L’acqua può nascere nelle profondità della Terra: la scoperta che cambia la ricerca della vita

Abbiamo a lungo immaginato l’acqua delle profondità terrestri come una presenza antica, trascinata nel sottosuolo dalle rocce e custodita per milioni di anni nella crosta e nel mantello. A quanto pare non è così. Perché c’è una nuova scoperta, con implicazioni sulla genesi dei magmi, sulla sismicità e persino sulla ricerca di vita extraterrestre, che suggerisce uno scenario diverso: l’acqua, laggiù, può anche formarsi. L’incontro tra idrogeno molecolare e minerali privi d’acqua è infatti capace di generare nuove molecole di H₂O, modificando la chimica e il comportamento delle rocce. Una reazione semplice, ma dalle conseguenze profonde: può contribuire a sostenere ecosistemi microbici nascosti e ampliare i luoghi nei quali cercare la vita. Presentata attraverso uno studio su Science Advances, la nuova evidenza - spiega a Green&Blue Alberto Vitale Brovarone, professore al Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell'Università di Bologna e primo autore dello studio – “mette in discussione una parte consistente degli attuali modelli sul ciclo geologico dell’acqua nelle profondità della Terra, che si basano le teorie sul funzionamento dinamico del pianeta e sulla sua abitabilità negli ultimi 4 miliardi di anni”. Con risvolti dal potenziale elevatissimo, anche in tempi di climate change e siccità: “Del resto alla vita serve acqua, e qualunque processo possa metterla a disposizione della vita può essere fondamentale”, annota Brovarone.

Tutto nasce nelle Alpi piemontesi

Ma come è nato il dubbio che l’idrogeno molecolare (H₂) possa reagire con alcuni minerali per produrre molecole d’acqua? “Ce lo hanno fatto capire dei campioni naturali raccolti nelle Alpi piemontesi. – spiega il ricercatore - Dalle analisi delle isotopiche di alcuni minerali formatisi a grandi profondità nel passato della Terra, abbiamo capito che qualcosa non tornava applicando le interpretazioni classiche. È bastato scrivere delle semplici reazioni per capire che quei minerali avevano reagito con idrogeno molecolare per formare acqua. La cosa stupefacente – aggiunge - è che quelle reazioni sono talmente ovvie da essere state scritte molte volte nel passato, ma senza porre attenzione sulla formazione di acqua. Abitare su un pianeta blu ci fa spesso dare per scontato che l’acqua sia sempre a disposizione nei processi geologici, ma non è così. Queste rocce ci hanno fatto capire che l’acqua si può formare anche da minerali inizialmente privi di acqua attraverso semplici reazioni”.Non mancano risvolti intriganti per la vita in condizioni apparentemente inospitali. “Sì, perché la produzione di quantità anche minime di molecole d'acqua da reazioni di questo tipo può influenzare profondamente le proprietà chimiche e fisiche delle rocce e dei fluidi della crosta e del mantello, e queste reazioni chimiche potrebbero persino garantire la presenza comunità microbiche a grandi profondità all'interno della crosta terrestre", spiega Brovarone.E ancora: gli studiosi (con l’università di Bologna hanno preso parte allo studio coautori come Simone Tumiati dell’Università degli Studi di Milano, Fabrizio Nestola dell’Università di Padova e Donato Giovannelli dell’Università Federico II di Napoli, insieme a un team internazionale da Francia, Stati Uniti, Germania e dall’Agenzia Spaziale Europea) sottolineano che il fenomeno messo in luce - la conversione dell’idrogeno molecolare in acqua all’interno di contesti geologici inizialmente anidri - può permettere di abbassare il punto di fusione delle rocce profonde, generando così magma. Così come la formazione di acqua libera all’interno della Terra può modificare le proprietà meccaniche delle rocce, facilitandone la deformazione e quindi i processi associati all'attività sismica.

Microbi ovunque. Anche lontano dalla Terra?

C’è, ancora, la questione legata alla vita extraterrestre. Già, perché reazioni simili a quelle osservate potrebbero suggerire la presenza di minerali idratati - cioè contenenti acqua - anche su altri corpi celesti. E la produzione di acqua in profondità potrebbe estendere in modo significativo l'area in cui cercare forme di vita extraterrestri.“Negli ultimi trent’anni abbiamo scoperto che il sottosuolo terrestre ospita il più grande ecosistema del pianeta, una biosfera profonda che si estende per chilometri sotto i nostri piedi e contiene una frazione significativa della biomassa terrestre. – spiega Donato Giovannelli, co-autore dello studio - Questo lavoro suggerisce che l’acqua necessaria a sostenere la vita potrebbe essere prodotta direttamente nelle profondità della Terra attraverso processi geologici, ampliando ulteriormente i limiti teorici di questo ecosistema e i luoghi in cui possiamo aspettarci di trovare comunità microbiche attive”.

“La vita non si adatta al pianeta, ma ne condivide l’evoluzione”

“Abbiamo ancora tanto da imparare sui processi che regolano la vita nel nostro Pianeta. – annota Brovarone - Le scienze geologiche hanno sviluppato una conoscenza molto avanzata su cosa avvenga a profondità irraggiungibili all’interno della Terra. Pensare a quanto abbiamo capito osservandola dalla superficie è stupefacente e mi dispiaccio del fatto che questa conoscenza non sia sufficientemente diffusa tra la popolazione. E il dispiacere è ancora più grande quando pensiamo a quanto ancora abbiamo da scoprire e quanto ci sia bisogno di menti brillanti per coltivare questa conoscenza. In questo momento storico, sempre di più, le relazioni tra geologia e vita sono al centro degli sviluppi scientifici internazionali. Il nostro è un pianeta la cui direzione evolutiva è profondamente legata alla vita, da miliardi di anni e fino a centinaia di chilometri di profondità. Questo ormai lo conosciamo: il compito per il futuro è capire come questo sia avvenuto”.

“Questa scoperta – commenta Donato Giovannelli - rafforza un’idea che sta emergendo con sempre maggiore forza nelle scienze della Terra: la vita non si limita ad adattarsi al pianeta, ma ne condivide l’evoluzione. La produzione di acqua nelle profondità terrestri rappresenta un nuovo tassello di quel dialogo continuo tra geologia e biologia che da miliardi di anni modella l’abitabilità della Terra e, potenzialmente, di altri mondi.