Per molti miliardi di anni, la vita sulla Terra è stata ben mimetizzata da osservatori esterni e noi, a nostra volta, potremmo accidentalmente perdere la vita su altri pianeti per ragioni simili: è ancora troppo semplice.
I ricercatori degli Stati Uniti hanno considerato la questione di in quale punto della storia della Terra un ipotetico osservatore alieno potrebbe rilevare la vita su di essa. Secondo i loro calcoli, per quasi il 90% della storia del pianeta, avrebbe dovuto sembrare disabitato a osservatori esterni. L'articolo corrispondente viene inviato per la pubblicazione in Astrobiology e il suo testo può essere trovato sul server di prestampa della Cornell University.
Gli scienziati si sono chiesti come sia cambiato il rapporto tra ossigeno, ozono e metano nell'atmosfera nel corso della storia del pianeta. Questi gas sono spesso chiamati biomarcatori, perché ora sulla Terra si formano biogenicamente, cioè come risultato dell'attività degli organismi viventi. Secondo questo gruppo di ricercatori, nel passato della Terra, erano anche prodotti biogenicamente. Si è scoperto che il rapporto tra ossigeno, ozono e metano nell'atmosfera terrestre variava secondo leggi molto complesse che sono difficili da rilevare mediante l'osservazione astronomica esterna. In particolare, la produzione di ossigeno da parte della vita terrestre iniziò centinaia di milioni di anni prima della comparsa dell'ossigeno libero nell'atmosfera. Per molto tempo, tutto è stato speso per l'ossidazione della materia organica morta lasciata dalle generazioni passate di batteri che non avevano ancora prodotto ossigeno.
Il contenuto di metano nell'atmosfera è cambiato drasticamente nel corso della storia del pianeta. Prima della comparsa di grandi quantità di ossigeno, potrebbe non esserci uno strato di ozono che protegge il metano dalle radiazioni ultraviolette. Pertanto, la durata delle molecole di questo gas in quel momento era molto breve. Dopo la comparsa dell'ossigeno, è aumentata, così come la concentrazione di metano. Tuttavia, non appena il contenuto di ossigeno ha raggiunto una piccola percentuale, la concentrazione di metano è scesa di nuovo. L'ossigeno e il vapore acqueo hanno contribuito alla formazione di • OH - radicali idrossilici, che distruggono rapidamente le molecole di metano. Come notano gli autori, dall'esterno, senza atterrare sul pianeta o ottenere spettri estremamente accurati, è difficile capire quale delle fasi sopra descritte sia l'atmosfera locale.
Gli autori sono giunti alla conclusione che fino a 2,5 miliardi di anni fa, il rilevamento di ossigeno e ozono biogenici dall'esterno nell'involucro di gas della Terra era escluso e 2,5-0,5 miliardi di anni fa era molto difficile. Nonostante la comparsa dell'ossigeno, la sua concentrazione restava ancora bassa: continuava ad ossidare la materia organica delle epoche passate. Ma il metano dopo la comparsa dell'ossigeno, ovvero tutti gli ultimi 2,5 miliardi di anni, sarebbe spesso irrealistico da rilevare a distanze interstellari. Tuttavia, anche avendolo scoperto prima di questo evento, sarebbe difficile dichiarare con sicurezza l'origine biogenica di questo gas. Il sistema solare, almeno su Titano, contiene metano e idrocarburi simili. Ma, come si crede, questo gas nasce lì in modo inorganico.
Separatamente, i ricercatori si soffermano sulle biosfere, che si trovano principalmente negli oceani. Notano che, prima dello sviluppo del suolo, i processi di legame del metano biogenico e dell'ossigeno avvengono in gran parte all'interno dell'idrosfera e non si riflettono in alcun modo nell'atmosfera. L'ossigeno è legato dai residui organici nell'acqua e il metano viene consumato dai microrganismi oceanici viventi. Questo scenario ha regnato sulla Terra fino al periodo Cambriano, cioè per miliardi di anni. Gli autori classificano una tale biosfera come mimetica. Utilizzando telescopi oggi tecnologicamente disponibili all'umanità, è estremamente difficile rilevarlo anche a distanza di poche decine di anni luce.
Molte migliaia di candidati esopianeti sono stati scoperti negli ultimi anni grazie all'uso di telescopi spaziali. Dozzine di loro dispongono già di dati sulla composizione dell'atmosfera. La prossima generazione di telescopi spaziali, come James Webb o TESS, inizierà a lavorare nei prossimi anni. Saranno in grado di ottenere dati sulla composizione delle atmosfere di pianeti simili alla Terra abbastanza piccoli. In precedenza, si credeva che subito dopo, a causa del rilevamento dei gas biomarcatori, sarebbe stato possibile scoprire con sicurezza se esiste vita nei sistemi stellari vicini.
I critici di questo approccio hanno indicato Marte, dove il metano appare localmente ogni estate, ma non è stato ancora possibile capire se sia biogenico o meno. Come notano, è ingenuo credere che saremo in grado di capire se c'è vita entro anni luce da noi, se non possiamo dire con certezza della sua esistenza a soli due o tre minuti luce dalla Terra. Il nuovo lavoro mostra che i telescopi nel prossimo futuro possono rilevare con sicurezza solo la vita altamente sviluppata, come quella che è stata presente sulla Terra negli ultimi 500 milioni di anni. Il resto delle opzioni, come batteri o protozoi, sono ancora inaccessibili a loro. A giudicare dal nostro pianeta, ciò potrebbe significare che solo una piccola parte di tutte le biosfere esistenti nei sistemi stellari vicini verrà rivelata nel prossimo futuro.
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