Guardando dentro la Terra per la vita su Marte

È la tua tipica saga di speleologia: ti dimeni attraverso tunnel non più larghi di un cocomero di diametro, poi ti cali sul bordo di una scogliera di 200 piedi in un vuoto così nero che non puoi nemmeno vedere i tuoi piedi, per non parlare del fondo, supponendo che lì è un fondo. Se sopravvivi a quella prova, dovrai comunque superare il pendio scivoloso della Freakout Traverse o il temuto crepaccio noto come Great White Rift. Un tour sotterraneo attraverso la grotta di Lechuguilla nel New Mexico potrebbe includere anche altri punti salienti e luci basse: Misery Hole, Death Pit e l'Universo Parallelo.

Alcuni esploratori amano il brivido di esplorare una natura selvaggia e sotterranea inesplorata. Altri trovano conforto nella quiete e nell'oscurità della grotta più profonda d'America, che si estende per più di 1.500 piedi sotto la superficie. Poi ci sono quelli che cercano la vita su Marte.

Questa storia faceva parte del nostro numero di novembre 1997

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Vita su Marte? Infatti, mentre gli scienziati esplorano il Pianeta Rosso tramite il Mars Pathfinder e una serie di successive missioni della NASA pianificate nel prossimo decennio, altri ricercatori stanno studiando le forme di vita microbiche che abitano questa vasta grotta nel Parco nazionale di Carlsbad Cavern, valutando la possibilità che creature analoghe si nascondano in agguato. sotto la superficie marziana. Questo lavoro è stato sostenuto dal programma di esobiologia della NASA da un budget destinato allo studio degli analoghi terrestri di altri pianeti. Stiamo riconsiderando l'ambiente del sottosuolo su Marte in parte perché il sottosuolo terrestre si sta rivelando molto ricco, afferma Penny Boston, biologa e consulente della NASA presso la Complex Systems Research di Boulder, nel Colorado. In effetti, gli scienziati stanno trovando microrganismi quasi ovunque guardano vicino alle bocche sul fondo dell'oceano profondo, all'interno delle rocce antartiche e nei siti di trivellazione di petrolio e gas, migliaia di piedi sottoterra.

La premessa di base dell'analogia con la vita su Marte è questa: circa tre o quattro miliardi di anni fa, Marte era un luogo più caldo e umido a causa, in parte, di una densa atmosfera di anidride carbonica che riscaldava il pianeta attraverso l'effetto serra. Alla fine questa anidride carbonica si è combinata con l'acqua per formare acido carbonico che, a sua volta, ha reagito con le rocce in superficie per creare carbonati come calcare e dolomite. Questo processo ha impoverito l'anidride carbonica nell'atmosfera, lasciando la superficie ghiacciata e inospitale senza che si trovasse acqua liquida da nessuna parte. Ora stiamo dicendo che se la vita non sarebbe potuta sopravvivere in superficie, forse si è trasferita sottoterra, spiega Christopher McKay, uno scienziato planetario dell'Ames Laboratory della NASA che ha accompagnato Boston e altri in diverse spedizioni di Lechuguilla.

La fossa d'ingresso alla grotta di Lechuguilla è stata scoperta nel 1914. Ma è stato solo negli anni '50 che gli investigatori hanno iniziato a sospettare che potesse esserci una caverna da qualche parte sotto il mucchio di macerie sul fondo di questa fossa. Una volta che il muro di macerie è stato finalmente sfondato nel 1986, intrepidi speleologi si sono scavati un tunnel e hanno iniziato a tracciare più di 90 miglia di passaggi. L'intera estensione di Lechuguilla non è ancora nota, ma Dale Pate del National Park Service a Carlsbad, nel nord del Messico, è convinto che ci siano molte più grotte là fuori di quante ne sappiamo, forse 1.000 o 2.000 miglia.

Alcuni la chiamano la grotta più bella del mondo, con colori brillanti, piscine incontaminate e spettacolari formazioni minerali che ricordano fiori, cristalli, lampadari e coralli. Sebbene gli scienziati possano apprezzare questo splendore, sono attratti dalla grotta principalmente perché è il luogo perfetto per studiare un ambiente sotterraneo praticamente incontaminato. Facciamo del nostro meglio per limitare l'impatto perché non vogliamo contaminare e distruggere la cosa che speriamo di studiare, spiega Boston. Stiamo cercando organismi esotici facili da distinguere dai contaminanti introdotti dall'uomo. Ma se non stiamo attenti, questi contaminanti potrebbero competere con gli organismi indigeni.

Lechuguilla, un mondo a sé, non ha grandi aperture naturali, il che significa che pochissima aria o acqua scorre dall'esterno. La grotta è anche di interesse geologico per i suoi ricchi giacimenti di zolfo. Sulla terra sono stati trovati vari microrganismi che traggono energia dallo zolfo e forme di vita simili potrebbero esistere su Marte, che sia la missione Viking che Pathfinder hanno dimostrato che ha un alto contenuto di zolfo.

Nella grotta vive un gruppo molto diversificato di organismi, inclusi numerosi ceppi batterici che non abbiamo mai visto prima, osserva Larry Mallory, microbiologo presso il Center for Marine Biotechnology dell'Università del Delaware, che ha fatto ripetute visite a Lechuguilla dal 1992. Un quarto miglio più in basso, entri in un mondo microbico. Non ci sono forme di vita multicellulari oltre quel punto, ad eccezione degli speleologi.

