siano “molteplici” e “svariati” non è da considerarsi probante più di tanto se ciascuno di essi è viziato da ambiguità, cioè se può esser spiegato tanto come prodotto biotico quanto come prodotto abiotico.
La figura seguente rende l’idea delle difficoltà e incertezze insite nel tentativo di individuare con sicurezza una microstruttura di origine biotica, sicurezza che si può ottenere solo quando sia accertato che nessun fenomeno abiotico possa aver generato la struttura sotto esame.
Strutture del genere vengono comunemente indicate con il termine di “biomorfi”: microstrutture che simulano forme biologiche, viventi o fossili che siano. Principalmente sono dovute a precipitati carbonatico-silicatici ma ne sono conosciute un’infinità generate da silicati magnesiaci ed ossidi di ferro e da composti organici di carbonio-zolfo.
In particolare la presenza di molecole organiche solubili può interferire nella forma assunta dai cristalli depositandosi su alcune facce, impedendone così la regolare crescita ed allontanandoli dalle classiche forme cristallografiche: il risultato può essere costituito da forme inusitate nel geometrico mondo dei cristalli, quali sferule, nastri e addirittura coppie di globuli uniti lungo una superficie, morfologia che richiama il fenomeno della divisione cellulare (fig. 4).
Come evidenziato da McMahon e Cosmidis (2021), da cui sono state estratte alcune delle microfotografie, il riconoscimento di tracce biotiche è faccenda tutt’altro che semplice e piena di tranelli, ciò induce a ritenere di grande importanza poter contare su un campionario il più articolato e ampio possibile di esempi di biomorfi.
Inoltre, nel caso della ricerca di tracce fossili su Marte, occorre avere un quadro completo e preciso relativamente ai fenomeni chimico-mineralogici possibili nell’ambiente marziano, in modo da sapere quali indizi biotici possano essere considerati dei semplici biomorfi. Una lunga strada sembrerebbe quindi presentarsi di fronte alla ricerca di fossili extraterrestri.
Considerato che il rover Perseverance nel suo vagare su Marte difficilmente avrà occasione di restituirci l’immagine di una tibia fossile di un metro emergente dalle sabbie del cratere Jezero, le possibilità di riconoscere con sicurezza tracce biotiche sul pianeta rosso non sembrano molte. Tuttavia è giusto attendere il risultato della missione, con la fiducia e la diffidenza che la scienza sempre deve tener in tasca.
1 - https://www.science.org/doi/10.1126/science.273.5277.924
2 - https://jgs.lyellcollection.org/content/early/2021/10/07/jgs2021-05
4 commenti
Quindi se non si trova la specifica forma di vita inon si è mai , o quasi mai, certi che ci sia vita o ci sia stata? Parlo ovviamente di altri Pianeti.
In generale è più probabile trovare la vita che testimonianze di vita esistita nel lontano passato, perchè il fenomeno della fossilizzazione rappresenta una rarità e più si risale nel tempo più aumentano le difficoltà di trovare e riconoscere la struttura fossile. Nel caso dei fossili sono le forme strutturali che rappresentano l'indizio principale, ma non bastano a meno che non siano tante e tali da rendere enormemente probabile che derivino da una forma di vita. Ci sono poi altri fattori che aiutano, per esempio le associazioni, cioè differenti forme di apparente origine biotica rinvenute nel medesimo ambito avente caratteristiche particolari (per esempio indicatrici di condizioni al contorno favorevoli all'eventuale conservazione post-mortem).
Supponiamo, per assurdo, che sulla Terra non siano mai esistiti i dinosauri, le prime forme di vita pluricellulare "dal corpo molle", i mammiferi, gli uccelli, le piante etc. etc. cioè che la vita terrestre si sia "fermata" allo stadio di viventi unicellulari o appena un poco più complesse e poi sia scomparsa del tutto senza lasciare "eredi". Un ipotetico paleontologo extraterrestre molto probabilmente avrebbe enormi difficoltà nell'accertare l'esistenza di fossili se anche ci fosse seduto sopra a causa dell'ambiguità di forme così arcaiche.
Quindi direi che sì, per avere la certezza di vita passata, occorre trovare qualcosa di veramente specifico, che non possa essersi formato abioticamente.
Nel caso di Marte poi non va dimenticato che il pianeta ebbe un proprio campo magnetico in grado di proteggere la superficie dal "bombardamento" di particelle energetiche ma questo campo sembra che fosse rimasto stabile per periodi "brevi" (geologicamente parlando) intervallati da periodi di assenza quasi totale. Questa condizione non ha certamente favorito la vita. E' anche vero, però, che la vita, una volta che riesce ad insediarsi da qualche parte, è dura da eradicare. Su Marte non la si sta cercando nel luogo dove più probabilmente potrebbe esserci ma nel luogo dove è più probabile che ci sia stata, evidentemente ci si è orientati sulla ricerca di forme fossili piuttosto che sulla ricerca di forme attuali (sappiamo che altri sono i candidati per quest'ultimo caso).
