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Metano su Marte: c’e’, non c’e’, c’era?

26 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi

e’ stato richiesto un argomento molto interessante e attuale. Come potete vedere, si chiede un aggiornamento sulle ultime misure fatte da Curiosity, il rover che sta eplorando Marte, alla luce della notizia, tanto pubblicizzata, della concentrazione minore rispetto alle aspettative di metano. Come anticipato, si tratta di un argomento molto interessante e scientificamente importante. Purtroppo, anche questa volta, molti giornali e siti si sono lanciati in notizie eclatanti, senza pero’ spiegare in dettaglio qual e’ il significato di questo risultato, ma soprattutto cosa ci si aspetta per il futuro.

Per chi volesse maggiori informazioni sulla missione e sulle scoperte fatte, abbiamo parlato di Curiosity in questi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco la scoperta di Curiosity

Detto questo, e’ interessante ripercorrere la storia del metano su Marte, ragionando soprattutto su che cosa questa misura significihi.

Cerchiamo di ragionare insieme. Come sapete, a parte per il discorso ufo e avvistamenti vari che lascia il tempo che trova, uno degli obiettivi dell’esporazione spaziale e’, tra i tanti altri, quello di capire se c’e’ vita sugli altri pianeti del Sistema Solare o anche se in passato ci sono state le condizioni affinche’ una qualche forma di vita si sia sviluppata.

Fin qui ci siamo. Ogni qual volta si parla di condizioni adatte alla vita, qual e’ il primo parametro che viene citato? Ovviamente la presenza di acqua. Il motivo di questo e’ scontato per tutti e non c’e’ bisogno di replicarlo. Molte missioni osservative di Marte hanno dimostrato come in passato ci fosse molta acqua sul pianeta rosso. Addirittura sono stati ossservati i segni tipici lasciati da fiumi, laghi e mari, come solchi, ammassi di fanghi essiccati, letti di fiumi ormai asciutti, ecc. Inoltre, sulle calotte di Marte e’ presente ghiaccio. Queste distese hanno anche una variabilita’ stagionale cosi’ come avviene sulla Terra. Anche oggi ci sono evidenze di acqua in forma liquida, anche se in misura estremamente minore in superificie.

Bene, dunque su Marte c’e’ acqua. Questo significa che c’e’ vita? Assolutamente no. Per dirlo in termini matematici, la presenza di acqua sul pianeta e’ una condizione necessaria per sviluppare determinate forme di vita. Questa condizione non e’ pero’ sufficiente, cioe’ se c’e’ vita c’e’ acqua, ma non e’ vero il viceversa.

A questo punto, non avendo visto nessun marziano salutarci attraverso le telecamere dei rover, dobbiamo cercare qualche altro parametro. In questo caso, quello che possiamo vedere e’ se c’e’ metano in atmosfera.

Perche’ e’ importante la presenza di metano?

Prendiamo come esempio la Terra, dove non credo di dover dimostrare che c’e’ vita. L’atmosfera terrestre e’ molto ricca di metano. Da dove viene? Circa il 90% del metano che troviamo nella nostra atmosfera viene da forme vitali. Che significa? Una frazione viene dalla decomposizione di specie che rilasciano questo gas, mentre gran parte viene prodotto direttamente dal metabolismo di alcuni animali. Come sicuramente saprete, monitorare il metano nella nostra atmosfera e’ molto importante per via dell’effetto serra portato da questo gas. Uno dei contributi maggiori al metano viene dalla digestione delle mucche.

Detto questo, capite bene come la presenza di metano in atmosfera puo’ essere in qualche modo legato alla presenza di vita su un pianeta.

Fin qui ci siamo, ma torneremo su questi discorsi a breve per continuare a portare avanti il nostro ragionamento.

Prima di Curiosity, c’erano delle misure della quantita’ di metano nell’atmosfera di Marte? Certamente si, misure, anche se tra loro abbastanza discordi, venivano da osservazioni con telescopi da Terra e da satelliti in orbita intorno al pianeta rosso. Tra queste, vi erano alcune misurazioni che mostravano dati abbastanza entusiasmanti.

Senza troppi giri di parole, vi mosro un’immagine in falsi colori ottenuta partendo dai dati della sonda Mars Express nel 2004:

 

Metano nell'atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Metano nell’atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Cosa rappresenta? Le diverse colorazioni indicano la concentrazione piu’ o meno alta di metano nell’atmosfera di Marte. Come vedete, seguendo la scala in basso, ci sono dei punti che appaiono molto rossi, cioe’ con concentrazioni anche fino a 30 parti per miliardo (ppb) di metano.

Dunque? Su Marte c’e’ o c’era acqua, su Marte c’e’ metano quindi su Marte c’e’ vita!

