Il metano potrebbe essere il primo segno di vita oltre la Terra

Sebbene i processi non biologici possano generare metano, un nuovo studio condotto da scienziati dell'Università di Santa Cruz, in California, stabilisce una serie di circostanze in cui si potrebbe fare un caso convincente per l'attività biologica come fonte di metano nell'atmosfera di un pianeta roccioso.

Il metano è uno dei pochi potenziali segni di vita, o firme biologiche, che potrebbe essere facilmente rilevato con il James Webb Space Telescope (JWST), lanciato dalla NASA a dicembre. «L'ossigeno è spesso definito come una delle migliori firme biologiche, ma probabilmente sarà difficile da rilevare con JWST», ha spiegato Maggie Thompson, studentessa laureata in astronomia e astrofisica presso l'Università della California Santa Cruz (UCSC) e autrice principale del nuovo studio.

Le firme biologiche o gli indicatori di vita sono sostanze, elementi o fenomeni che forniscono prove scientifiche di potenziali segni di vita, sia nel passato che nel presente. Nonostante alcuni studi precedenti sulle firme biologiche del metano, non è stata effettuata una valutazione aggiornata e dedicata delle condizioni planetarie necessarie affinché il metano sia un buon indicatore di vita.

«Volevamo fornire un quadro per interpretare le osservazioni, quindi se vediamo un pianeta roccioso con metano, sappiamo quali altre osservazioni sono necessarie per renderlo una firma biologica persuasiva», ha detto Thompson.

Pubblicato in Proceedings of the National Academy of Sciences, lo studio esamina una varietà di fonti non biologiche di metano e ne valuta il potenziale per mantenere un"atmosfera ricca di metano. Questi includono vulcani; reazioni in ambienti come dorsali oceaniche, fumarole idrotermali e zone di subduzione tettonica; e impatti da comete o asteroidi.

Il caso del metano come segno biologico deriva dalla sua instabilità nell'atmosfera. Poiché le reazioni fotochimiche distruggono il metano atmosferico, deve essere costantemente reintegrato per mantenere livelli elevati. «Se viene rilevata una grande quantità di metano su un pianeta roccioso, di solito è necessaria una fonte enorme per spiegarne la presenza», ha completato il coautore Joshua Krissansen-Totton, anche lui membro dell'UCSC. Sappiamo che l'attività biologica crea grandi quantità di metano sulla Terra, e probabilmente lo ha fatto nelle fasi iniziali perché la produzione di metano è qualcosa di abbastanza facile metabolicamente».

Tuttavia, le fonti non biologiche non potrebbero produrre tanto metano senza generare anche indizi osservabili sulle sue origini. I vulcani degassanti, ad esempio, aggiungerebbero sia metano che monossido di carbonio all'atmosfera, mentre l'attività biologica tende a consumare facilmente monossido di carbonio. I ricercatori hanno scoperto che i processi non biologici non possono facilmente produrre atmosfere planetarie abitabili ricche di metano e anidride carbonica e con poco o nessun monossido di carbonio.

Lo studio ha sottolineato la necessità di considerare l'intero contesto planetario quando si valutano possibili firme biologiche. I ricercatori hanno concluso che per un pianeta roccioso che orbita attorno a una stella simile al Sole, il metano atmosferico è più probabile che sia considerato un forte segno di vita se l'atmosfera contiene anche anidride carbonica, il metano è più abbondante del monossido di carbonio ed estremamente ricco di acqua. le composizioni planetarie possono essere escluse.

«Una molecola non ti darà la risposta, devi tenere conto dell'intero contesto del pianeta», ha avvertito Thompson. «Il metano è un pezzo del puzzle, ma per determinare se c'è vita su un pianeta, devi considerare la sua geochimica, come interagisce con la sua stella e i molti processi che possono influenzare l'atmosfera di un pianeta su scale temporali geologiche».

Lo studio ha considerato una varietà di possibilità di falsi positivi e ha fornito linee guida per la valutazione delle firme biologiche del metano. «Ci sono due cose che potrebbero andare storte: potremmo interpretare male qualcosa come una firma biologica e ottenere un falso positivo, oppure potremmo trascurare qualcosa che è una vera firma biologica», ha avvertito Krissansen-Totton. Con questo documento, volevamo sviluppare un quadro per evitare entrambi i potenziali errori con il metano».

Gli autori affermano che c'è ancora molto lavoro da fare per comprendere appieno qualsiasi futuro rilevamento del metano. «Questo studio si concentra sui falsi positivi più evidenti per il metano come firma biologica», ha concluso Krissansen-Totton. Le atmosfere degli esopianeti rocciosi probabilmente ci sorprenderanno e dovremo essere cauti nelle nostre interpretazioni. Il lavoro futuro dovrebbe cercare di anticipare e quantificare meccanismi più insoliti per la produzione di metano non biologico».

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