Per cercare la vita aliena hanno costruito una Terra senza vita

Su uno schermo scorrono 5 miliardi di anni di una Terra dove nessuno ha mai respirato, e alla fine il pianeta ha ancora oceani e un’atmosfera. Serve a cercare la vita aliena: è la simulazione costruita da Samantha Gilbert-Janizek, planetologa oggi all’Università della California a Riverside, insieme a Rory Barnes dell’Università di Washington, perché per riconoscere un pianeta abitato bisogna prima sapere cosa produce da solo uno che non lo è.

La Terra senza vita: 14 gradi di media e zero ossigeno

Il modello gira dalla nascita del pianeta, 4,5 miliardi di anni fa, fino a 500 milioni di anni nel futuro. Barnes aveva già costruito quello dell’interno della Terra (dal nucleo alla crosta). Gilbert-Janizek ci ha aggiunto superficie e atmosfera, con un Sole che sale da 0,7 a 1 volta la luminosità di oggi.

A 4,5 miliardi di anni il risultato assomiglia alla nostra Terra vista da lontano. La temperatura media è di 286,9 kelvin (circa 14 gradi, come quella misurata prima dell’era industriale) e in superficie resta un oceano. L’atmosfera ha 1 bar di azoto, con anidride carbonica e vapore acqueo come gas serra. Ossigeno e ozono mancano, e il metano pure: sulla Terra vera l’ossigeno è al 21% e il metano a circa 2 parti per milione.

Nelle conclusioni gli autori chiamano in causa l’ipotesi Gaia: la vita potrebbe non essere necessaria per mantenere abitabile un pianeta. Detta con le parole dello studio, la sola presenza di condizioni abitabili non basta a provare che su un pianeta ci sia vita aliena.

Come si usa il modello per cercare la vita aliena

L’uso è da cassetta degli attrezzi. Si inseriscono le proprietà del pianeta osservato, come le dimensioni e il calore che riceve dalla stella, e si lascia girare la simulazione. Se l’atmosfera che ne esce coincide con quella misurata dal telescopio James Webb o, in futuro, dall’Habitable Worlds Observatory della NASA, il pianeta probabilmente non ha vita come la conosciamo. Se diverge, la vita aliena diventa un’ipotesi da seguire (nessuno la dà per certa) e il pianeta merita un secondo sguardo.

Gli autori hanno già calcolato lo spettro di luce riflessa della loro Terra spenta. Rispetto a quello della Terra vera mancano le bande dell’ossigeno e dell’ozono, e pure quella del metano. I bersagli da confrontare arriveranno da missioni come Plato dell’ESA, pensata per trovare pianeti rocciosi simili al nostro.

Nel 2021 raccontammo un articolo su Nature del capo scienziato NASA James Green. Chiedeva una scala di confidenza per gli annunci di vita aliena, perché la storia ne ha visti molti rivelarsi ambigui o sbagliati. Cinque anni dopo la stessa cautela ha uno strumento di calcolo: il termine di confronto si costruisce prima di cominciare a cercare.

Nuvole all’8% e pH a 8,28: le tarature del modello

Il comunicato dell’università dice che il modello prevede con precisione 19 proprietà del pianeta. Nel testo dello studio i conti sono più pignoli: 17 su 19 stanno dentro l’incertezza di misura. L’anidride carbonica disciolta nell’oceano (10,8 micromoli per chilo contro 8 ± 2) e il pH (8,28 contro 8,18 ± 0,05) restano fuori.

Le nuvole coprono l’8% del cielo simulato, contro il 67% della Terra vera, e gli autori stessi le giudicano probabilmente troppo poche. L’azoto è fissato a 1 bar. La tettonica a placche resta attiva per 4,5 miliardi di anni, per assunzione.

Poi c’è la taratura: il confronto è stato fatto soltanto con la Terra preindustriale, cioè con un pianeta che la vita ce l’ha eccome. In altri termini, il modello che deve isolare la vita poggia su una stima che oscilla di quasi 100 volte: l’aiuto biologico all’erosione delle rocce.

Sullo schermo la Terra dove nessuno ha mai respirato resta lì ad aspettare un telescopio che le porti accanto un pianeta vero. Quando succederà, la vita aliena si riconoscerà dalle differenze con questa Terra spenta (e un pianeta che le somiglia troppo, a conti fatti, non avrà niente da raccontare).