Lontano, lontano nel tempo e nello spazio un pianeta extrasolare sta orbitando intorno alla sua stella madre, forse più fredda del Sole, ma se vi aspettate un clima freddo e desolato sul pianeta probabilmente non conoscete il paradosso del Sole giovane debole e le sue implicazioni, che sono state studiate da un articolo pubblicato su Nature Geoscience da un gruppo di scienziati del Georgia Institute of Technology.

 

Il modello combina molteplici processi microbici con attività vulcaniche, oceaniche atmosferiche: tutto questo ci mostra uno dei modelli più completi e complessi sull’evoluzione di un pianeta.

Il Sole da giovane, secondo il modello, avrebbe prodotto un quarto in meno di luce e calore, ma la Terra è rimasta comunque temperata grazie all’azione del metano.

Noi abbiamo parlato con Ozaki Kazumi della School of Earth and Atmospheric Sciences del Georgia Institute of Technology, che ci ha spiegato la funzione del metano: “il CH4 è un forte gas serra. È creato come sottoprodotto metabolico dai metanogeni negli ambienti anossici. In questo studio abbiamo identificato un nuovo meccanismo, che amplifica il ciclo biogenico di CH4 nelle condizioni dell’archeano (secondo eone del tempo geologico nel precambriano). Nello specifico, molteplici forme di organismi fotosintetici che lavorano insieme nello stesso ecosistema amplificano l’effetto della biosfera sulla chimica atmosferica e sul clima. Il ciclo accelerato del metano aiuta a spiegare il “paradosso”. I nostri risultati indicano quindi che l’evoluzione di diverse forme di vita fotosintetica sono state un fattore critico nel mantenere la giovane Terra abitabile”.

La Terra ha ecosistemi principalmente guidati da fotosintesi: la ricerca mostra come pianeti simili al nostro potrebbero in un certo senso pullulare di vita non rispondendo al meccanismo di fotosintesi principale della nostra biosfera.

“La biosfera anossica arcaiana potrebbe essere un analogo estremamente utile per capire le biosfere primitive di altri pianeti simili alla Terra- il professore ha precisato come questo è – un collegamento che non è stato ancora esplicitato”.

I risultati implicano anche una serie intrigante di domande sul clima, ad oggi inesplorate, che aprono prospettive completamente nuove per il lavoro futuro, volto a comprendere meglio l’evoluzione del sistema climatico precoce della Terra e l’evoluzione del pianeta abitabile in senso più ampio.

Per capire al meglio il paradosso al centro di questa ricerca abbiamo chiesto a Kazumi il ruolo di questa ipotesi sul loro lavoro: “Durante l’eone archeano il Sole era più debole di un 20-25%: se presumiamo che l’effetto serra della Terra e l’albedo fossero simili al valore di oggi, la temperatura superficiale media dovrebbe essere stata inferiore al punto di congelamento dell’acqua”.

Il paradosso messo in luce da Carl Sagan e George Mullen nel 1972 e la sua risoluzione ha importanti implicazioni per capire l’evoluzione climatica della Terra (e pianeti simili). Finora sono stati proposti diversi processi per risolvere il FYSP e le soluzioni più comuni, come ha spiegato lo scienziato: “invocano alte concentrazioni di gas serra (ad es. CO2, CH4, NH3, C2H6, N2O, COS). L’abbondanza di questi gas nell’atmosfera è controllata anche da una serie di processi, che includono reazioni fotochimiche, processi metabolici e processi geologici: non è chiaro se questi gas siano stati presenti in abbondanza in modo da risolvere il paradosso”.

Tre miliardi di anni fa la fotosintesi che studiamo e osserviamo oggi potrebbe essere stata molto diversa, inoltre la situazione vulcanica e geologica del pianeta può aver contribuito a tenere al caldo la superficie della Terra, lontana dall’ancora freddo e poco luminoso sole.

E in un bel giorno, caldo e umido, lontano nel tempo, la vita.

 

Gianluigi Marsibilio

Crediti: Eso