Marte: progetti di colonizzazione in corso

Il sottile strato atmosferico di Marte visibile sull'orizzonte. Imagecredit: Wikimedia Commons

Ecopoiesi è un neologismo che deriva dal greco (οικος, casa  e ποιησις, produzione) e si riferisce al processo che origina un ecosistema.

Robert Haynes coniò questo termine agli inizi degli anni ’90 iniziando il dibattito sul terraforming dei pianeti extraterrestri. L’ecopoiesi è una sorta di ingegneria planetaria che prepara il terreno, un primo stadio della terraformazione vera e propria, in cui si sfruttano eserciti microscopici, estremisti ambientali e straordinari genieri che si occupano di creare le condizioni primordiali per una successiva sostenibilità delle forme di vita superiori.

Da allora, non sono stati fatti grandissimi passi avanti, se non sul piano teorico,  ma almeno si è arrivati ad una conclusione poco discutibile: i cianobatteri, gli antichi microorganismi fotosintetici che contribuirono a rendere la Terra abitabile 2,5 miliardi di anni fa, colonizzando praticamente ogni più piccolo anfratto del nostro pianeta, possono fare la differenza.

Di recente si è dimostrato come cianobatteri e altri organismi unicellulari  estremofili possano sopravvivere al vuoto spinto (sulla piattaforma europea BIOPAN e presso la piattaforma EXPOSE della Stazione Spaziale Internazionale).  Solo i raggi cosmici della bassa orbita terrestre rappresentano una minaccia potenzialmente letale per questi organismi super-resistenti.

Charles Cockell, un geomicrobiologo britannico afferma che nonostante sia ben nota la loro resistenza alle condizioni estreme, rimane ancora sorprendente la loro capacità di tollerare anche il vuoto. Fortunatamente, i cianobatteri non dovranno affrontare condizioni così proibitive su Marte.

Oggi lo sfruttamento dei batteri per l’estrazione mineraria è conclamato, oltre il 25% della produzione mondiale di rame proviene da sistemi biotecnologici. Il thiobacillus ferroxidans e il thiobacillus thiooxidans ossidano il solfuro di rame (insolubile) estratto e lo trasformano in solfato (solubile), ottenendo energia per le loro funzioni vitali. Questo sistema consente un notevole risparmio di energia rispetto all’estrazione tradizionale (fino al 30%) e non libera gas nocivi nell’atmosfera.

E’ ipotizzabile che i batteri potrebbero svolgere una funzione simile su altri pianeti per riorganizzare o processare le risorse, e a questo proposito Cockell e Karen Olsson-Francis hanno testato la compatibilità di diversi tipi di cianobatteri con rocce provenienti dalla Luna e da Marte per uno studio approfondito pubblicato nel numero di agosto del Journal Planetary and Space Science.

Anabaena cylindrica, resistentissima. Imagecredit: Univ. of Texas

Dagli esiti di questa ricerca emerge come l’Anabaena cylindrica spicchi sugli altri candidati per la compatibilità con i diversi tipi di rocce testate, comprese quelle con maggior e minor contenuto di silice. Inoltre l’alga verde-azzurra è sopravvissuta fino a 28 giorni all’esposizione di condizioni di aridità tipiche dello scenario marziano.

Il contenuto di silice nella roccia è risultato un discriminante importante per i tassi di crescita di tutti i tipi di cianobatteri – la riolite (un minerale ad elevato contenuto di silice) ha rallentato la crescita in modo significativo, arrivando a ostacolare anche la capacità dei microbi di metabolizzare le rocce, rilasciando elementi utili o sostanze nutritive.

Cockell ha sottolineato l’esistenza di altri sistemi per aiutare i microorganismi nell’apertura di questa nuova frontiera, pubblicando un paper nel numero di agosto di Trends in Microbiology.

Alcuni batteri possono produrre ferro riducendolo da minerali come pirite,  ma anche generare acido solforico per corrodere ancora più a fondo le rocce. Un batterio acidofilo ferro-ossidante, ha dimostrato di essere in grado di utilizzare materiale dal meteorite Murchison, secondo uno studio del 2009 di Gronstal e colleghi.

I batteri potrebbero anche contribuire ad affrontare il problema della polvere lunare o delle tempeste di polvere marziana, che rappresentano  una seria minaccia per gli esseri umani e robot erranti. Uno studio del 2008 di Liu e collaboratori ha dimostrato come l’inseminazione artificiale delle sabbie del deserto della Mongolia interna con cianobatteri, riesca a creare una crosta dura entro  un paio di settimane. Tali croste riescono a resistere anche a raffiche di vento con velocità di 10 m/s.

Esoingegneria. Imagecedit: Trends in Microbiology.

I ricercatori hanno anche iniziato a testare le celle a combustibile microbiche che potrebbero un giorno contribuire a produrre metano e idrogeno da anidride carbonica e acqua sulla superficie di Marte. Per ora possiamo però limitarci a ipotizzare progetti come bioreattori o strutture similari, tecniche di geoingegneria avanzata per aumentare la temperatura del pianeta a un livello più accomodante, ispessire l’atmosfera e ridurre la quantità di radiazioni ultraviolette e raggi cosmici che raggiungono la superficie.

Gli scienziati rimangono tuttavia ancora molto cauti sulla possibilità che i batteri possano rendere abitabile Marte nell’immediato futuro. La terraformazione è difficile perché si sta cercando di cambiare le condizioni planetarie in tempi geologicamente brevissimi, un processo che ha richiesto centinaia di milioni di anni qui sulla Terra.

Questo non significa però che gli esseri umani non  riescano ad escogitare una serie di soluzioni per riprodurre super-organismi in grado di superare i numerosi problemi logistici, anche se l’interesse resta focalizzato sull’applicazione pratica (anche qui sulla Terra) della capacità estrattiva e di sintesi di risorse, continuando a testare le affinità batteriche elettive per l’ampia varietà di rocce extraterrestri a disposizione.

Altre interessanti possibilità derivano dalle attitudini simbiotiche, la vincente collaborazione tra diverse specie di microorganismi per  migliorare prestazioni e resistenze agli ambienti estremi.

Un campo sterminato e praticamente inesplorato che promette incredibili sviluppi, e che corrobora le intuizioni di Stephen Hawking, il quale ammonisce di affrettarsi nel trovare le soluzioni idonee per evitare che «l’umanità non metta tutte le sue uova in un solo paniere, nè su un solo pianeta».

Fonte: Astrobio.net, By Jeremy Hsu via PhysOrg

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1.03.01