Ricerca in Antartide svela meccanismi non biologici per la produzione di gas ad effetto serra

USA – Il lago Don Juan, nascosto tra le impervie Valli aride dell’Antartide, è senza dubbio uno dei luoghi più inospitali del pianeta. Un profondo canyon tra cime desolate e pietrisco morenico, l’acquitrino che sorprendentemente si trova allo stato liquido in questo angolo remoto della Terra è addirittura  18 volte più salato oceani della Terra e praticamente non gela mai, anche a temperature di oltre 40 gradi sotto zero.

Ora un gruppo di ricerca guidato da biochimici-geologi dell’Università della Georgia, USA, ha scoperto nel particolarissimo laboratorio naturale un meccanismo chimico precedentemente ignoto per la produzione di protossido di azoto, un gas serra molto importante. Ancor più importante, la scoperta potrebbe aiutare gli astronomi a capire il funzionamentio degli ambienti salati in un luogo il cui ecosistema ricorda molto quello del lago di Don Juan: Marte.

La ricerca, pubblicata il 25 aprile sulla rivista Nature Geoscience, aggiunge una nuova intrigante variabile all’ipotesi sempre più concreta che vi è stata o vi può ancora acqua su Marte, un prerequisito necessario per la formazione della vita. In effetti, le nuove scoperte potrebbero aiutare gli scienziati a sviluppare sensori per la rilevazione di tali zone salate su Marte, restringendo così la ricerca di luoghi in cui la vita può esistere.

“L’acqua e il terreno circostante lo stagno hanno un tipo di roccia simile a quelle trovate su Marte”, ha detto Samantha Joye, un membro di facoltà nel dipartimento di Scienze Marine al Franklin College e autore dello studio . “E questo ci offre una situazione ideale per valutare l’attività microbica in ambienti estremi. Anche se non abbiamo rilevato alcun ‘bio-gas’ come il solfuro di idrogeno e metano, quello che abbiamo trovato, a sorpresa, sono state alte concentrazioni di ossido nitroso, che normalmente è un indicatore di attività microbica. Avevamo bisogno di scoprire se un processo non biologico poteva spiegare questa produzione di protossido di azoto”.

Gli scienziati sono stati affascinati dal lago Don Juan dalla sua scoperta nel 1961. (Mentre il sito è molto affascinante, non c’è nulla di romantico nel nome, che deriva dai nomi dei piloti di elicottero che per primi lo scoprirono, Don Roe e John Hickey.) Dal momento della sua scoperta, i ricercatori si resero conto che avevano trovato un posto simile a nessuna altra parte della Terra.

Lo stagno, che ha un bacino di circa 1.000 metri di lunghezza e 400 metri di larghezza, è il lago più salato sulla Terra, circa otto volte più salato del Mar Morto. Mentre i ricercatori, più di 30 anni fa, riportarono di aver trovato microflora abbondante e variegata di funghi, batteri, alghe blu-verdi e lieviti, durante i lavori del team di Joye la vita sembrava essere inesistente. Poiché il livello di profondità e la superficie coperta dallo stagno (che è alimentato da acqua sotterranea ipersalina) sono variati nel corso degli anni,la scomparsa della vita non è stato un fenomeno inatteso. La cosa che ha sorpreso la squadra è stata che, anche senza forme di vita presenti, sono stati misurati livelli apprezzabili di ossido di azoto, forse meglio conosciuto ai più come “gas esilarante”, usato nelle procedure dentali. (Le quantità misurate in aria erano sotto il livello che potrebbe far girare la testa o procurare vertigini ad un essere umano.)

“Quello che abbiamo trovato era un insieme di reazioni tra acqua salata e roccia che genera una varietà di prodotti, tra cui il protossido di azoto e l’idrogeno”, ha detto Joye. “Oltre al lago Don Juan, questo nuovo meccanismo si può verificare anche in altri ambienti sulla Terra e potrebbe servire sia come componente importante del ciclo dell’azoto marziano che come fonte di combustibile [idrogeno] per sostenere chemiosintesi microbica”.

Ancora più interessante, forse, è che i risultati suggeriscono un ulteriore meccanismo, la reazione dei nitrati derivati da acqua salata e roccia basaltica, che potrebbe essere un “mezzo precedentemente ignoto per la mobilitazione di nitrati dai terreni  superficiali.. e per farli rientrare nell’atmosfera marziana sotto forma di  protossido di azoto “, ha detto Joye.

La scoperta di acqua è stata il Santo Graal di numerose missioni su Marte nel corso degli anni, e nel 2009 le telecamere della missione Mars Phoenix hanno fotografato sulle gambe del lander quella che sembrava essere acqua liquida. Se confermato – e prove sempre più convincenti vanno ad avvalorare  tale analisi – sarebbe la prima volta che acqua allo stato liquido viene individuata e fotografata  al di fuori della Terra.

Ma tornando sul nostro pianeta e alle difficoltà incontrate dal team di ricerca.”Lavorare in una zona così bella, ma così inospitale,  presenta enormi sfide per i ricercatori”, dice Joye.

“Occorre un viaggio in elicottero di 40 minuti da McMurdo Sound solo per arrivare,” ha detto. “Una volta nella Wright Valley, entriamo in un canyon stretto con ripide pareti rocciose su entrambi i lati, e in questo canalone si trova il lago Don Juan. Penso che sia uno dei posti più belli dell’Antartide”.

“E’ il genere di bellezza che vedi nei giardini Zen in Giappone”, ha detto, “ma questo è fatto dalla natura”.

Bellezza a parte, però, il team ha dovuto indossare abiti sterili, maschere e  usare strumenti sterili per il prelievo per evitare ogni contaminazione possibile. Hanno, inoltre, raccolto la quantità minima di materiale necessario per raggiungere i loro obiettivi di ricerca.

La scoperta del nuovo meccanismo apre numerosi interrogativi che devono essere studiati, compresa la possibilità che il processo si svolga in altri habitat estremi  dell’Antartide e che questo fenomeno possa contribuire all’ossido di azoto nei terreni temperati – un possibile nuovo indizio degli effetti dei gas serra nel riscaldamento globale.

Il risultato più importante, tuttavia, potrebbe essere quello di capire se e come potrebbe esistere un un simile ambiente su Marte in grado di sostenere la vita.