Nel gennaio 1992 veniva scoperta fra i ghiacci
dell’Antartide il primo meteorite di origine lunare,
composizione chimica fra il meteorite e i campioni riportati dalle missioni
Apollo non hanno lasciato adito a dubbi. In seguito ne sono state scoperte
altre e oggi siamo a 18 meteoriti noti, per una massa complessiva di oltre
dall’Antartide, 2 dalla Libia e 1 dall’Australia). I meteoriti lunari sono
delle acondriti. La maggior parte sono del tipo breccia e provengono dagli
ejecta degli impatti asteroidali sulla superficie lunare, mentre il rimanente è
basaltico e proviene dai mari lunari. Le
età dei meteoriti lunari sono dell’ordine di 4 miliardi di anni, più giovani di
500 milioni di anni rispetto ai meteoriti asteroidali che cadono sulla Terra.
Si può senz’altro dire che le acondriti lunari sono gli unici meteoriti di cui
si conosce con sicurezza il corpo progenitore.
Marte, fra i pianeti del Sistema Solare, è quello che è
stato osservato con più interesse da 200 anni a questa parte. Prima con
telescopi a terra e a partire dalla metà degli anni ’60, con sonde spaziali sia
in orbita che direttamente alla superficie del pianeta rosso. Molte cose sono
state capite di Marte ma molto ancora resta da fare. In particolare, solo una
analisi dettagliata delle rocce di Marte, fatta in un laboratorio terrestre,
permetterà di comprendere a fondo la geologia e i processi geologici che hanno
modellato la superficie del pianeta. Una pietra miliare nella conoscenza di Marte
è il definitivo riconoscimento che le 13
acondriti note di tipo SNC (dalle iniziali dei tre tipi componenti:
shergottiti, nachiliti e cassigniti), sono frammenti della superficie marziana.
L’unico esemplare di cassignite in nostro possesso è caduta nel 1815 (vicino a
Chassigny, Francia), mentre la capostipite delle shergottiti è caduta nel 1865
(vicino a Shergotty, India). La capofamiglia delle nachiliti è caduta molto più
tardi, nel 1911 (vicino a Nakhla, Egitto). È abbastanza ironico pensare che, mentre
gli astronomi osservavano la superficie di Marte attraverso il telescopio, dei
frammenti del pianeta si trovavano qui sulla Terra.
Nella Tabella 1 è riportato l’elenco di tutte le meteoriti
marziane note. Sono tutte SNC tranne una (
data indica che il meteorite corrispondente è stato ritrovato fra i ghiacci
antartici. Il nome dei meteoriti antartici segue una regola diversa da quella
degli altri meteoriti: la parte letterale è una sigla caratteristica della
località antartica del ritrovamento, le prime due cifre della parte numerica
indicano l’anno di scoperta, mentre tutte le altre cifre indicano l’ordine
progressivo con cui sono analizzate.
|
Tabella |
|||
|
Nome |
Classificazione |
Data |
Massa, |
|
|
|||
|
Cassigny |
C |
3 |
4,000 |
|
Shergotty |
S (basalto) |
25 |
5,000 |
|
Nakhla |
N |
28 |
40,00 |
|
Lafayette |
N |
Prima |
0,800 |
|
Governador-Valdares |
N |
1958/trovata |
0,158 |
|
Zagami |
S |
3 |
18,00 |
|
ALA77005 |
S |
29 |
0,480 |
|
Y793605 |
S |
14 |
0,016 |
|
EETA79001 |
S |
13 |
7,900 |
|
ALH84001 |
Ortopiroxenite |
27 |
1,930 |
|
LEW88516 |
S (ierzolite) |
22 |
0,013 |
|
QUE94201 |
S |
16 dicembre |
0,012 |
|
Dar |
S |
1 |
2,015 |
Tutti i meteoriti SNC sono
di origine ignea, nate dalla cristallizzazione della lava. A differenza delle
acondriti di origine asteroidale le SNC sono molto più giovani. L’età stabilita
con la datazione radioattiva, indica valori di 1,3 miliardi di anni per le
nachiliti e
e di 170 milioni di anni per le shergottiti, mentre per le comuni acondriti
abbiamo detto che è di 4,5 miliardi di anni. Già questo dato indica che le SNC
non possono essere di origine asteroidale. Nessun asteroide è tanto massiccio
da poter mantenere colate laviche fino a 3,2 miliardi di anni dalla propria
formazione. L’analisi isotopica dei gas intrappolati nelle inclusioni della
EETA79001 ha permesso di stabilire la perfetta identità con le analisi
effettuate durante le missioni Viking su Marte. Tutte le SNC si sono
solidificate in prossimità della superficie di Marte. Nessuno dei meteoriti si
è solidificato in superficie perché non recano segni di degradazione
atmosferica. Alcuni basalti delle shergottiti hanno una composizione simile al
magma terrestre, mentre le altre sono dominate dall’olivina o dai
pirosseni (entrambi composti del
silicio). Le shergottiti hanno una composizione simile a quella del suolo
marziano analizzato dai lander delle missioni Viking.
