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Che cos'è l'astrobiologia?
Il tema principale di questo corso è una nuova disciplina chiamata astrobiologia. L'astrobiologia è lo studio delle origini, dell'evoluzione, della distribuzione e del futuro della vita nell'universo. La comprensione dei concetti fondamentali di vita e di ambiente abitabile sono prerequisiti per poter riconoscere biosfere potenzialmente molto diverse dalla nostra.L'astrobiologia si pone tre domande fondamentali, che l'uomo si è chiesto da molto tempo in varie forme:
- Come la vita inizia e si evolve?
- La vita esiste altrove nell'universo?
- Qual'è il futuro della vita sulla Terra e altrove?
I sette scopi scientifici dell'astrobiologia
Alla fine del 2003 la NASA identificava sette vasti scopi scientifici nell'ambito dell'astrobiologia (nelle didascalie delle figure seguenti vengono indicati gli obiettivi concreti da raggiungere). Per più dettagli, crediti e copyright, vedere il sito internet: http://astrobiology.arc.nasa.gov/roadmap/index.html.Scopo 1: Capire la natura e la distribuzione degli ambienti abitabili nell'universo.
Determinare quali siano potenzialmente i pianeti abitabili oltre il sistema solare e descrivere le caratteristiche di quelli che sono osservabili.
Modelli di formazione e di evoluzione di pianeti abitabili. Indirette e dirette osservazioni astronomiche di pianeti extrasolari abitabili.
Scopo 2: Ricercare e studiare gli ambienti abitabili del presente o del passato, la chimica prebiotica e i segni di vita altrove nel nostro sistema solare.
Determinare qualsiasi precursore chimico della vita e qualsiasi antico clima abitabile del sistema solare. Caratterizzare qualsiasi tipo di vita estinta o ancora esistente e i potenziali luoghi abitabili nel sistema solare (Marte in particolare).
Esplorazione di Marte. Esplorazione delle parti esterne del sistema solare.
Scopo 3: Capire come la vita emerga da precursori cosmici e planetari.
Condurre una serie di esperimenti, osservazioni e riflessioni teoriche per capire i principi generali fisici e chimici che sono alla base dell'origine della vita.
Sorgente di materiale prebiotico e catalizzatori. Origini ed evoluzione di biomolecole funzionali. Origini della trasduzione (trasferimento e riuso) dell'energia. Origini delle cellule e dei sistemi proto-biologici.
Scopo 4: Capire come la vita terrestre nel passato ha interagito con il suo ambiante in mutazione, sia a livello planetario che del sistema solare.
Investigare le relazioni storiche tra la vita e il suo ambiente richiede l'uso di varie scienze: geofisica, geochimica, astrofisica, biologia molecolare, ecc...
La biosfera primitiva terrestre. I fondamenti della vita complessa. Gli effetti di eventi extraterrestri sulla biosfera.
Scopo 5: Capire i meccanismi evolutivi e i limiti ambientali della vita.
Determinare i meccanismi molecolari, genetici e biochimici che controllano e limitano l'evoluzione, la diversità metabolica e l'acclimatazione della vita.
Evoluzione molecolare dei micro-organismi, anche in funzione dell'ambiente. Co-evoluzione di comunità di microbi. Adeguamento biochimico ad ambienti estremi.
Scopo 6: Capire i principi sottostanti che modelleranno il futuro della vita, sia sulla Terra che altrove.
Chiarire gli elementi motori e gli effetti di un cambiamento d'ecosistema, in modo da poter predire futuri cambiamenti su scale di tempo da decine a milioni di anni. Esplorare il potenziale della vita microbica di evolvere in ambienti fuori dal suo pianeta di origine.
Cambiamenti ambientali e il ciclo degli elementi degli ecosistemi. Adattamento della vita oltre la Terra.
Scopo 7: Determinare come riconoscere firme della vita su altri mondi e sulla Terra primordiale.
Identificare biofirme che possano rivelare e caratterizzare la vita (passata o presente) in campioni terrestri ed extraterrestri (in situ o riportati sulla Terra) e in atmosfere di pianeti distanti.
Ricercare le biofirme nel materiale del nostro sistema solare. Ricercare le biofirme nei sistemi planetari vicini.