CURIOSITY: LE MOLECOLE ORGANICHE TROVATE SU MARTE CHE HANNO SORPRESO LA NASA
Curiosity continua a sorprendere gli scienziati della NASA dopo la scoperta di molecole organiche su Marte. Il rover sta aiutando i ricercatori a capire se il pianeta rosso abbia avuto condizioni adatte alla vita.
TECNOLOGIA
Una piccola quantità di roccia perforata su Marte nel 2013 continua a produrre risultati scientifici oltre dieci anni dopo. Il campione, chiamato Cumberland, è stato raccolto dal rover Curiosity nel cratere Gale e ha rivelato molecole contenenti carbonio sempre più grandi e complesse.
Le analisi effettuate tra il 2015 e il 2026 hanno mostrato che l’antico Marte possedeva acqua liquida, minerali argillosi, elementi chimici essenziali e materia organica capace di conservarsi per miliardi di anni.
La NASA non ha trovato batteri, fossili o cellule. Le scoperte indicano però che la chimica marziana era molto più ricca di quanto si pensasse e mantengono aperta una domanda fondamentale: quei composti furono prodotti soltanto da processi geologici oppure anche da un’antica forma di vita?
CHE COSA SONO LE MOLECOLE ORGANICHE
Nel linguaggio comune, la parola “organico” viene spesso associata direttamente alla vita. In chimica indica invece una vasta categoria di composti basati soprattutto sul carbonio, frequentemente legato a idrogeno, ossigeno, azoto o zolfo.
Tutte le forme di vita conosciute utilizzano molecole organiche, ma queste sostanze possono formarsi anche senza organismi. Reazioni tra acqua, rocce e gas, attività idrotermale, meteoriti, comete e polvere interplanetaria possono produrre o trasportare composti contenenti carbonio.
Per questo trovare materia organica su Marte è scientificamente importante, ma non rappresenta automaticamente una prova biologica. Permette soprattutto di ricostruire quali ingredienti chimici fossero disponibili quando il pianeta possedeva laghi, fiumi e condizioni ambientali molto differenti da quelle attuali.
Curiosity venne inviato proprio per verificare se alcuni luoghi marziani fossero stati abitabili, cioè potenzialmente compatibili con microrganismi. Abitabile, però, non significa necessariamente abitato.
COME CURIOSITY ANALIZZA LE ROCCE MARZIANE
Il rover atterrò nel cratere Gale nell’agosto 2012. Uno dei suoi strumenti principali è SAM, acronimo di Sample Analysis at Mars, un laboratorio miniaturizzato installato all’interno del veicolo.
Curiosity utilizza il braccio robotico per perforare una roccia e trasferire una piccola quantità di polvere nel laboratorio. Il campione viene riscaldato e i gas liberati vengono esaminati mediante gascromatografia, spettrometria di massa e spettroscopia laser.
Questo procedimento consente di riconoscere molti composti, ma introduce una difficoltà: il calore può spezzare le molecole più grandi. Gli strumenti possono quindi rilevare frammenti dai quali gli scienziati devono ricostruire la sostanza originaria.
Il 19 maggio 2013 Curiosity perforò Cumberland nella zona di Yellowknife Bay. Si trattava di una mudstone, una roccia sedimentaria a grana fine formatasi più di 3,5 miliardi di anni fa sul fondo di un antico lago.
Il campione conteneva argille, zolfo, nitrati e altri elementi importanti per l’abitabilità. Le argille sono particolarmente utili perché possono intrappolare e proteggere la materia organica dalle radiazioni e dalle sostanze ossidanti presenti sulla superficie marziana.
DALLE PRIME MOLECOLE ALL’ANNUNCIO DEL 2018
Tra il 2014 e il 2015 gli scienziati esclusero diverse possibili contaminazioni terrestri e confermarono la presenza di composti organici originari delle rocce marziane. Uno dei primi segnali fu il clorobenzene, probabilmente prodotto durante il riscaldamento da precursori più complessi presenti nel campione.
Nel giugno 2018 la NASA annunciò risultati ancora più ampi. Curiosity aveva individuato materiale organico in rocce sedimentarie vecchie di circa tre miliardi di anni, raccolte in differenti zone del cratere Gale.
SAM rilevò frammenti associati a tiofeni, benzene, toluene e piccole catene di carbonio. Alcuni composti contenevano zolfo, elemento che potrebbe averli protetti dalla degradazione per tempi estremamente lunghi.
La concentrazione era di almeno una decina di parti per milione: modesta rispetto a molti sedimenti terrestri, ma circa cento volte superiore alle precedenti misurazioni effettuate sulla superficie di Marte.
Nello stesso periodo Curiosity osservò variazioni stagionali del metano atmosferico nel cratere Gale. I livelli tendevano ad aumentare durante l’estate marziana e diminuire in inverno, con alcuni picchi improvvisi.
