Quando la Terra divenne abbastanza stabile per la chimica del mondo a RNA

La crosta della giovane Terra potrebbe essere diventata durevolmente adatta alla chimica precursore della vita circa 4,4 miliardi di anni fa, con le condizioni complessivamente più favorevoli attorno a 4,33 miliardi di anni fa. La stima deriva da una simulazione tridimensionale che ricostruisce come gli impatti di asteroidi, comete e planetesimi abbiano riscaldato la crosta terrestre tra 4,5 e 3,5 miliardi di anni fa. Delimita una possibile finestra ambientale per il cosiddetto mondo a RNA; non prova che la vita, o un mondo a RNA, fosse già comparso. 210

Perché la soglia è circa 4,4 miliardi di anni fa

Nel modello, la Terra dell'Adeano più antico veniva ripetutamente sconvolta da impatti abbastanza grandi da produrre condizioni di sterilizzazione globale. Questi azzeramenti proseguirono fino a circa 4,4 miliardi di anni fa, rendendo improbabile che la chimica prebiotica potesse restare attiva in modo continuativo prima di allora. 28

Con l'attenuarsi del bombardamento, alcune parti della superficie e della crosta poco profonda riuscirono a raffreddarsi al di sotto delle temperature critiche per l'RNA e altre molecole rilevanti per la vita, senza essere poi riportate oltre tali limiti da un impatto successivo. In pratica, gli ambienti potenzialmente adatti iniziarono a durare nel tempo, anziché comparire soltanto per brevi intervalli fra eventi catastrofici. 23

I ricercatori individuano circa 4,33 miliardi di anni fa come il punto di maggiore potenziale complessivo per una chimica sostenuta legata all'RNA. In quella fase, la crosta stava passando da un regime termico dominato dagli impatti a condizioni abitabili più persistenti. 210

Gli impatti: distruttivi, ma anche potenzialmente utili

Questo non significa che gli impatti abbiano semplicemente smesso di contare. Potevano ancora riscaldare e sconvolgere la crosta, ma anche creare sistemi idrotermali: ambienti localizzati, caldi, ricchi d'acqua e di energia. Lavori precedenti di Abramov e colleghi avevano già sottolineato che il calore da impatto può generare oasi idrotermali, pur sterilizzando altre aree. 34

Qui sta il punto della finestra proposta: mentre il tasso di impatti diminuiva, nella crosta superficiale potevano sopravvivere nicchie più fredde e stabili, mentre alcuni impatti continuavano a produrre ambienti idrotermali localmente interessanti dal punto di vista chimico. Il modello non descrive quindi un pianeta diventato improvvisamente innocuo ovunque, ma una Terra con una porzione crescente di terreno termicamente compatibile con queste molecole. 23

Il rapporto con LUCA

La data di 4,33 miliardi di anni è pensata per precedere la cronologia inferita di LUCA, l'ultimo antenato comune universale della vita cellulare vivente. L'ordine temporale è importante: qualunque chimica pre-cellulare abbia poi portato alle cellule avrebbe dovuto disporre prima di una finestra in cui persistere ed evolvere. 10

Ma le date non vanno lette come una sequenza evolutiva diretta. Il modello stima quando il riscaldamento provocato dagli impatti non rendeva più implausibile, su scala globale, una chimica prebiotica sostenuta. Non data un mondo a RNA, non identifica un luogo preciso in cui sarebbe nata la vita e non stabilisce quanto a lungo tale chimica sia durata. 210

Cosa risponde il modello — e cosa no

La simulazione segue gli effetti termici degli impatti e i limiti di temperatura dell'RNA e di altre molecole legate alla vita nella crosta superiore. È quindi utile per chiedersi quando siano diventati disponibili ambienti termicamente stabili. 210

Non risolve però il resto del problema dell'abiogenesi, cioè l'origine della vita da processi non biologici. Anche una nicchia termicamente stabile avrebbe richiesto gli ingredienti e i processi giusti: fonti e meccanismi di concentrazione per composti organici e nucleotidi, una chimica dell'acqua compatibile, minerali o ioni metallici in grado di catalizzare reazioni, e vie plausibili per sintetizzare, copiare e conservare l'RNA.

L'interpretazione più prudente di circa 4,33 miliardi di anni fa è dunque quella di una finestra di opportunità: un periodo in cui la storia degli impatti terrestri potrebbe non aver più impedito una chimica prebiotica durevole. Non è una prova che una vita basata sull'RNA fosse già nata. 2

E Marte?

Marte è un confronto importante perché anche lì gli impatti possono creare oasi idrotermali localizzate; inoltre, antichi ambienti marziani potrebbero conservare tracce che la geologia attiva della Terra ha cancellato. Tuttavia, il modello terrestre qui descritto non dimostra di per sé che Marte sia diventato abitabile prima.

La conclusione sostenibile è più limitata: gli ambienti idrotermali generati dagli impatti sono rilevanti per entrambi i pianeti, e Marte resta un obiettivo utile per verificare se ambienti molto antichi abbiano potuto soddisfare i requisiti chimici degli scenari sulle prime fasi della vita. Per stabilire una finestra marziana precedente servono prove specifiche su temperatura, acqua e geochimica di Marte, non un'inferenza automatica dalla cronologia della Terra. 45