Microbi possibili nella Fossa delle Marianne: un indizio della vita che potrebbe ospitare Europa, la luna di Giove

Quando gli scienziati cercano la vita negli angoli più inospitali della Terra – in sorgenti calde acide, camere sotterranee soffocanti o rocce centomillenarie sotto il fondo del mare – di solito trovano microrganismi adattati a questi ambienti estremi. Ora, un’indagine della spedizione DEEPSEA CHALLENGE sul fondo della Fossa delle Marianne suggerisce che i domini più profondi dell’oceano possono ospitare popolazioni di organismi diversi.

Durante l’esplorazione del Siren’s Deep con un veicolo robotico, gli scienziati della spedizione hanno scoperto ciò che credono essere la prova di una comunità microbica aggrappata alle rocce. Microbi e organismi più grandi, come gli anfipodi, erano già stati scoperti nel fango della Fossa delle Marianne. Tuttavia, a differenza di altri esseri viventi in questo regno sul fondo del mare (che sussistono su “neve marina” da organismi morti e detriti che cadono sul fondo del mare), questi microbi sembrano nutrirsi di sostanze chimiche prodotte quando le rocce sul fondo dell’oceano reagiscono con l’acqua. Il team ha riportato la loro scoperta sulla rivista Deep-Sea Research I.

Poiché non si basano su esseri viventi che nuotano a profondità minori, queste stuoie verdi e pelose attaccate agli affioramenti rocciosi potrebbero offrire indizi sul tipo di forme di vita extraterrestri che potrebbero sopravvivere sul fondo dell’oceano delle lune del sistema solare esterno, come Europa di Giove e Encelado di Saturno.

“Ci facciamo un’idea di come la vita potrebbe esistere a miliardi di chilometri da noi in questo momento. Potremmo anche avere un assaggio del passato, dell’alba della vita stessa”, scrive via e-mail il coautore dello studio James Cameron, regista ed esploratore del National Geographic.

I microbi sono probabilmente la comunità chemiosintetica più profonda mai scoperta, nutrendosi di molecole emesse da processi geologici più di 10.000 metri sotto il livello del mare. “La scoperta di questo ecosistema microbico putativo che prospera sulla chemiosintesi nella regione più profonda, buia e pressurizzata del nostro oceano fornisce una guida per la possibile abitabilità nell’oceano di Europa”, dice Kevin Hand, un astrobiologo della NASA, esploratore del National Geographic e autore principale del nuovo studio.

Hand e altri esperti avvertono, tuttavia, che la scoperta, basata su immagini del fondo marino e campioni di acqua e sedimenti, deve essere confermata con un campione di questo materiale fibroso.

“Non hanno effettivamente ottenuto un campione del tappeto”, dice Jenn Macalady, un microbiologo della Pennsylvania State University che ha osservato comunità microbiche dall’aspetto simile nelle grotte sottomarine, ma non era coinvolto nel nuovo studio. Eppure, dice che è molto probabile che queste stuoie siano vive.

“Ho visto cose dall’aspetto molto simile in molti posti bui sottoterra. Assomiglia molto a quello che ho osservato nelle grotte allagate dei Caraibi”, dice.

Un viaggio in fondo al mare

La Fossa delle Marianne, vicino a Guam nell’Oceano Pacifico occidentale, è una voragine curvilinea nel filone tettonico dove la gigantesca placca del Pacifico affonda sotto quella delle Marianne. La fossa è così profonda che se ci si dovesse immergere l’Everest, la sua cima sarebbe profonda più di 1.600 metri. Qualsiasi cosa sopravviva nella zona deve sopportare l’oscurità perpetua, temperature appena sopra il congelamento e pressioni più di mille volte quelle della superficie terrestre.

Hand e Cameron si sono addentrati nelle acque della Fossa delle Marianne nel 2012 durante una spedizione finanziata dal National Geographic. Durante quel viaggio, Cameron fece la prima immersione in solitaria nella parte più profonda della fossa, Challenger Deep. Sul fondo, a 10.916 metri sotto il livello del mare, ha incontrato un paesaggio marino insipido dominato da sedimenti beige e pochi segni di vita.

“Non abbiamo scoperto molta vita di dimensioni visibili sul fondo del Challenger Deep”, dice Cameron. Più tardi, durante la stessa spedizione, il team ha inviato un lander telecomandato delle dimensioni di una cabina telefonica nel Siren Chasm, una parte vicina della trincea con una profondità di 10 677 metri. Hanno scelto questa posizione (la terza più profonda dell’oceano) perché è sismicamente attiva, può avere attività vulcanica, ed è probabile che sia più ricca di nutrienti rispetto ad altre parti della fossa a causa delle correnti oceaniche.

Insieme, queste qualità suggeriscono che il Mermaid Deep può ospitare “una presenza biologica più vigorosa di altre aree della Fossa delle Marianne”, dice Patricia Fryer dell’Università delle Hawaii, un co-autore del nuovo studio che ha studiato questa parte della fossa in profondità.

Reazioni chimiche in profondità

Le telecamere del lander, che hanno finito per atterrare su un pendio, hanno rivelato il primo esempio di qualcosa di diverso dai sedimenti torbidi vicino al fondo della trincea. Un mucchio di rocce – un affioramento che sporge dal sedimento o un mucchio di detriti staccati da una scogliera – ha salutato il lander. Qualunque cosa fosse, le rocce sono state probabilmente forgiate nella fornace del mantello terrestre e spinte verso l’alto dal movimento della crosta.

“Fino a questa immersione, non avevamo alcuna indicazione di rocce native (affioramenti o blocchi di pendenza) a quella profondità”, dice Hand. “È importante perché vogliamo capire il contesto geologico e geochimico di ciò che potrebbe aiutare qualsiasi ecosistema microbico esistente laggiù a sopravvivere.”

Senza accesso alla luce del sole per fotosintetizzare, i microbi hanno due modi per tirare avanti. “Possono essere riciclatori e consumare cibo già pronto” – per esempio, cibo caduto da acque illuminate vicino alla superficie – “o vivere di rocce e materiale disciolto nell’acqua”, dice Macalady.

Il primo tipo di microbo fu scoperto decenni fa nella Fossa delle Marianne. Ma il nuovo studio fornisce la prova dell’altro tipo di vita, quella che nasce da reazioni chimiche nelle rocce.

Nelle grotte e in altri angoli bui del pianeta dove le rocce ricche di magnesio e ferro entrano in contatto con l’acqua salata, una reazione chimica chiamata serpentinizzazione ha dimostrato di sostenere metabolismi microbici. La reazione produce una piccola quantità di calore e genera composti come metano e idrogeno di cui i metabolismi microbici possono nutrirsi.

“Le comunità batteriche che vivono di serpentinizzazione sono tutta un’altra cosa e sono in grado di esistere dove la vita che si basa sulla luce del sole non può”, spiega Cameron.

Il team ha trovato chiare prove di serpentinizzazione nelle rocce del Mermaid Deep, sia nella composizione chimica dell’acqua marina che nelle alterazioni visibili delle rocce stesse. Così, il sito sembra avere il combustibile di cui hanno bisogno i microbi chemiosintetici. E anche se le pressioni in questa parte dell’oceano sono abbastanza alte da schiacciare un sottomarino militare, i microbi sono così piccoli che “non gliene frega niente” di queste forze estreme, dice Penelope Boston, un astrobiologo del NASA Ames Research Center che non è stato coinvolto nello studio.

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