L'osservazione è intelligente in quanto non potendo sequenziare dna da fossili, per riconoscere le specie si usano peculiarità anatomiche fossili col fine di generare la tassonomia d'evoluzione delle specie e lo stesso processo tassonomico non è scevro da errori (equivoci di interpretazione) e incompletezza dei percorsi evolutivi (mancano fossili che mostrino ogni salto evolutivo di ogni specie).
Scambiare del serpentino metamorfico che deriva dall'olivina e sua reazione chimica con acqua termale e liberazione di H2, con gli stromatoliti fossili è una cantonata mostruosa a meno di non essere un cervello che crede per forza di cose che ovunque ci sia acqua e vulcanismo ci sia vita, quindi anche in reazioni metamorfiche delle rocce del mantello in intrusione nella crosta, in ogni caso con la classificazione dei fossili la cosa è complicata perfino sulla terra dove sappiamo che abbiamo una storia evolutiva di 3,6 miliardi di anni a seguito della possibilità d'equivocare i segnali che riceviamo dall'osservare i fossili e classificarli tra di loro.
Come ho già avuto modo di dire ieri ritengo molto più probabile che Webb (sempre che non abbia un incidente di percorso nel suo entrare in piena operatività e vista la complessità la cosa non è affatto improbabile) troverà segni di vita nell'analisi atmosferica di esopianeti, al contempo sono sicuro che anche allora qualcuno se ne uscirà dicendo: "è un indicatore che può avere origine diversa, per cui non ne abbiamo certezza completa che sia indicatore di attività biologica sulla superficie del pianeta e potrebbe essere benissimo dovuto a fenomeni abiotici".
Conoscendo l'uomo, i limiti della logica scoperti nel 20 esimo secolo, la sistematica incompletezza onnipresente, i problemi della percezione sempre indiziaria e mai sicura in quanto autoreferenziale ricorsiva che va troncata dal suo loop in modo arbitrario (oggetti che osservano Heinz Von Foerster), ritengo che s'accetterà in larga massa l'aver trovato l'esistenza di vita al di fuori della terra solo, e solo, quando un organismo extraterrestre vivo sarà portato sul pianeta e oltre a questo dovrà essere fatta la decodifica del suo codice genetico, verificata la sua chiralità proteica, in seguito si procederà a farlo riprodurre con tutti i rischi della cosa e a quel punto resteranno comunque i negazionisti.
Il negazionismo è un comportamento classico della scimmia antropomorfa che siamo e viene evidenziato anche da Thomas Kuhn nel suo Dogmi contro Critica, dove fa notare che la classe accademica spesasi per il vecchio dogma sostituito dal nuovo paradigma, avendo lavorato, pubblicato, fatto carriera e guadagnato la propria posizione di classe sociale sul vecchio dogma, non s'arrenderà fino a morte individuale al nuovo dogma e ai portatori del nuovo dogma che con esso faranno carriera insidiando la sua posizione di classe sociale e ciò è solo un problema animale in quanto, come dimostra l'antropologia, spendiamo fino al 90% della nostra energia nel raggiungere e poi mantenere la posizione di classe sociale che abbiamo conquistato.
Com'è evidente in questo fare opposizione c'è pochissimo comportamento razionale e almeno il 90% di risposta animale allo status di classe=potere nel branco=società.
M'auguro d'avere fornito un escursus ben connesso e più ampio della complessa dinamica correlata delle cose di cui s'è parlato.
Non voglio difendere a tutti i costi gli "scopritori" che presero una "cantonata mostruosa" con l'ingannevole eozoon. Si trattò di un errore, ma è bene contestualizzare sempre quando si tratta di storia della scienza. Nel 1863, anno della "ufficializzazione" dell'eozoon, l'uso della paleontologia come colonna su cui basare la successione cronologica (relativa) degli eventi geologici non era paragonabile a quello attuale nè erano paragonabili le conoscenze in materia di fenomeni metamorfici e di mineralogia. La geologia stava faticosamente cercando di mettere assieme gli indizi della storia della Terra con considerazioni basate per la massima parte su osservazioni di stampo naturalistico-descrittivo. Del resto la conoscenza si costruisce sugli errori passati, riflettendo a mente aperta dopo aver raccolto nuovi dati e riesaminato vecchi dati con nuove metodologie.