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)