Questo ragionamento potrebbe esssere azzardato e scientificamente non corretto. Come detto prima, sempre in termini matematici, avere acqua e’ una condizione necessaria, avere metano e’ una condizione necessaria, avere acqua e metano e’ una condizione necessaria, ma nessuna delle due, neanche simultaneamente, e’ una condizione sifficiente.

Non poter gridare alla scoperta del secolo, non significa non fare ricerca. L’evidenza di questi rilasci in atmosfera meritano di essere studiati in dettaglio per vedere se effettvamente sono sinonimo di vita oppure no.

Detto questo, cosa facciamo? Mandiamo Curiosity a vedere direttamente sulla superficie di Marte. Tra i tanti strumenti, il rover ha a disposizione spettrometri pensati proprio per misurare le concentrazioni di gas in atmosfera.

Cosa troviamo?

Come annunciato in questi giorni, Curiosity non ha trovato le concentrazioni sperata di metano. I valori misurati, ponderati su diverese analisi fatte in periodi diversi dell’anno marziano, hanno mostrato valori massimi intorno a 2 parti per miliardo, cioe’ molto meno di quello che si pensava e che e’ stato mostrato nei dati di Mars Express.

A questo punto, un po’ con l’amaro in bocca, cosa dobbiamo dire?

Molte fonti chiudono il discorso dicendo che non c’e’ vita su Marte, mentre altre si appellano al fatto che ci sono errori nella misura o che la vita c’era in passato.

Per ragionare su queste affermazioni e’ necessario riprendere il discorso metano in atmosfera.

Abbiamo detto che sulla Terra abbiamo una concentrazione di circa 1700 ppb di metano. I dati di Mars explorer mostravano picchi da 10-20 ppb. Confrontate tra loro i due numeri. Come vedete, sono profondamente diversi tra loro. Questo non deve portarvi fuori strada. Come detto prima, sulla Terra ci sono, ad esempio, le mucche, su Marte vi aspettate di trovare al massimo qualche batterio.

E’ vero pero’ che Curiosity sta osservando una frazione molto ristretta della superficie marziana, il cratere Gale. Per quanto esteso, questo campione non e’ rappresentativo di tutto il pianeta. Questa e’ una riflessione ragionevole. Notiamo pero’ che se ci fossero forme di vita batteriche, queste si dovrebbero sparpagliare per tutto il pianeta, non solo in determinati punti specifici. Tra l’altro, il cratere Gale e’ stato scelto per le sue proprieta’, per la presenza in passato di corsi d’acqua, insomma se c’e’ vita, dovrebbe essere anche in questo punto.

Torniamo pero’ ai dati di Mars Explorer. Su questa mappa abbiamo visto dei rilasci molto localizzati di metano, non certo un’atmosfera uniforme. Bene, proprio questa particolarita’, ci porta a pensare che il rilascio potrebbe essere causato da altro, non necessariamente da forme di vita.

Come anticipato, sulla Terra il contributo maggiore al metano in atmosfera viene, in qualche modo, da forme di vita. Queste pero’ non sono le uniche sorgenti di questo gas. Esistono processi geologici in grado di produrre metano e scaricarlo in atmosfera. Si tratta, nel nostro caso, di contributi minori rispetto a quelli delle forme di vita, ma comunque presenti e conosciuti. Se su Marte non c’e’ vita, ci potrebbero pero’ essere fenomeni analoghi, e questo spiegherebbe anche la minor concentrazione di metano in atmosfera. Altra ipotesi possibile e’ che su Marte sia presente “olivina”, un minerale che a contatto con l’acqua produce un altro minerale detto “serpentina”. In questo processo viene emesso metano. Abbiamo prove di questo? Certo, l’olivina e’ molto abbondante su Marte sia in superificie che nel sottosuolo. Perche’ pero’ in punti localizzati? Semplice, perche’ in quei punti ci potrebbero essere ancora serbatoi di acqua che sono andati in contatto con il minerale rilasciando metano.

Altra ipotesi che si sta facendo strada in queste ore e’ che oggi non ci sia vita su Marte, ma che magari ci fosse stata in passato.

Possibile questo? Come abbiamo visto, il metano prodotto in qualche modo arriva in atmosfera. Poi? Se il metano rimanesse stabile per sempre, allora sulla Terra, per fare un esempio, la sua concentrazione in atmosfera dovrebbe aumentare linearmente grazie ai continui apporti dagli esseri viventi. In realta’, il metano ha un tempo di vita abbastanza lungo, ma a causa della radiazione proveniente dal sole, viene scisso formando altri gas. La vita media di una molecola di metano in atmosfera e’ intorno a 300-400 anni.

