Il astrobiologia o esobiologia È una branca della biologia che si occupa dell'origine, della distribuzione e delle dinamiche della vita, nel contesto sia del nostro pianeta che dell'intero universo. Potremmo quindi dire che come scienza l'astrobiologia sta all'universo, ciò che la biologia sta al pianeta Terra.
A causa dell'ampio spettro di azione dell'astrobiologia, altre scienze convergono in essa come: fisica, chimica, astronomia, biologia molecolare, biofisica, biochimica, cosmologia, geologia, matematica, informatica, sociologia, antropologia, archeologia, tra le altre..
L'astrobiologia concepisce la vita come un fenomeno che potrebbe essere "universale". Si occupa dei loro possibili contesti o scenari; i suoi requisiti e le sue condizioni minime; i processi coinvolti; i suoi processi espansivi; tra gli altri argomenti. Non si limita alla vita intelligente, ma esplora ogni possibile tipo di vita.
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La storia dell'astrobiologia risale forse agli inizi dell'umanità come specie e alla sua capacità di interrogarsi sul cosmo e sulla vita sul nostro pianeta. Da lì nascono le prime visioni e spiegazioni che ancora oggi sono presenti nei miti di molti popoli..
La visione aristotelica considerava il Sole, la Luna, il resto dei pianeti e delle stelle, come sfere perfette che orbitavano intorno a noi, formando cerchi concentrici intorno a noi..
Questa visione ha costituito il modello geocentrico dell'universo ed è stata la concezione che ha segnato l'umanità durante il Medioevo. Probabilmente non poteva avere senso, in quel momento, la questione dell'esistenza di "abitanti" al di fuori del nostro pianeta.
Nel Medioevo, Nicolás Copernicus propose il suo modello eliocentrico, che collocava la Terra come un altro pianeta, che ruotava attorno al sole.
Questo approccio ha influenzato profondamente il modo di guardare al resto dell'universo e persino di guardare noi stessi, poiché ci ha messo in un luogo che forse non era così "speciale" come avevamo pensato. Si è quindi aperta la possibilità dell'esistenza di altri pianeti simili al nostro e, con essa, di una vita diversa da quella che conosciamo..
Lo scrittore e filosofo francese Bernard le Bovier de Fontenelle già alla fine del XVII secolo proponeva che la vita potesse esistere su altri pianeti.
A metà del XVIII secolo, molti degli studiosi associati al illuminazione, hanno scritto sulla vita extraterrestre. Persino i principali astronomi dell'epoca come Wright, Kant, Lambert e Herschel, pensavano che i pianeti, le lune e persino le comete potessero essere abitati.
È così che iniziò il XIX secolo con la maggioranza di scienziati accademici, filosofi e teologi, che condividevano la convinzione dell'esistenza della vita extraterrestre su quasi tutti i pianeti. All'epoca questo era considerato un valido presupposto, basato su una crescente comprensione scientifica del cosmo..
Le differenze schiaccianti tra i corpi celesti del sistema solare (per quanto riguarda la loro composizione chimica, atmosfera, gravità, luce e calore), sono state ignorate.
Tuttavia, con l'aumentare della potenza dei telescopi e con l'avvento della spettroscopia, gli astronomi furono in grado di iniziare a comprendere la chimica delle atmosfere planetarie vicine. Pertanto, si potrebbe escludere che i pianeti vicini fossero abitati da organismi simili a quelli terrestri..
L'astrobiologia si concentra sullo studio delle seguenti domande di base:
Da queste domande nascono molte altre domande, tutte relative all'oggetto di studio dell'astrobiologia.
Il pianeta rosso, Marte, è stato l'ultimo baluardo di ipotesi di vita extraterrestre all'interno del sistema solare. L'idea dell'esistenza della vita su questo pianeta, inizialmente proveniva da osservazioni fatte dagli astronomi tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo..
Sostenevano che i segni sulla superficie marziana fossero in realtà canali costruiti da una popolazione di organismi intelligenti. Questi modelli sono ora considerati il prodotto del vento..
Sonde spaziali Marinaio, Esse esemplificano l'era spaziale iniziata alla fine degli anni 50. Quest'era ha reso possibile visualizzare ed esaminare direttamente le superfici planetarie e lunari all'interno del sistema solare; escludendo così rivendicazioni di forme di vita extraterrestri multicellulari e facilmente riconoscibili nel sistema solare.
Nel 1964 la missione della NASA Mariner 4, ha inviato le prime fotografie ravvicinate della superficie marziana, che mostra un pianeta fondamentalmente deserto.
