Scoperti regni sotterranei nelle profondità della Terra alimentati da ‘ossigeno oscuro’

Studi rivoluzionari rivelano la presenza di biosfere sotterranee attive e autonome

Nel vasto sottosuolo terrestre, dove il sole non riesce a penetrare, sono stati scoperti incredibili regni sotterranei alimentati da un misterioso “ossigeno oscuro”.

Un gruppo di ricercatori canadesi ha presentato prove convincenti della produzione di grandi quantità di ossigeno, anche in assenza di luce, da parte di microbi presenti nelle profonde falde acquifere.

I ricercatori, guidati dall’ecologo microbico Emil Ruff dell’Università di Calgary, hanno avviato il loro progetto di ricerca nel 2015, esaminando le falde acquifere nella provincia dell’Alberta, in Canada.

Ciò che hanno scoperto li ha sorpresi: le acque più profonde contenevano un numero maggiore di cellule microbiche rispetto a quelle superficiali, più vicine alle fonti nutrienti prodotte dalla fotosintesi delle piante e delle alghe.

Le analisi dei campioni hanno rivelato la presenza predominante di Archaea, semplici microbi unicellulari che producono metano.

Inoltre, è stato osservato che numerosi batteri presenti nelle falde acquifere più profonde si nutrono di metano, ma per digerirlo hanno bisogno di ossigeno, che è notoriamente scarso in quelle zone.

Analisi chimiche approfondite hanno rivelato la presenza di grandi quantità di ossigeno disciolto in un campione d’acqua prelevato a 200 metri di profondità.

Inizialmente, Emil Ruff ha pensato che si trattasse di un errore o di una contaminazione del campione, ma ulteriori analisi hanno escluso tali possibilità.

Attraverso l’utilizzo della spettrometria di massa, una tecnica per misurare la massa degli atomi, è stato rilevato che l’ossigeno presente aveva un’origine biologica anziché geologica.

Questo ha condotto alla scoperta di uno studio precedente condotto dal professor Marc Strous, che aveva evidenziato come un tipo di batteri, nutrendosi di metano, fosse in grado di produrre autonomamente l’ossigeno necessario per digerire tale sostanza.

Questo processo, chiamato dismutazione, coinvolge l’utilizzo di enzimi per scomporre il nitrato, un composto di azoto e ossigeno, in parti componenti.

La scoperta di queste biosfere sotterranee alimentate da “ossigeno oscuro” ha profonde implicazioni non solo per la nostra comprensione della vita sotto la superficie terrestre, ma anche per la ricerca di vita extraterrestre.

Ad esempio, i composti di perclorato presenti nel suolo di Marte potrebbero essere sfruttati da alcuni batteri terrestri per estrarre ossigeno attraverso la dismutazione.

Lo stesso processo potrebbe essere in atto sulla luna di Giove, Europa, con il suo profondo oceano ghiacciato, e sulla luna di Saturno, Encelado, che mostra getti di vapore acqueo provenienti da un oceano sotterraneo.

Le profondità della Terra, sia sul nostro pianeta che altrove nel sistema solare, si rivelano sempre più ricche e complesse di quanto si pensasse in passato, aprendo nuove prospettive per la ricerca scientifica e la comprensione della vita nell’universo.

La scoperta di questi regni sotterranei alimentati da “ossigeno oscuro” rivela un mondo affascinante nascosto sotto la superficie terrestre.

Queste nuove biosfere sfidano le nostre precedenti ipotesi sui limiti della vita e forniscono spunti sulla possibilità di abitabilità in ambienti estremi.

La ricerca condotta dal team canadese ha gettato luce sull’esistenza di un ecosistema prospero e diversificato che vive nelle profondità della Terra.

La presenza di un elevato numero di cellule microbiche nelle falde acquifere più profonde, rispetto a quelle più superficiali, ha sorpreso gli scienziati.

Questi microbi, prevalentemente Archaea, che sono organismi unicellulari semplici in grado di produrre metano, sono stati trovati a coesistere con batteri che dipendono dal metano come fonte di energia.

Ciò che è particolarmente intrigante è la scoperta che molti di questi batteri consumatori di metano richiedono ossigeno per digerire tale sostanza – una risorsa tipicamente scarsa nelle falde acquifere profonde.

Le analisi chimiche di campioni d’acqua prelevati a una profondità di 200 metri hanno rivelato quantità significative di ossigeno disciolto.

Inizialmente accolto con scetticismo, ulteriori indagini hanno confermato che l’ossigeno rilevato era effettivamente di origine biologica.

La chiave di questo mistero risiede in un processo chiamato dismutazione, che alcuni batteri utilizzano per produrre ossigeno durante la scomposizione del nitrato, un composto costituito da azoto e ossigeno.

Questa scoperta si basa su studi precedenti condotti dal professor Marc Strous, che aveva osservato un gruppo specifico di batteri capaci di generare ossigeno attraverso la dismutazione in sedimenti lacustri e acque reflue.

Le implicazioni di questa scoperta rivoluzionaria vanno ben oltre la comprensione della vita sotterranea sulla Terra. Ha significative implicazioni anche per la ricerca di vita extraterrestre.

Ad esempio, la presenza di composti di perclorato su Marte potrebbe potenzialmente essere utilizzata da alcuni batteri terrestri per produrre ossigeno attraverso processi di dismutazione simili.

Inoltre, questo processo potrebbe essere in atto sulla luna di Giove, Europa, con la sua profonda oceano ricoperto di ghiaccio, così come sulla luna di Saturno, Encelado, che mostra getti di vapore acqueo provenienti da un oceano sotterraneo.

L’esplorazione di questi regni sotterranei, sia sul nostro pianeta che altrove nel sistema solare, continua a rivelare la straordinaria diversità e resilienza della vita.

Queste scoperte mettono in discussione le nostre preconcetti e sollevano nuove domande sulla potenziale abitabilità di ambienti precedentemente ritenuti inospitali.

Mentre gli scienziati approfondiscono i misteri del sottosuolo terrestre ed esplorano le possibilità di vita al di là del nostro pianeta, i confini della nostra comprensione si espandono costantemente, aprendo le porte a una nuova era di esplorazione e scoperta scientifica.

Link all’articolo scientifico: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38523-4