Attenzione, allora e’ possibile che in passato ci sia stata la vita su Marte ed ora non c’e’ piu’ e anche il metano prodotto e’ scomparso. Questo non e’ del tutto vero dal momento che un organismo vivente produce metano ma anche un organismo in decomposizione produce metano. Inoltre, organismi decomposti nel sottosuolo, formano giacimenti di olii che non sono stai assolutamente osservati su Marte, pensate anche solo alla formazione di petrolio.

Detto questo, Curiosity non ha trovato la quantita’ di metano che ci si aspettava. I valori precedenti osservati, come visto rilasci localizzati, possono essere dovuti a fenomeni di natura geologica, che nulla hanno a che fare con la vita.

E’ altresi’ vero che Curiosity ha fatto le sue misure su una superficie ridotta di Marte e inoltre che si e’ limitata a raccogliere campioni a sua portata, cioe’ fino ad 1 metro di altezza da Terra.

Fatte queste considerazioni, la matassa non e’ ancora sbrogliata del tutto. Fatte salve le misure degli anni precedenti e queste di Curiosity, ci deve essere un processo non biologico che ha prodotto metano in atmosfera. Mi sento quasi di escludere del tutto che i rilasci osservati siano di natura biologica, ma questa e’ una mia considerazione personale.

Come studiare il problema?

Semplice, sono gia’ in fase di studio nuove missioni per Marte. La missione Exomars prevede nel 2016 la messa in orbita intorno al pianeta rosso di un satelite per misurazioni dei gas e nel 2018 due nuovi rover in superficie. Questa missione e’ gestita sia dalla NASA che dalla nostra ESA. Oltre a questo, il contributo italiano a questa missione e’ davvero notevole sia dal punto di vista della ricerca che di componentistica realizzata dalle nostre aziende.

Missioni di questo tipo potrebbero aiutarci a capire meglio l’origine del metano e dare una risposta definitiva sulla presenza o meno di vita su Marte.

Ultimissima considerazione, dire non c’e’ metano e’ equivalente a dire non c’e’ vita? Assolutamente no. Anche qui sulla Terra conosciamo diverse forme batteriche che non producono questo gas nel loro metabolismo. Questo ci fa capire nuovamente che questa non e’ una condicio sine qua non. Anche avere tantissimo metano non significa necessariamente avere vita. Pensate, ad sempio, a Titano, satellite di Saturno. Qui l’atmosfera e’ pregna di metano, ci sono laghi di metano, precipitazioni di metano, eppure, a nessuno verrebbe in mente di cercare la vita su Titano.

Come vedete, il discorso e’ sempre aperto, e, al momento, non possiamo certo escludere o dare per certa una qualche forma di vita su Marte. Le ricerche future potranno aiutarci a meglio comprendere questi aspetti o magari anche solo a capire se in passato si possano essere sviluppate forme di vita su qualche pianeta del Sistema Solare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Oggi a pranzo: hamburger di staminali!

6 Ago

Ragioniamo un attimo sul futuro della civilta’ umana. Cosa potrebbe succedere da qui a pochi anni? Se non mettiamo un freno, l’inquinamento distruggera’ il nostro pianeta. Vero. Poi? La popolazione umana continua a crescere nel tempo. Anche questo e’ vero, ed e’ un problema molto importante da seguire. Inoltre, dobbiamo ragionare su una cosa: oggi come oggi, la percentuale di obesi continua a crescere. Questo e’, anche e purtroppo, un segno dell’aumentato benessere. Se non ci credete, la percentuale di persone sovrappeso sta crescendo a dismisura in quei paesi che una volta chiamavamo “economie emergenti” e che oggi possono considerarsi gia’ belle che emerse.

In questo scenario, nel giro di poco tempo, il cibo che siamo in grado di produrre non sara’ sufficiente a nutrire tutti. Questo non e’ assolutamente un problema da poco e, proprio per questo motivo, molti settori si stanno mobilitando per trovare una soluzione.

Solo poco tempo fa, avevamo parlato della possibilita’, spinta anche dalla FAO, di mangiare insetti:

Addio dieta mediterranea, da oggi insetti!

Come visto, a parte il retaggio culturale che possiamo avere, si tratta di alimenti molto disponibili, ricchi di nutrienti e, a detta di molti “assaggiatori”, dotati anche di un discreto sapore.

Rimanendo in questo ambito, proprio ieri c’e’ stata una dimostrazione molto importante a Londra: e’ stato cucinato e assaggiato il primo hamburger sintetico. Sicuramente, avrete letto la notizia.

Come riportato da molti quotidiani, si e’ riusciti a preparare il primo hamburger fatto in laboratorio. Questa polpetta e’ realizzata mettendo insieme cellule staminali prelevate da mucche e moltiplicate in vitro. Per completezza, si tratta di staminali miosatellitari prelevate dal collo di una mucca e cresciute in una coltura di siero fetale.