Tuttavia, le successive missioni su Marte e sui pianeti esterni hanno permesso una visione dettagliata di quei corpi e delle loro lune e, soprattutto nel caso di Marte, una comprensione parziale della loro storia primitiva..
In vari contesti extraterrestri, gli scienziati hanno trovato ambienti non dissimili dagli ambienti abitati sulla Terra..
La conclusione più importante di queste prime missioni spaziali è stata la sostituzione di ipotesi speculative con prove chimiche e biologiche, che consente di studiarle e analizzarle oggettivamente..
In primo luogo, i risultati delle missioni Marinaio sostenere l'ipotesi della non esistenza di vita su Marte. Tuttavia, dobbiamo considerare che si cercava la vita macroscopica. Le missioni successive hanno messo in dubbio l'assenza di vita microscopica.
Ad esempio, dei tre esperimenti progettati per rilevare la vita, effettuati dalla sonda di terra della missione Vichingo, due erano positivi e uno negativo.
Nonostante ciò, la maggior parte degli scienziati coinvolti negli esperimenti della sonda Vichingo d'accordo sul fatto che non ci sono prove di vita batterica su Marte e che i risultati sono ufficialmente inconcludenti.
Dopo i controversi risultati lanciati dalle missioni Vichingo, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato la missione nel 2003 Mars Express, progettato specificamente per studi esobiologici e geochimici.
Questa missione includeva una sonda chiamata Beagle 2 (omonimo della nave su cui viaggiava Charles Darwin), progettato per cercare segni di vita sulla superficie superficiale di Marte.
Questa sonda purtroppo ha perso il contatto con la Terra e non ha potuto svolgere la sua missione in modo soddisfacente. Un destino simile ha avuto la sonda della NASA "Mars Polar Lander" nel 1999.
A seguito di questi tentativi falliti, nel maggio 2008, la missione Fenice dalla NASA ha raggiunto Marte, ottenendo risultati straordinari in soli 5 mesi. I suoi principali obiettivi di ricerca erano esobiologici, climatici e geologici.
Questa sonda è stata in grado di dimostrare l'esistenza di:
L'esplorazione di Marte continua ancora oggi, con strumenti robotici ad alta tecnologia. Le missioni di Rovers (MER-A e MER-B), hanno fornito prove impressionanti dell'esistenza di attività dell'acqua su Marte.
Ad esempio, sono state trovate prove dell'esistenza di acqua dolce, sorgenti bollenti, un'atmosfera densa e un ciclo dell'acqua attivo..
Su Marte, è stata ottenuta la prova che alcune rocce sono state modellate in presenza di acqua liquida, come la Jarosite, rilevata dal Rover MER-B (Opportunità), attivo dal 2004 al 2018.
Il Rover MER-A (Curiosità), ha misurato le fluttuazioni stagionali del metano, da sempre correlato all'attività biologica (dati pubblicati nel 2018 sulla rivista Science). Ha anche trovato molecole organiche come tiofene, benzene, toluene, propano e butano..
Sebbene la superficie di Marte sia oggi inospitale, ci sono prove evidenti che in un lontano passato, il clima marziano consentiva all'acqua liquida, ingrediente essenziale per la vita come la conosciamo, di accumularsi sulla superficie..
I dati di Rover MER-A (Curiosità), rivelano che miliardi di anni fa, un lago all'interno del cratere Gale, conteneva tutti gli ingredienti necessari alla vita, inclusi componenti chimici e fonti di energia.
Alcuni ricercatori considerano i meteoriti marziani come buone fonti di informazioni sul pianeta, suggerendo addirittura che contengano molecole organiche naturali e persino microfossili di batteri. Questi approcci sono oggetto di dibattito scientifico.
Questi meteoriti provenienti da Marte sono molto rari e rappresentano gli unici campioni analizzabili direttamente del pianeta rosso..
Una delle ipotesi che favorisce lo studio dei meteoriti (e anche delle comete) è stata chiamata panspermia. Ciò consiste nell'assunzione che in passato sia avvenuta la colonizzazione della Terra, ad opera di microrganismi entrati all'interno di questi meteoriti..
Oggi ci sono anche ipotesi che suggeriscono che l'acqua terrestre provenisse da comete che hanno bombardato il nostro pianeta in passato. Inoltre, si ritiene che queste comete possano aver portato con sé molecole primordiali, che hanno permesso lo sviluppo della vita o addirittura della vita già sviluppata alloggiata al suo interno..
Recentemente, nel settembre 2017, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha completato con successo la missione Rosseta, lanciato nel 2004. Questa missione consisteva nell'esplorazione della cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko con la sonda Philae che lo raggiunse e orbitò, quindi discese. I risultati di questa missione sono ancora allo studio.
