Potrebbe sembrarci di essere su terreno solido in questo momento,
ma non è così.
Le rocce e la terra sotto di noi sono intramezzati da piccole fratture
e spazi vuoti.
Questi spazi vuoti sono riempiti di quantità astronomiche di microbi,
come questi.
La maggiore profondità a cui abbiamo trovato dei microbi
è a cinque chilometri.
Quindi, se puntaste verso terra
e cominciaste a correre dentro la terra,
potreste correre per cinque chilometri e i microbi sarebbero sempre presenti.
Forse non avete mai pensato a questi microbi
nelle profondità della crosta terrestre,
ma probabilmente avete pensato ai microbi nelle nostre budella.
Se sommate il microbioma intestinale
di tutte le persone e animali sul pianeta,
il totale peserebbe circa 100.000 tonnellate.
Quello che portiamo nella nostra pancia ogni giorno è un bioma immenso.
Dovremmo esserne orgogliosi.
(Risate)
Ma impallidisce in confronto al numero di microbi
che ricoprono l'intera superficie terrestre,
nel terreno, nei fiumi e negli oceani.
Nell'insieme pesano circa due miliardi di tonnellate.
Ma sembra che la maggior parte dei microbi sulla terra
non si trovino negli oceani, nel nostro intestino o nelle fognature.
La gran parte si trova in realtà all'interno della crosta terrestre.
Collettivamente pesano 40 miliardi di tonnellate.
Questo è uno dei più grandi biomi del pianeta,
e non sapevamo nemmeno che esistesse fino a pochi decenni fa.
Quindi le possibilità di come sia la vita laggiù
o di cosa potrebbe fare per gli esseri umani
sono illimitate.
In questa mappa, ogni pallino rosso
indica dove abbiamo ottenuto dei buoni campioni della sottosuperficie profonda
con moderni metodi microbiologici,
e potreste rimanere sorpresi
nel vedere che c'è una buona copertura globale,
ma in realtà, se pensate che questi sono gli unici posti
di cui abbiamo dei campioni, la situazione peggiora.
Se fossimo tutti in una navicella aliena,
e cercassimo di ricostruire una mappa del globo solo da questi campioni
non ci riusciremmo mai.
Quindi ogni tanto mi chiedono:
"Sì, ci sono un sacco di microbi nella sottosuperficie, ma...
non sono dormienti?"
Questa è una buona domanda.
Rispetto a un ficus o al morbillo o ai porcellini d'India di mio figlio,
questi microbi probabilmente non stanno facendo un granché.
Sappiamo che devono essere lenti, perché ce ne sono moltissimi.
Se cominciassero a dividersi alla velocità dell'E. coli,
raddoppierebbero il peso complessivo della Terra, rocce incluse,
in una sola notte.
In realtà, molti di loro non hanno mai subito una divisione cellulare
dai tempi dell'antico Egitto.
Una cosa incredibile.
Cioè, come puoi riuscire a capire qualcosa che ha una vita così lunga?
Ma ho pensato a un'analogia che mi piace moltissimo,
ma è un po' strana e anche complicata.
Quindi spero che riusciate a seguirmi.
Bene, proviamo.
È un po' come cercare di capire il corso della vita di un albero,
avendo un solo giorno da vivere.
Quindi, se la vita umana durasse solo un giorno e vivessimo in inverno,
allora vivreste tutta la vostra vita
senza mai vedere un albero con una foglia.
E ci sarebbero così tante generazioni umane
ad avvicendarsi in un singolo inverno
che potreste trovare solo libri di storia
dove di dice che gli alberi non sono che legni senza vita
che non fanno niente.
Ovviamente, è ridicolo.
Si sa che gli alberi stanno aspettano l'estate
per potersi riattivare.
Ma se la vita umana
fosse molto più corta di quella degli alberi,
potremmo essere completamente ignari di questo fatto così banale.
Quindi, quando diciamo
che questi microbi della sottosuperficie profonda sono dormienti
siamo come le persone che muoiono dopo un giorno
e cercano di capire come funzionano gli alberi?
E se questi organismi della profonda sottosuperficie
stessero solo aspettano la loro estate,
e le nostre vite fossero troppo corte per poterla vedere?
Se prendete l'E. coli e lo mettete in una provetta
senza cibo né nutrienti,
e lo lasciate lì per mesi e anni,
certamente, molte cellule muoiono di fame.
Ma alcune sopravvivono.
Se prendete queste vecchie cellule sopravvissute
e le fate competere, anche in condizioni di inedia,
contro delle nuove colture di E. coli in rapida crescita,
i vecchi microbi brizzolati battono gli immacolati ultimi arrivati
ogni singola volta.
Questa è una prova che esiste un vantaggio evolutivo
nell'essere estremamente lenti.
Quindi forse
non dovremmo pensare che essere lenti significhi non essere importanti.