Finora, nella grotta sono stati trovati centinaia di ceppi microbici, la maggior parte dei quali precedentemente sconosciuta, afferma Boston. Alla fine, lei e la sua collega, la biologa dell'Università del New Mexico Diana Northup, hanno in programma di esaminare il DNA dei microbi per confrontarlo con il DNA di microbi noti. Stiamo cercando di trovare i parenti più stretti di questi ceppi, capire da dove provengono - il suolo o l'antico oceano - e determinare da quanto tempo sono stati separati dal mondo sopra, dice Boston.

I ricercatori sperano anche di determinare la fonte di energia che guida questo ecosistema senza sole. La chiave è trovare organismi in grado di produrre cibo con mezzi chimici, spiega McKay. Mallory ha identificato un ceppo di batteri che ossida il manganese, ma sta ancora cercando di determinare se le creature traggono effettivamente energia da quel processo. Nei viaggi successivi, ha in programma di cercare batteri ossidanti il ​​ferro ai Rusticles, una formazione di ferro nella parte nord-est della grotta che sembra un ghiacciolo che cola. Boston intende anche raccogliere più campioni nella speranza di catturare organismi ossidanti sia il ferro che lo zolfo.

Capire cosa mangiano questi insetti è un problema difficile, dice. Le fonti di cibo più probabili sono nell'aria o nelle rocce. Se sarà possibile ottenere un finanziamento adeguato, lei e Northup sperano di condurre studi di gascromatografia dell'aria e analisi dell'intera roccia per vedere cosa è commestibile nella parete rocciosa.

Boston ha già avuto incontri ravvicinati con alcune cose strane che crescono nella grotta, come uno strano materiale soffice chiamato gorilla drek che si aggrappa alle pareti fatiscenti della caverna. Sembra zucchero filato bagnato e grafite, dice. Quando lo metti tra le dita, appassisce nel nulla. Gli scienziati alla fine hanno determinato che batteri e funghi vivono nella lanugine, ma Boston lo ha sospettato fin dall'inizio: mi ha dato un'infezione agli occhi, il che mi ha fatto pensare che lì stesse crescendo qualcosa.

L'episodio del gorilla drek ha insegnato a Boston una lezione importante: è difficile dire quando le cose sono vive, anche con un'intera squadra di investigatori che strisciano intorno, prelevano campioni e li esaminano più tardi in laboratorio. È possibile che quando osserviamo Marte, non troveremo organismi che si adattano ai nostri preconcetti. Gli strumenti di rilevamento che funzionano qui sulla terra, dice, potrebbero non funzionare lì.

Lei e McKay sperano di attingere alle loro esperienze a Lechuguilla mentre progettano missioni in attesa su Marte. In effetti, entrambi hanno proposte in sospeso con la NASA per la missione Mars Surveyor del 2001. Osservando la vita sotterranea sulla terra, speriamo di determinare se sia ragionevole cercare la vita sotterranea su Marte, capire quanto in profondità guardare e vedere se potrebbero esserci resti fossili che potremmo riconoscere, dice McKay.

Vorremmo sapere che tipo di indizi potrebbero lasciare questi bug, aggiunge Boston. Se la vita su Marte si ritirasse nel sottosuolo e poi si estinguesse, potrebbero esserci ancora una varietà di segni distintivi: fossili reali, tracce geochimiche, cambiamenti isotopici rivelatori o modelli caratteristici di invecchiamento sulla superficie delle rocce. Studiare una comunità in una grotta che si è estinta e si è fossilizzata può aiutarci a sapere cosa cercare in un ambiente radicalmente diverso.

Gli studi di Lechuguilla potrebbero far luce su altre questioni relative al più piccolo ecosistema chiuso che possa sopravvivere. Alcuni sostengono che ci vuole un intero pianeta per sostenere un ecosistema; altri sostengono che potresti mantenere un sistema praticabile in una bottiglia, dice Boston. È una domanda senza risposta applicabile alla terra o a qualsiasi altro pianeta.

Sebbene sia ancora fortemente coinvolta in Marte, e a volte si definisca persino una marziana, Boston riconosce che la ricerca a Lechuguilla sarà di interesse per la biologia terrestre, indipendentemente dalle preoccupazioni extraterrestri. Mallory è d'accordo, dicendo che la ricerca sulle caverne può contribuire alla nostra comprensione di dove esiste la vita su questo pianeta e fino a che punto va.

Il lavoro di Lechuguilla può anche avere una serie di applicazioni pratiche. Mallory ha fondato una società chiamata Biomes per testare le capacità di combattere le malattie degli organismi delle caverne e dei loro sottoprodotti. Alcuni organismi sembrano produrre composti che sono specificamente tossici per alcuni tipi di cellule del cancro al seno. Sta anche studiando le proprietà antibatteriche, antivirali e antimicotiche di altri composti derivati ​​dalla grotta.

L'esplorazione di Lechuguilla, intanto, procede a rilento, viste le difficoltà di navigazione sotterranea, oltre al fatto che l'accesso alla grotta è fortemente limitato dal National Park Service. La grotta è chiusa alle visite tranne che per la ricerca e la manutenzione, e il servizio del parco ammette solo una mezza dozzina di squadre di ricerca all'anno. Boston è felice di essere tra i pochi ammessi, compensando in una certa misura la sua preoccupazione che gli umani non mettano piede sul Pianeta Rosso per un bel po' di tempo. Per ora si consola dicendo: Questa grotta è il mio Marte.

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