Si può dire che la domanda originale che motiva lo studio dell'Aastrobiologia è: siamo soli nell'universo??
Nella sola Via Lattea ci sono centinaia di miliardi di sistemi stellari. Questo fatto, unito all'età dell'universo, suggerisce che la vita dovrebbe essere un fenomeno comune nella nostra galassia..
Intorno a questo argomento è famosa la domanda posta dal fisico premio Nobel Enrico Fermi: “Dove sono tutti?”, Che ha formulato nel contesto di un pranzo, dove si è parlato del fatto che la galassia debba essere piena.
La domanda ha finito per dare origine al paradosso che porta il suo nome e che si afferma come segue:
"La convinzione che l'universo contenga molte civiltà tecnologicamente avanzate, combinata con la nostra mancanza di prove osservative a sostegno di tale visione, è incoerente".
Una possibile risposta al paradosso di Fermi potrebbe essere che le civiltà a cui pensiamo sono effettivamente lì, ma non le abbiamo cercate..
Nel 1960, Frank Drake insieme ad altri astronomi ha avviato un programma di ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI)..
Questo programma ha compiuto sforzi congiunti con la NASA, alla ricerca di segni di vita extraterrestre, come segnali radio e microonde. Le domande su come e dove cercare questi segni hanno portato a grandi progressi in molti rami della scienza..
Nel 1993 il Congresso degli Stati Uniti ha annullato i finanziamenti alla NASA per questo scopo, a causa di idee sbagliate sul significato di ciò che la ricerca implica. Oggi il progetto SETI è finanziato con fondi privati.
Il progetto SETI ha persino generato film di Hollywood, come Contatto, con protagonista l'attrice Jodie Foster e ispirato all'omonimo romanzo scritto dall'astronomo di fama mondiale Carl Sagan.
Frank Drake ha stimato il numero di civiltà con capacità di comunicazione, utilizzando l'espressione che porta il suo nome:
N = R * x fp x ne x fl x fio x fc x L
Dove N rappresenta il numero di civiltà con la capacità di comunicare con la Terra ed è espresso in funzione di altre variabili quali:
Drake ha formulato questa equazione come uno strumento per "dimensionare" il problema, piuttosto che come un elemento per fare stime concrete, poiché molti dei suoi termini sono estremamente difficili da stimare. Tuttavia, vi è consenso sul fatto che il numero che tende a lanciare sia grande.
Va notato che quando è stata formulata l'equazione di Drake, c'erano pochissime prove di pianeti e lune al di fuori del nostro sistema solare (esopianeti). È stato negli anni '90 che sono apparse le prime prove di esopianeti.
Ad esempio, la missione Kepler La NASA, ha rilevato 3.538 esopianeti candidati, di cui almeno 1.000 considerati nella "zona abitabile" del sistema in esame (distanza che consente l'esistenza di acqua liquida).
Uno dei pregi dell'astrobiologia è che ha ispirato, in larga misura, il desiderio di esplorare il nostro pianeta. Ciò con la speranza di comprendere per analogia il funzionamento della vita in altri scenari.
Ad esempio, lo studio delle prese d'aria idrotermali sul fondo dell'oceano ci ha permesso di osservare, per la prima volta, la vita non associata alla fotosintesi. Cioè, questi studi ci hanno mostrato che possono esistere sistemi in cui la vita non dipende dalla luce solare, che era sempre stata considerata un requisito indispensabile..
Questo ci permette di ipotizzare possibili scenari di vita sui pianeti in cui è possibile ottenere acqua liquida, ma sotto spessi strati di ghiaccio, che impedirebbero l'arrivo della luce agli organismi..
Un altro esempio è lo studio delle valli aride dell'Antartide. Lì hanno ottenuto batteri fotosintetici che sopravvivono al riparo all'interno delle rocce (batteri endolitici).
In questo caso la roccia serve sia da appoggio che da protezione dalle avverse condizioni del luogo. Questa strategia è stata rilevata anche nelle saline e nelle sorgenti termali.
La ricerca scientifica della vita extraterrestre finora non ha avuto successo. Ma sta diventando sempre più sofisticato, poiché la ricerca astrobiologica produce nuove conoscenze. Il prossimo decennio di esplorazione astrobiologica vedrà:
Tutti questi progressi aumenteranno senza dubbio la nostra probabilità di trovare la vita su pianeti simili alla Terra. Ma forse la vita extraterrestre non esiste o è così dispersa in tutta la galassia che difficilmente abbiamo la possibilità di trovarla..
Anche se quest'ultimo scenario è vero, la ricerca in astrobiologia amplia sempre più la nostra prospettiva di vita sulla Terra e il suo posto nell'universo..
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