Sulla Terra gran parte del metano è biologica, ma il gas può essere prodotto anche da reazioni geologiche. Inoltre, il Trace Gas Orbiter europeo non ha rilevato nell’atmosfera superiore quantità compatibili con le misurazioni locali di Curiosity. Il comportamento del metano marziano rimane quindi irrisolto e deve essere considerato separatamente dalle molecole conservate nelle rocce.
NEL 2025 LE CATENE ORGANICHE PIÙ LUNGHE
Nel marzo 2025 una nuova analisi della polvere di Cumberland rivelò decano, undecano e dodecano, composti formati rispettivamente da dieci, undici e dodici atomi di carbonio.
Erano le molecole organiche con le catene più lunghe mai rilevate direttamente sulla superficie di Marte. L’esperimento era stato progettato soprattutto per cercare amminoacidi, che non vennero trovati, ma gli idrocarburi risultarono ancora più interessanti del previsto.
Gli scienziati ipotizzarono che fossero frammenti prodotti dal riscaldamento di acidi grassi più grandi, come l’acido undecanoico, dodecanoico e tridecanoico. Test effettuati sulla Terra con argille simili a quelle marziane mostrarono che il trattamento poteva effettivamente produrre gli stessi frammenti.
Gli acidi grassi sono componenti importanti delle membrane cellulari terrestri, ma possono formarsi anche attraverso reazioni non biologiche, per esempio in sistemi idrotermali.
La scoperta non provò quindi l’esistenza della vita. Dimostrò però che molecole relativamente grandi potevano essersi formate su Marte e lasciare tracce riconoscibili dopo miliardi di anni di radiazioni e trasformazioni geologiche.
MARY ANNING 3 E LA PIÙ GRANDE VARIETÀ DI COMPOSTI
Un altro aggiornamento del 2026 riguarda Mary Anning 3, un campione perforato nel 2020 in una zona argillosa di Mount Sharp.
SAM vi ha identificato 21 molecole contenenti carbonio. Sette non erano mai state rilevate prima direttamente sulla superficie marziana, rendendo il campione la più diversificata raccolta di composti organici analizzata su Marte.
Tra le sostanze più interessanti figuravano un anello contenente carbonio e azoto e il benzotiofene, composto basato su carbonio e zolfo già osservato anche in alcuni meteoriti.
L’analisi utilizzò TMAH, un reagente liquido capace di liberare frammenti da molecole più grandi e da materiale legato ai minerali. Esperimenti condotti con il meteorite Murchison indicarono che alcune sostanze rilevate potevano provenire dalla rottura di composti ancora più complessi.
Cumberland e Mary Anning 3 stabiliscono quindi due record differenti: il primo contiene le catene organiche più lunghe rilevate direttamente su Marte, mentre il secondo presenta la maggiore varietà di molecole trovata in un singolo campione.
Nessuno dei due dimostra che il cratere Gale fosse abitato. Mostrano però che l’antico ambiente possedeva acqua, carbonio, argille, azoto, zolfo e fonti di energia chimica.
Per determinare definitivamente l’origine dei composti sarebbero necessarie analisi ancora più precise su isotopi, strutture tridimensionali e associazioni tra molecole e minerali, difficili da eseguire con un laboratorio miniaturizzato.
Curiosity non ha trovato la vita su Marte. Ha però dimostrato che, negli antichi laghi del pianeta, esistevano gli ingredienti e la complessità chimica necessari per rendere quella possibilità scientificamente credibile.
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FONTI
NASA
NASA Science
NASA Astrobiology
NASA Goddard Space Flight Center
Jet Propulsion Laboratory
European Space Agency
Proceedings of the National Academy of Sciences
Nature Communications
Astrobiology
Science
Journal of Geophysical Research: Planets
QUANTA MATERIA ESISTEVA NELLA ROCCIA ORIGINALE
Le sostanze rilevate oggi erano presenti in concentrazioni estremamente basse, nell’ordine di alcune decine di parti per miliardo. Questo valore, però, non corrisponde necessariamente alla quantità originaria.
Cumberland sarebbe rimasta esposta vicino alla superficie per circa 80 milioni di anni. Durante questo periodo le radiazioni cosmiche avrebbero distrutto gran parte delle molecole organiche.
Nel 2026 alcuni ricercatori hanno combinato esperimenti di radiolisi, dati di Curiosity e modelli matematici per stimare la concentrazione precedente all’esposizione. Secondo i calcoli, la roccia avrebbe potuto contenere tra 120 e 7.700 parti per milione di alcani a lunga catena o dei loro precursori.
Meteoriti, polvere interplanetaria e un’ipotetica foschia organica nell’antica atmosfera non sembravano spiegare facilmente, da soli, quantità così elevate.
Questo non elimina le spiegazioni geologiche. Composti simili potrebbero essere stati prodotti in sistemi idrotermali e successivamente trasportati nell’antico lago. Lo studio rende ragionevole considerare anche un’origine biologica, ma dipende da modelli sulla degradazione, sulla storia della roccia e sui processi avvenuti miliardi di anni fa.
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