Forse questi microbi invisibili a cui non pensiamo
potrebbero essere utili all'umanità.
Ok, per quanto ne sappiamo,
ci sono due modi per vivere in sottosuperficie.
Il primo è aspettare che il cibo goccioli dal mondo di superficie,
un po' come mangiare i resti di un picnic di 1.000 anni fa.
È un modo di vivere pazzesco,
ma, anche se scioccante, sembra funzionare per molti microbi sulla terra.
L'altra possibilità per un microbo è dire:
"Nah, non mi serve il mondo in superficie.
Sto bene qui sotto".
I microbi che fanno questa scelta
devono trovare tutto quello che serve per sopravvivere
all'interno della terra.
Alcune cose sono più facili di avere
perché più abbondanti all'interno della terra,
come acqua o nutrienti come l'azoto, il ferro e il fosforo,
o posti dove vivere.
Queste sono cose per cui ci ammazziamo, letteralmente,
qui in superficie.
Ma nella sottosuperficie, il problema è trovare abbastanza energia.
Sulla superficie,
le piante possono trasformare molecole di CO2 in zuccheri appetitosi
non appena i fotoni del sole ne colpiscono le foglie.
Ma nella sottosuperficie, chiaramente non c'è luce solare,
quindi questo ecosistema deve risolvere il problema
di chi produrrà il cibo per tutti gli altri.
La sottosuperficie ha bisogno di qualcosa che è come una pianta
ma che respira rocce.
Fortunatamente, questa cosa esiste,
e si chiama chemiolitoautotrofo.
(Risate)
È un microbo che usa sostanze chimiche, "chemio",
a partire dalle rocce, "lito",
per fare cibo, "autotrofo".
E possono farlo con moltissimi elementi diversi.
Possono usare solfuro, ferro, manganese, azoto, carbonio,
alcuni possono usare elettroni puri, semplicemente.
Cioè, se tagliaste l'estremità di un cavo elettrico,
potrebbero usarlo come respiratore.
(Risate)
Questi chemiolitoautotrofi
prendono l'energia che ottengono da questi processi
e la usano per farne cibo, come le piante.
Ma sappiamo che la piante non si limitano a fare cibo.
Producono anche un prodotto di scarto, l'ossigeno,
da cui noi dipendiamo al 100%.
Ma il prodotto di scarto di questi chemiolitoautotrofi
è spesso sotto forma di minerali,
come la ruggine o la pirite, l'oro degli stolti,
o la carminite, come il calcare.
Quindi abbiamo dei microbi veramente lentissimi, come le rocce,
che ottengono la loro energia dalle rocce,
e che, come prodotto di scarto, producono altre rocce.
Ma allora sto parlando di biologia o sto parlando di geologia?
Questa roba ha confini confusi.
(Risate)
Quindi, se voglio fare questo,
essere una biologa che studia microbi
che si comportano come delle rocce,
allora dovrei probabilmente iniziare a studiare geologia.
E qual è la parte più interessante della geologia?
I vulcani.
(Risate)
Questo è l'interno del cratere del vulcano Poás in Costa Rica.
Molti vulcani sulla terra si formano perché una placca tettonica oceanica
si scontra con una placca continentale.
Quando la placca oceanica subduce
o viene spostata sotto questa placca continentale,
cose come acqua e anidride carbonica e altri materiali
vengono spremuti fuori,
come quando si strizza un panno bagnato.
In questo modo, le zone di subduzione
sono come ingressi nelle profondità terrestri,
dove i materiali vengono scambiati tra superficie e sottosuperficie.
Sono stata recentemente invitata da alcuni colleghi in Costa Rica
per lavorare con loro su alcuni vulcani.
Ovviamente ho accettato, perché, beh, il Costa Rica è bellissimo,
ma anche perché giace su una di queste zone di subduzione.
Volevamo fare una domanda molto specifica:
perché l'anidride carbonica
che esce da questa placca tettonica oceanica molto profonda
esce solo dai vulcani?
Perché non la vediamo distribuita nell'intera zona di subduzione?
I microbi c'entrano qualcosa?
Questa sono io all'interno del vulcano Poás,
insieme al mio collega Donato Giovannelli.
Quel lago di fianco a noi è fatto interamente di puro acido batterico.
Lo so perché ne stavamo misurando il pH quando è stata scattata la foto.
A un certo punto, mentre stavamo lavorando dentro il cratere,
mi sono voltata verso il mio collega costaricano Carlos Ramírez e gli ho detto:
"Bene, se questa cosa inizia a eruttare adesso,
qual è la nostra strategia di fuga?"
E lui: "Oh, sì, buona domanda, è facilissimo.
Voltati e goditi la vista."
(Risate)
"Perché sarà l'ultima".
