Cosa serve a un pianeta per ospitare la vita

"Venere è troppo caldo, Marte è troppo freddo e la Terra ha la giusta temperatura" dice lo scienziato Dave Brain. Ma perché? In questo intervento piacevolmente spiritoso, Brain esplora l'appassionante scienza che definisce cosa serve a un pianeta per poter ospitare la vita e perché l'umanità potrebbe essere nel posto giusto al momento giusto nella storia dei pianeti che possono ospitare la vita.

Sono contento di essere qui.

Sono contento che siate qui,

altrimenti sarebbe un po' strano.

Sono contento che siamo tutti qui.

E con "qui", non intendo qui.

O qui.

Ma qui.

Intendo la Terra.

E con "noi", non intendo noi
qui nell'auditorium,

ma la vita,

tutta la vita sulla Terra --

(Risate)

dalla vita complessa
a quella monocellulare,

dalle muffe ai funghi

agli orsi volanti.

(Risate)

La cosa interessante

è che la Terra è l'unico luogo,
per quanto ne sappiamo, in cui c'è vita --

8,7 milioni di specie.

Abbiamo cercato in altri luoghi,

magari non tanto bene
quanto avremmo potuto,

ma abbiamo cercato
e non abbiamo trovato niente;

la Terra è l'unico luogo
che conosciamo in cui c'è vita.

La Terra è speciale?

È una domanda a cui ho voluto
trovare la risposta

fin da piccolo,

e ho il sospetto che l'80%
di questo auditorium

ha pensato la stessa cosa
e ha cercato una risposta.

Per capire se ci sono pianeti --

là fuori nel nostro sistema solare
o oltre --

che siano adatti alla vita,

il primo passo è capire
cosa serve alla vita qui.

A quanto pare,
delle 8,7 milioni di specie,

alla vita servono tre cose.

Da un lato, la vita sulla Terra
ha bisogno di energia.

La vita complessa come la nostra
prende l'energia dal sole,

ma la vita in profondità
può ricavare l'energia

dalle reazioni chimiche.

Ci sono diverse fonti di energia

disponibili su tutti i pianeti.

D'altro canto,

alla vita serve cibo, nutrimento.

Una richiesta impegnativa, specialmente
se vogliamo un succoso pomodoro.

(Risate)

Tuttavia, tutta la vita sulla Terra
trae nutrimento

da sei sostanze chimiche,

che si trovano
su ogni corpo planetario

del nostro sistema solare.

Rimane quella cosa in mezzo

la cosa più difficile da raggiungere.

Non l'alce, ma l'acqua.

(Risate)

Anche se l'alce non sarebbe male.

(Risate)

E non ghiaccio, non acqua
allo stato gassoso, ma allo stato liquido.

Questo serve alla vita
per sopravvivere, a tutta la vita.

E molti corpi del sistema solare
non hanno acqua liquida,

quindi lì non cerchiamo.

Altri corpi del sistema solare
potrebbero avere acqua in abbondanza,

anche più della Terra,

ma è intrappolata
sotto una coltre di ghiaccio,

e quindi difficile da raggiungere,

è addirittura difficile capire
se là sotto ci sia vita.

Rimangono pochi corpi a cui pensare.

Cerchiamo quindi di semplificare.

Pensiamo solo all'acqua liquida
sulla superficie di un pianeta.

Ci sono solo tre corpi a cui pensare
nel nostro sistema solare,

che abbiano acqua liquida in superficie,

e in ordine di distanza dal sole sono:
Venere, Terra e Marte.

Serve un'atmosfera
perché l'acqua sia liquida.

Dobbiamo stare molto attenti
a quell'atmosfera.

Non può essercene troppa,
né essere troppo densa o troppo calda,

altrimenti si finisce come Venere:
troppo caldo,

e non c'è acqua allo stato liquido.

Ma se l'atmosfera non è sufficiente,
troppo sottile e troppo fredda,

si finisce come su Marte: troppo freddo.

Quindi Venere è troppo caldo,
Marte è troppo freddo,

e la Terra ha la temperatura ideale.

Guardate le immagini dietro di me
e vedrete automaticamente

dove la vita può sopravvivere
nel nostro sistema solare.

È un un problema
tipo "Riccioli d'Oro",

ed è così semplice
che lo capirebbe un bambino.

Tuttavia, vorrei ricordarvi due cose

della storia di Riccioli d'Oro
a cui forse non pensiamo spesso

me che credo siano rilevanti
in questo caso.

Numero uno:

se la ciotola di Mamma Orso
è troppo fredda

quando Riccioli d'Oro entra nella stanza,

significa che è sempre stata
troppo fredda?

O potrebbe essere stata perfetta
in un altro momento?

È il momento in cui Riccioli d'Oro
entra nella stanza

a determinare la risposta
che otteniamo nella storia.

