Azoto marziano nel forno di SAM

Il rover Curiosity guarda verso il cratere Gale e il Monte Sharp. Foto scattata nel sol 548. Credit: NASA/JPL-Caltech/Ken Kremer- kenkremer.com/Marco Di Lorenzo

Per fare una buona torta è indispensabile avere la ricetta con gli ingredienti ben dosati e un forno alla temperatura giusta. Qualcosa di simile – ma alla rovescia – accade su Marte, quando SAM entra in azione. Lui non è un cuoco, ma lo strumento a bordo del rover Curiosity che dal 2012 sta esplorando la superficie di Marte. SAM (Sample Analysis at Mars) ospita un complesso sistema automatizzato e miniaturizzato che riesce ad analizzare con estrema precisione di cosa è composto il materiale che proviene dal terreno e dalle rocce del Pianeta rosso, raccolto dal braccio robotico o dal trapano di Curiosity. Questo microlaboratorio di analisi usa il piccolo ma potente forno di cui è dotato, non per produrre pietanze da proporre a fantomatici clienti marziani ma per ricavare gli elementi e i composti di cui sono fatti i campioni che ingurgita. In pratica, ‘cuocendoli’ a temperature fino a 1.000 gradi celsius riesce a risalire, con una precisione da far impallidire quella delle bilance digitali nelle nostre case, alla loro ricetta: ingredienti (ovvero i composti chimici) e relative proporzioni . Dopo numerosi cicli di lavoro, quando SAM ha inviato gli ultimi dati della sua attività qui sulla Terra, ha fatto saltare sulla sedia i ricercatori del Goddard Space Flight Center della NASA. Monossido di azoto (ovvero una molecola che vede legati insieme un atomo di azoto e uno di ossigeno) è stato infatti rinvenuto in tre campioni: uno proveniente da polvere e sabbie del sito Rocknest e due da trapanazioni dai siti John Klein e Cumberland, entrambi nella Yellowknife Bay.

L’interesse per questa scoperta è legato al fatto che la molecola di monossido di azoto (NO) potrebbe derivare dalla decomposizione indotta da riscaldamento di un gruppo chimico più complesso, ovvero il nitrato (formato da un atomo di azoto e tre di ossigeno, NO₃). E i nitrati sono composti che contengono azoto in una forma che può essere utilizzata dagli organismi viventi. L’azoto è essenziale per tutte le forme di vita conosciute, in quanto è presente in strutture molecolari più complesse come il DNA e l’RNA, che codificano le istruzioni genetiche per la vita, o nelle proteine. Tuttavia, la sola presenza di azoto non garantisce che composti e processi biologici poi si sviluppino concretamente. Sappiamo già che nella pur tenue atmosfera di Marte l’azoto è presente in forma gassosa (due atomi legati tra loro, N₂) che è piuttosto inerte e interagisce poco con le altre molecole. Per diventare più ‘utili’, gli atomi di azoto devono essere separati e quindi fissati in gruppi chimici più reattivi, proprio come i nitrati, che giocano un ruolo decisivo nelle  reazioni chimiche di tipo biologico. Questa trasformazione, sulla Terra, viene realizzata da alcuni organismi che sono in grado di fissare l’azoto atmosferico, un processo fondamentale per l’attività metabolica degli esseri viventi. Ma non solo: piccole quantità di azoto sono fissate, ad esempio, anche da eventi energetici come i fulmini.

L’equazione “monossido di azoto = vita su Marte” acquista dunque forza, ma gli esperti sottolineano che non abbiamo ancora le prove definitive che le molecole trovate da SAM siano state prodotte da fenomeni biologici, specie in tempi recenti: la superficie di Marte è oggi del tutto inospitale per le forme di vita conosciute. Il team di scienziati che ha analizzato questi risultati ritiene invece che la presenza di nitrati sul Pianeta rosso abbia un’origine antica, probabilmente dovuta a processi di natura non biologica, come gli impatti di meteoriti e fulmini avvenuti in un lontano passato di Marte. Per togliere ogni dubbio sui risultati, gli scienziati hanno considerato anche una ulteriore spiegazione della presenza di composti azotati nei risultati delle analisi di SAM, decisamente meno affascinante. Che cioè queste molecole potessero il prodotto di effetti secondari dovuti al fortissimo riscaldamento di alcuni materiali presenti nel piccolo forno di SAM. Ipotesi però verificata e scartata dai ricercatori NASA, secondo i quali la quantità di monossido di azoto presente nei campioni analizzati sarebbe, anche nel peggiore dei casi possibili, più del doppio di quello ‘fasullo’ generato direttamente da SAM. I nitrati dunque sembrano esserci davvero su Marte. La loro origine, soprattutto biologica, è però ancora tutta da confermare.

Per saperne di più:

• l’articolo Evidence for indigenous nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars di Jennifer C. Stern et al., pubblicato on line sul sito della rivista Proceedings of the National Academy of Sciences

Fonte: Media INAF | Scritto da Marco Galliani