In questo modo, nel giro di tre mesi, si sono ottenute piccole palline di tessuto muscolare sintetico che poi sono state messe insieme per formare la polpetta da 140 grammi.

Il primo hamburger sintetico realizzato con cellule staminali

Il primo hamburger sintetico realizzato con cellule staminali

Come anticipato, non solo l’hamburger e’ stato preparato, ma e’ anche stato assaggiato da un gruppo di critici culinari a Londra e l’assaggio e’ stato trasmesso in diretta TV.

Risultato?

Stando a quanto riportato dai giornali, il sapore sarebbe quello della carne, anche se molto meno succulento. Perche’ questo? Biologicamente, il tessuto cosi’ ottenuto e’ tessuto muscolare puro, anche se sintetico. Quando mangiate un pezzo di carne, oltre al muscolo c’e’ il grasso, il sangue, ecc. Proprio la mancanza di queste componenti contribuisce al sapore insipido della carne.

Ad essere sinceri, anche il colore che avete vito nella foto riportata, rosso come la carne, e’ ottenuto con succo di barbabietola, utilizzato per scurire il tessuto altrimenti molto chiaro. Nella preparazione dell’hamburger sono poi state utilizzate spezie per insaporire.

Come avrete letto dai giornali, tra i maggiori finanziatori del progetto c’e’ anche il cofondatore di Google, Sergey Brin. Il costo di questo primo assaggio e’ stato di circa 250000 euro e, come visto, ci sono voluti tre mesi per far ottenre 140 grammi di tessuto muscolare.

Su internet, molti discutono questi numeri, parlando, ovviamente, dell’assoluta follia della ricerca e dell’inutilita’ date queste cifre. Ragioniamo un attimo insieme. Come visto, si tratta della prima prova condotta al mondo. Ovviamente, nell’ottica di una produzione di massa industriale, il costo sarebbe estremamente ridimensionato e la ricerca dovrebbe lavorare per accelerare il processo di accrescimento. Ragionare sui numeri odierni per il futuro e’ completamente fuorviante.

Ragioniamo invece su altri apsetti. Nel cappello introduttivo, parlavamo oltre che di alimentazione, di inquinamento. Bene, ad oggi, gli allevamenti di animali richiedono circa il 30% dei consumi di acqua potabile e mangiano il 70% dell’orzo e del frumento che coltiviamo. Inoltre, come sappiamo bene, le mucche sono responsabili del 39% dei rilasci di metano in atmosfera. Questo gas e’ uno dei piu’ pericolosi per l’effetto serra.

L’hamburger sintetico e’ stato prodotto non uccidendo neanche un animale. Come anticipato, su sapore, tempo, e soldi, ci si dovra’ lavorare molto, ma la strada imboccata e’ senza dubbio molto promettente.

Ovviamente, molti scettici parlano di soluzioni non sicure e di cui non si conosco gli eventuali effetti a lungo termine dell’ingerimento. Anche questo e’ vero, ma stiamo parlando di una fase di ricerca. Nessuno ha detto di andare domani al supermercato e comprare una polpetta di staminali. Stando alle cifre, si prevede che saranno necessari almeno altri 10-15 anni di ricerche per ottenere risultati quasi commercializzabili.

A mio avviso, queste ricerche sono fondamentali per arginare il problema, che al passare degli anni si fara’ sempre piu’ grave, del fabbisogno mondiale di cibo. L’hamburger di staminali potrebbe anche essere un’ottima soluzione per fornire proteine di origine animale nei paesi piu’ poveri.

Avrei anche un’altra cosniderazione, ma su cui mi piacerebbe ascoltare i diretti interessati. Dal momento che l’hamburger e’ prodotto senza uccidere neanche un animale, come si porrebbe un vegetariano di fronte a questa soluzione? Ovviamente, chi meglio di un vegetariano o di un vegano puo’ rispondere a questa domanda!

Concludendo, si e’ riusciti a produrre e assaggiare il primo hamburger sintetico fatto in laboratorio utilizzando cellule staminali. Dal punto di vista del sapore, i risultati non sono stati eccellenti, ma neanche disastrosi, e comunque ci si puo’ lavorare sopra. Ad oggi, sono stati necessari circa 250000 euro per ottenere 140 grammi di carne, cifra ovviamente intesa per la fase prototipale iniziale. Se pensiamo all’aumento della popolazione mondiale, alla crescita della percentuale di obesi e all’inquinamento prodotto dagli allevamenti animali, sicuramente la possibilita’ di produrre carne sintetica in un prossimo futuro, non e’ un’ipotesi da scartare anzi, va sicuramente incentivata e spinta in avanti. Magari, fra 20 anni, entrando in un ristorante invece della distinzione carne/pesce avremo insetti/carne sintetica.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.