Lo stesso vale per i pianeti.

Niente è statico. Cambiano.

Variano. Si evolvono.

E l'atmosfera fa lo stesso.

Vi faccio un esempio.

Questa è una delle mie foto preferite
di Marte.

Non è ad altissima risoluzione,
non è tra le più sexy,

non è la più recente,

ma mostra alvei fluviali
che solcano la superficie del pianeta,

scavati dall'acqua liquida in movimento;

si formano in centinaia o migliaia
o decine di migliaia di anni.

Questo non può succedere
su Marte oggi.

L'atmosfera di Marte oggi
è troppo sottile e troppo fredda

perché l'acqua rimanga stabile
allo stato liquido.

Questa immagine vi dice
che l'atmosfera di Marte è cambiata,

ed è cambiata molto.

È cambiata da uno stato
che definiremmo abitabile,

perché i tre requisiti per la vita
c'erano tempo fa.

Dov'è andata quell'atmosfera

che aveva permesso all'acqua
di essere liquida in superficie?

Un'idea è che sia fuggita
verso lo spazio.

Le particelle atmosferiche avevano
abbastanza energia per liberarsi

dalla gravità del pianeta,

fuggire nello spazio,
per non tornare più.

Questo succede
in tutti i corpi con atmosfera.

Le comete hanno la coda

che sono un promemoria incredibilmente
visibile di fuga dell'atmosfera.

Ma anche Venere ha un'atmosfera
che fugge con il tempo,

e anche Marte e la Terra.

È solo questione di grado e scale.

Vorremmo capire quanta
ne è fuggita con il tempo

in modo da spiegare questa transizione.

L'atmosfera da dove prende
l'energia per scappare?

Le particelle, come prendono
energia per liberarsi?

Ci sono due modi, se vogliamo
semplificare un po' le cose.

Primo, la luce del sole.

La luce emessa dal sole
può essere assorbita

dalle particelle atmosferiche

e scaldare le particelle.

Sì, sto ballando, ma --

(Risate)

O mio Dio, neanche al mio matrimonio.

(Risate)

Prendono abbastanza energia
da scappare e liberarsi

dalla gravità del pianeta,
solo riscaldandosi.

Un secondo modo per prendere
l'energia è dal vento solare.

Sono particelle, massa, materiale
fuoriuscito dalla superficie del sole,

e attraversano il sistema solare

a 400 chilometri al secondo,

talvolta più velocemente
durante le tempeste solari,

e sfrecciano per lo spazio interplanetario

verso i pianeti e le loro atmosfere,

e possono fornire energia

anche per far fuggire
le particelle atmosferiche.

È una cosa che mi interessa,

perché è collegato all'abitabilità.

Ho citato due cose
della storia di Riccioli d'Oro

su cui volevo attirare l'attenzione
e ricordare,

e la seconda è un po' più sottile.

Se la ciotola di Papà Orso è troppo calda,

e la ciotola di Mamma Orso
è troppo fredda,

la ciotola di Orsetto
non dovrebbe essere ancora più fredda

se seguiamo la tendenza?

Questa cosa che avete accettato
tutta la vita,

se ci pensate meglio,
potrebbe non essere così semplice.

Certamente, la distanza di un pianeta
dal sole determina la sua temperatura.

Deve avere un ruolo nell'abitabilità.

Ma forse ci sono altre cose
a cui dovremmo pensare.

Forse sono le ciotole stesse

che aiutano a definire
il finale della storia,

quello che va bene.

Potrei parlarvi
di tante diverse caratteristiche

di questi tre pianeti

che potrebbero influenzare l'abitabilità,

ma per motivi egoistici
legati alla mia ricerca

e il fatto che sono qui e faccio scorrere
la presentazione e voi no --

(Risate)

vorrei parlare per un paio di minuti

dei campi magnetici.

La Terra ne ha uno;
Venere e Marte non he hanno.

I campi magnetici sono generati
dalle profondità del pianeta

da un turbolento
fluido conduttore di elettricità

che crea questo grande campo magnetico
che circonda la Terra.

Se avete una bussola,
sapete da che parte è il nord.

Venere e Marte non ce l'hanno.

Se avete una bussola su Venere e Marte,

complimenti, vi siete persi.

(Risate)

Questo influenza l'abitabilità?

Come potrebbe?

Molti scienziati pensano
che un campo magnetico di un pianeta

serva da scudo per l'atmosfera,

deviando le particelle
del vento solare intorno al pianeta

come una specie di campo di forza

che ha a che fare
con la carica elettrica delle particelle.

Mi piace vederlo
come uno scudo da starnuti per pianeta.

(Risate)

E sì, i miei colleghi
che mi guarderanno si renderanno conto

che per la prima volta
nella storia della nostra comunità

il vento solare
è stato paragonato al muco.