(Risate)
Potrebbe sembrare che lui stesse drammatizzando troppo,
ma 54 giorni dopo essere stata vicina a quel lago,
è successo questo.
Pubblico: Oh!
Davvero terrificante, eh?
(Risate)
È stata la più grande eruzione del vulcano in circa 60 anni,
e poco dopo la fine di questo video,
la videocamera che stava filmando viene distrutta
e l'intero lago che stavamo campionando
evapora completamente.
Ma voglio assicurarvi
che eravamo abbastanza sicuri che questo non sarebbe successo
il giorno in cui eravamo nel vulcano,
perché il Costa Rica monitora attentamente i suoi vulcani
attraverso l'istituto OVSICORI,
e quel giorno c'erano degli scienziati di quell'istituto con noi.
Ma il fatto che abbia eruttato illustra perfettamente
che se cercate di sapere da dove l'anidride carbonica
esce da questa placca oceanica,
non dovete che cercare i vulcani.
Ma se andate in Costa Rica,
potreste notare che, oltre a questi vulcani,
ci sono tantissime piccole e accoglienti sorgenti calde un po' ovunque.
In alcune di queste sorgenti calde l'acqua addirittura ribolle
dalla profondità della placca oceanica,
e la nostra ipotesi era che avrebbe dovuto esserci della CO2
che risaliva,
ma che qualcosa in profondità la stava filtrando.
Quindi abbiamo passato due settimane guidando per tutto il Costa Rica,
campionando tutte le sorgenti termali che potevamo trovare
ed è stato orribile, lasciatemelo dire.
Poi abbiamo passato i due anni seguenti a misurare e analizzare dati.
Se non siete degli scienziati, vi dirò solo che le grandi scoperte
non avvengono quando siete in una bella sorgente termale
o su un palco;
avvengono quando siete piegati su un computer incasinato
o state risolvendo un problema,
o state parlando su Skype con i vostri colleghi
perché siete confusi sui vostri dati.
Le scoperte scientifiche, come i microbi della sottosuperficie profonda,
possono essere molto, molto lente.
Ma nel nostro caso, questa volta siamo stati ripagati.
Abbiamo scoperto che tonnellate di anidride carbonica
stavano uscendo da questa placca oceanica profonda.
E ciò che le teneva imprigionate
e impediva loro di essere rilasciate nell'atmosfera
era che, in profondità,
sotto tutti gli adorabili bradipi e tucani del Costa Rica,
c'erano dei chemiolitoautotrofi.
Questi microbi e i processi chimici che avvenivano intorno a loro
stavano convertendo l'anidride carbonica in carbonati
bloccandola in profondità.
E vi chiederte:
se questi processi di sottosuperficie sono così bravi a risucchiare
tutta l'anidride carbonica che arriva da sotto di loro,
potrebbero forse aiutarci con un problemino di CO2
che abbiamo in superficie?
Gli esseri umani stanno rilasciando tanta CO2 nell'atmosfera
da ridurre la capacità del pianeta
di sostenere la vita come la conosciamo.
Scienziati, ingegneri e imprenditori
stanno lavorando a metodi per eliminare la CO2
dai punti di emissione
cosicché non venga rilasciata nell'atmosfera.
E devono metterla da qualche parte.
Per questo motivo,
dobbiamo continuare a studiare i luoghi dove poter riporre la CO2,
possibilmente nella sottosuperficie,
per sapere cosa le succederà quando va lì.
Questi microbi della sottosuperficie profonda
saranno un problema perché sono troppo lenti
per poter tenere qualcosa laggiù?
O saranno utili
perché aiuteranno a convertire la CO2 in carbonati solidi?
Se una tale svolta fosse possibile
grazie a un solo studio condotto in Costa Rica,
immaginate cosa aspetta di essere scoperto lì sotto.
Questo nuovo campo di geobiochimica, o biologia della sottosuperficie profonda,
o in qualsiasi modo vogliate chiamarlo,
avrà enormi implicazioni,
non solo per mitigare il cambiamento climatico,
ma forse per capire come la vita e la terra sono coevoluti,
o per trovare nuovi prodotti utili per applicazioni industriali o mediche.
Forse addirittura per predire i terremoti
o trovare vita fuori dal nostro pianeta.
Potrebbe anche aiutare a capire le origini stesse della vita.
Fortunatamente, non devo fare tutto questo da sola.
Ho dei colleghi straordinari sparsi in tutto il mondo
che stanno decifrando i misteri
di questo mondo della sottosuperficie profonda.
Potrebbe sembrare che la vita sepolta nel profondo della crosta terrestre
sia così lontana delle nostre esperienze quotidiane da essere irrilevante.
Ma la verità è che questa vita strana e lenta
potrebbe fornirci le risposte ad alcuni dei più grandi misteri
della vita sulla terra.
Grazie.
(Applausi)