Il problema con le SNC è capire quale possa essere stato il
meccanismo in grado di espellerle dalla superficie di Marte e farle arrivare
sulla Terra. Per fare in modo che un corpo sfugga dal campo gravitazionale di
un pianeta è necessario che la velocità di partenza superi quella di fuga, che
per Marte vale circa 5,02 km/s. L’unico processo in grado di fornire l’energia
cinetica necessaria è la formazione di un cratere a seguito dell’impatto di un
piccolo asteroide sulla superficie di Marte: le SNC sono quindi una piccola
parte degli ejecta dei crateri marziani.
Il processo di espulsione risulta più efficiente se l’impatto dell’asteroide è
radente alla superficie del pianeta. Il tempo di esposizione nello spazio va
dagli 0,7 milioni di anni per EETA79001 ai 12 milioni di anni delle nachiliti e
della Cassignite. Le shergottiti mostrano un tempo di esposizione intermedio: 3
milioni di anni. Sono questi intervalli di tempo impiegati dalle SNC per
arrivare sulla Terra.
Un discorso a parte merita
meteoriti marziane è l’unica che non appartiene alle SNC. La sua età di
formazione risale a 4,5 miliardi di anni fa (molto più vecchia delle SNC),
mentre il tempo di permanenza nello spazio è stato di ben 16 milioni di anni.
Nel 1996 D.S. McKay e colleghi pubblicarono un articolo su “Science” in cui
veniva avanzata l’idea che
contenesse la prova di una attività biologica marziana. Nelle fratture di
ALH84001 si trovano dei piccoli globuli di carbonati del diametro medio di
50-100 micrometri (1 micrometro è un milionesimo di metro). La composizione dei
globuli è disomogenea: al centro si trova del carbonato di calcio e di
manganese (di colore arancione), circondato da strati alternati di carbonato di
ferro (di colore chiaro) e carbonato di magnesio (di colore scuro). Le regioni
periferiche del globulo, ricche di ferro, contengono molti granuli di magnetite
e alcuni di solfuro di ferro (pirrotite). La matrice di carbonato in contatto
con i granuli di magnetite e pirottite appare porosa, come se avesse subito un
processo di dissoluzione. Va osservato che la matrice di carbonato si può
dissolvere solo in un ambiente acido che però inibirebbe la formazione di
magnetite e pirrotite. Solo dei batteri potrebbero dissolvere il carbonato
lasciando intatti i composti del ferro. Questo è un primo indizio di attività
biologica.
Dentro ai globuli di carbonato
sono state scoperte anche delle molecole organiche, degli idrocarburi aromatici policiclici (o PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons). L’esempio più semplice
di molecola aromatica è quella esagonale del benzene (C6H6).
I PAHs sono assenti vicino alla crosta e aumentano di concentrazione mano a
mano che si va verso l’interno della meteorite, indice che sono originari della
meteorite e non contaminazioni successive. I PAHs contengono molto più
carbonio-12 rispetto al carbonio-13, una caratteristica tipica del metabolismo
batterico. Questo è un secondo indizio di attività biologica. Ma ci sono i
batteri?
Nella periferia dei globuli di carbonato (dove ci sono i
granuli di magnetite e pirrotite) il microscopio elettronico ha evidenziato
strutture ovoidali allungate, mai ritrovate in nessun meteorite e molto simile
alle tracce fossili di batteri terrestri. La lunghezza di questi “fossili” sono
dell’ordine di 20-100 nanometri (1 nanometro è un miliardesimo di metro), da
batteri fossili terrestri. Per questo motivo sono stati chiamati nanobatteri. Secondo McKay e colleghi
sono questi nanobatteri i responsabili delle particolari proprietà dei globuli
di carbonato. Da qui deriverebbe che su Marte è comparsa la vita, almeno fino a
livello batterico. Naturalmente questa ipotesi ha dato il via ad un acceso dibattito
scientifico e a una serie di lavori supplementari sulle caratteristiche di
ALH84001. Secondo alcuni infatti le caratteristiche del meteorite potrebbero
essere dovute ai soli processi inorganici. Il dibattito fra favorevoli e
contrari ai nanobatteri è tuttora aperto e probabilmente si concluderà quando
saranno disponibili analisi dettagliate delle rocce del suolo marziano.