(Risate)

L'effetto è che la Terra
potrebbe essere stata protetta

per miliardi di anni,

dal campo magnetico.

L'atmosfera non è riuscita a scappare.

Marte, d'altro canto, non è stata protetta

per assenza di un campo magnetico,

e in miliardi di anni,

è stata portata via abbastanza atmosfera

da passare dal pianeta abitabile

al pianeta che vediamo oggi.

Altri scienziati pensano
che i campi magnetici

agiscano più come vele di una nave,

permettendo al pianeta di interagire
con più energia con il vento solare

di quanto non possa interagire da solo.

Le vele raccolgono
l'energia dal vento solare.

Il campo magnetico raccoglie
energia dal vento solare

che favorisce ancora di più
la fuga dell'atmosfera.

È un'idea che va testata,

ma l'effetto e come funziona

sembra evidente.

Questo perché sappiamo

che l'energia del vento solare
viene depositata nell'atmosfera

qui sulla Terra.

L'energia viene condotta
lungo le linee del campo magnetico

verso le regioni polari,

dando luogo a meravigliose aurore.

Se non le avete mai viste, sono splendide.

Sappiamo che entra energia.

Stiamo cercando di misurare
quante particelle escono

e se il campo magnetico influisce
in qualche modo.

Vi ho posto un problema,

ma non ho ancora la soluzione.

Non abbiamo una soluzione.

Ma ci stiamo lavorando.
Come ci stiamo lavorando?

Abbiamo spedito veicoli spaziali
sui tre pianeti.

Alcuni oggi sono in orbita,

compresa la sonda MAVEN
che attualmente orbita intorno a Marte,

in cui sono coinvolto
e che è gestita da qui,

dall'Università del Colorado.

È progettata per misurare
la fuga di atmosfera.

Abbiamo misure simili
da Venere e la Terra.

Una volta che avremo tutti i dati,

potremo combinarli tutti,
e potremo capire

come i tre pianeti interagiscono,

con lo spazio circostante.

E potremo decidere se i campi magnetici
sono importanti per l'abitabilità

oppure no.

Una volta ottenuta quella risposta,
perché dovrebbe importarci?

Voglio dire, mi interessa molto...

anche finanziariamente,
ma profondamente.

(Risate)

Prima di tutto,
una risposta a questa domanda

ci dirà di più su questi tre pianeti.

Venere, Terra e Marte,

non solo su come interagiscono
con l'ambiente oggi,

ma com'erano miliardi di anni fa,

se erano abitabili tempo fa oppure no.

Ci dirà delle atmosfere

che ci circondano e che sono vicine.

Inoltre, quello che impareremo
da questi pianeti

si può applicare ad altre atmosfere,

compresi i pianeti che stiamo osservando
intorno alle stelle.

Per esempio, la sonda Kepler,

costruita e controllata qui a Boulder,

osserva una zona del cielo
della dimensione di un francobollo,

da un paio d'anni,

e ha trovato migliaia di pianeti --

in una zona del cielo
della dimensione di un francobollo

che non crediamo sia molto diversa
da qualunque altra parte del cielo.

In 20 anni, siamo passati

dal non sapere niente sui pianeti
al di fuori del sistema solare,

ad averne così tanti ora,

da non sapere quale analizzare per primo.

Qualunque cosa aiuterà.

Infatti, sulla base di osservazioni
prese da Kepler

e altre osservazioni simili,

ora crediamo,

che dei 200 miliardi di stelle
della sola Via Lattea,

in media, ogni stella
ha almeno un pianeta.

Oltre a questo,

le stime suggeriscono che ci siano
dai 40 ai 100 miliardi

di questi pianeti
che definiremmo abitabili

in una sola galassia.

Abbiamo le osservazioni di questi pianeti,

ma non sappiamo ancora
quali sono abitabili.

È un po' come essere intrappolati
su un punto rosso --

(Risate)

su un palco

e sapere che là fuori
ci sono altri mondi

e volere disperatamente saperne di più,

volere interrogarli e scoprire
se anche solo un paio di loro

sono un po' come te.

Non si può fare.
Non ci si può ancora andare.

Quindi si devono usare
gli strumenti sviluppati

per Venere, Terra e Marte,

e si devono applicare ad altre situazioni,

e sperare di fare
deduzioni ragionevoli dai dati,

e che sarai in grado
di determinare i migliori candidati

al pianeta abitabile, e quali non lo sono.

Alla fine, e almeno per ora,

questo è il nostro punto rosso,
proprio qui.

È l'unico pianeta
che sappiamo essere abitabile,

anche se molto presto
potremmo saperne di più.

Ma per ora,
questo è l'unico pianeta abitabile,

e questo è il nostro punto rosso.

Sono felice che siamo qui.

Grazie.

(Applausi)