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I batteri sotterranei che mangiano rocce

La vita e il complesso gioco di scambi fra terra, acqua, aria, fuoco che nehanno favorito la comparsa e la sostengono ogni giorno: è questo lo scenario in cui irrompono dei minuscoli attori, dei quali da tempo si cercavano le tracce. I mangiatori di pietre. I geologi li hanno individuati in alcuni campioni di roccia prelevati dalle dorsali oceaniche, tra 2 e 5 km di profondità, e la scoperta offre straordinari spunti alla ricerca, anche sui cicli climatici del nostro e di altri pianeti. Lo studio, basato su tecniche petrografiche, geochimiche e biologiche, è stato condotto da ricercatori dell’ Università di Modena e Reggio Emilia e dell’Istituto di Scienze del Mare del Cnr di Bologna, in collaborazione con l’Institute de Physique du Globe di Parigi. Sono chiamate «Slime» (Subsurface Lithoautotrophic Microbial Ecosystem) e sono colonie di microbi, forse procarioti, che sopravvivono ad alcuni chilometri di profondità nella crosta terrestre, sui fondali oceanici, in ambienti estremi e ritenuti inadatti a ogni forma di vita. Non si sa a quale famiglia appartengano, né che aspetto abbiano, ma certamente sono molto antichi e hanno gusti bizzarri: rosicchiano i minerali presenti nelle rocce, soprattutto l’idrogranato di cui sono ghiotti, e usano come fonte energetica l’idrogeno delle sorgenti termali sottomarine. «La presenza di microorganismi nelle rocce sedimentarie – afferma il geologo Daniele Brunelli, uno degli autori del lavoro pubblicato su “Nature Geoscience” – è nota da tempo, ma qui si tratta di rocce del mantello terrestre che sono per definizione sterili, perché risalgono dalle profondità della Terra ad altissime temperature». Una volta emerse, le rocce si raffreddano e sono colonizzate da organismi che sfruttano i circuiti idrotermali responsabili del processo di alterazione detto serpentinizzazione. Persino le loro proprietà magnetiche sono modificate. «Quelle osservate sono le tracce dell’interazione chimica fra il microecosistema, la roccia e i resti della sostanza organica, – precisa Brunelli -. Certamente si tratta di un’attività recente e continua, non fossile». Gli «It» (organismi Intra-terrestri) rosicchiano le rocce, lasciando buchi come nel groviera, e quest’attività induce la cristallizzazione di nuove fasi minerali. Ma soprattutto lasciano dietro di sé della materia organica degradata, «non proprio “marcia” – commenta Brunelli – perché gli “It” vivono tra 80˚ e 100˚ e quindi, quando muoiono, cuociono. E’ un “brodino” di materia organica che bagna i minerali: è come vedere i resti del pasto di un branco di lupi e un lupo morto. Ma ora vogliamo trovare quelli vivi». Il prossimo obiettivo dei ricercatori, finanziati dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Modena, è infatti quello di recuperare dei campioni vitali per sequenziare il Dna e capire chi sono e come interagiscono, poiché si tratta quasi certamente di colonie multispecifiche. La scoperta degli «It» amplia decisamente i confini della biosfera, spingendoli sotto la superficie terrestre. Ma non solo: ne altera la composizione. Secondo alcune stime, la biomassa profonda potrebbe rappresentare un terzo o più della metà dell’intera biomassa terrestre: quindi, ciò che vediamo sulla Terra, umanità compresa, non ne è che una parte, e neppure la più importante. «Non conosciamo il peso totale della biomassa, – ricorda Brunelli – e neanche quanto interferisca con la chimica della Terra, per esempio modificando il flusso e lo scambio di sostanze fra il mantello e l’atmosfera». L’attività tettonica del nostro pianeta produce un’enorme quantità di magma e gas, come vapore acqueo e anidride carbonica, che sono espulsi in gran parte attraverso i vulcani. Il ruolo più importante è affidato alle dorsali oceaniche, che formano una catena di 60 mila km. Ma quanta acqua e anidride carbonica siano contenute nel mantello resta un mistero: si suppone che vi sia l’acqua di 4 o 5 oceani, mentre per la CO2 la valutazione è incerta. Tutto ciò che interferisce con questo flusso, su una scala temporale di decine di migliaia o milioni di anni, condiziona il clima. «Ora si scopre che un gioco tanto complesso – commenta Brunelli – è mediato da una massa biologica profonda che controlla quali gas sono espulsi dal mantello e in quali quantità, e questo è un controllo di tipo primario». E, infatti, nel processo di idratazione delle rocce sul fondo oceanico viene liberato idrogeno e la biomassa profonda, che non sfrutta la fotosintesi ma l’idrogeno come sorgente di energia, trasforma la CO2 in metano CH4: due gas serra importanti. «Dunque il controllo del sistema climatico è mediato pesantemente dalla vita – conclude Brunelli con un pizzico d’orgoglio. – E’ un nuovo scenario che la comunità scientifica sta “scalando” faticosamente. Noi, invece, abbiamo usato tecniche antiche: il microscopio e tanta pazienza. Abbiamo raccolto i campioni e li abbiamo osservati, con un’idea fissa: cercavamo un effetto “bio” nella parte mineralogica e ci siamo inciampati dentro. C’è voluto qualche anno, poi abbiamo applicato le tecniche di ricerca più avanzate e in sei mesi siamo schizzati in avanti». La scoperta può gettare nuova luce sulle fasi iniziali della vita sulla Terra quanto sulla ricerca su altri pianeti, come l’identificazione di metano e rocce serpentine su Marte suggerisce. Ma avrà anche ricadute pratiche, come nel campo della sequestrazione della CO2 e nel trattamento ecologico di materiali e minerali. E qui gli sviluppi sembrano vicini.

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