In una roccia a bande bianche e nere dell’India orientale, i ricercatori hanno trovato carbonio vecchio di circa 3,5 miliardi di anni. Nessun minuscolo batterio pietrificato da mettere sotto una lente: quello rimasto è una specie di impronta chimica. E quella impronta ha caratteristiche compatibili con materiale prodotto da antichissimi microrganismi.
La scoperta arriva dal cratone di Singhbhum, una delle porzioni più antiche della crosta terrestre, ed è descritta in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Il gruppo guidato da Trisrota Chaudhuri, del Geological Survey of India, ha datato la roccia a 3,497 miliardi di anni, con un margine di circa 5 milioni. Secondo gli autori, potrebbe essere la più antica roccia datata in questo modo a conservare una biosignatura, cioè una traccia chimica attribuibile alla vita.
Come si dà un’età a qualcosa di così antico?
Il carbonio presente nella roccia non arriva con la carta d’identità. Per stabilire quando sia finito lì, i ricercatori hanno cercato minuscoli cristalli di zircone, un minerale molto resistente che può conservare per miliardi di anni le informazioni necessarie alla datazione.
Ne hanno trovati all’interno dello stesso chert, una roccia ricca di silice formatasi sul fondo di un antico mare. I cristalli sarebbero arrivati insieme a cenere prodotta dall’attività vulcanica mentre quei sedimenti si stavano depositando. Quattro zirconi abbastanza ben conservati hanno restituito età compatibili tra loro: da qui la stima di 3,497 miliardi di anni.
È un passaggio importante perché molte presunte tracce della vita primordiale sono difficili da datare con precisione. Alcune provengono da rocce ancora più antiche, in Groenlandia e Canada, che però sono state pesantemente trasformate da calore e pressione nel corso di miliardi di anni. Quando la Terra cucina una roccia per abbastanza tempo, ricostruire ciò che conteneva all’inizio diventa parecchio complicato.
Il carbonio ha la firma che ci si aspetta dalla vita
Una volta stabilita l’età, rimaneva la domanda più interessante: quel carbonio da dove arrivava?
Il carbonio esiste in forme leggermente diverse, chiamate isotopi. Gli esseri viventi, quando lo utilizzano per costruire le proprie molecole, tendono a preferirne la versione più leggera. Nel materiale rimane quindi una proporzione caratteristica tra carbonio-12 e carbonio-13.
Nel campione indiano i ricercatori hanno misurato un valore di −30,9 per mille, compatibile con la fissazione biologica del carbonio. In parole meno da laboratorio: la composizione somiglia a quella che ci si aspetterebbe se quel materiale fosse passato, miliardi di anni fa, attraverso il metabolismo di organismi viventi.
Gli autori arrivano anche a una possibilità più precisa. Quel segnale è compatibile con meccanismi relativamente sofisticati di fissazione della CO₂, compreso il ciclo di Calvin, oggi utilizzato da piante, alghe e numerosi microrganismi. Questo suggerirebbe che già 3,5 miliardi di anni fa alcune forme di vita avessero sviluppato sistemi ben organizzati per procurarsi carbonio. Suggerirebbe, appunto: dalla composizione di una roccia non possiamo ricostruire l’intero metabolismo del suo antico proprietario.
Anche la struttura del chert aiuta. Al suo interno compaiono sottilissimi strati alternati di silice e materiale ricco di carbonio, che i ricercatori interpretano come possibile residuo di un tappeto microbico: comunità di microrganismi che crescono una sopra l’altra formando piccoli strati, qualcosa che esiste ancora oggi in determinati ambienti.
Il fossile da mostrare, però, manca
La cautela sta tutta qui. Nel chert non sono state osservate cellule fossili riconoscibili. La prova proposta dallo studio nasce dall’insieme di età della roccia, isotopi del carbonio, posizione del materiale e struttura degli strati.
I ricercatori hanno controllato anche quanto la roccia sia stata riscaldata dopo la sua formazione. Il carbonio antico negli strati del chert avrebbe raggiunto circa 338 °C: abbastanza per modificarlo, senza trasformarlo completamente in grafite ordinata e cancellarne ogni caratteristica originale. Nelle fratture della roccia compare invece grafite formatasi molto più tardi, quando fluidi molto più caldi attraversarono il materiale. Distinguere le due cose era fondamentale: altrimenti si sarebbe rischiato di scambiare un visitatore arrivato dopo per l’inquilino di 3,5 miliardi di anni fa.
Il luogo in cui quella roccia si formò doveva essere piuttosto movimentato. Il mare era privo dell’ossigeno che conosciamo oggi e l’attività vulcanica e idrotermale portava nell’acqua ferro, silice, zolfo e altri elementi. Ambienti simili, attorno alle sorgenti idrotermali dei fondali oceanici, ospitano ancora oggi comunità microbiche capaci di vivere senza bisogno della luce del Sole.
La scoperta, quindi, non consegna il ritratto del “primo essere vivente” della Terra e non stabilisce quando sia comparsa la vita. Sposta però un altro tassello molto indietro nel tempo: circa 3,5 miliardi di anni fa processi biologici capaci di lasciare una firma riconoscibile nel carbonio potrebbero essere già stati attivi.
Ora il gruppo vuole cercare altre rocce simili nel cratone di Singhbhum. Quella banda scura intrappolata nel quarzo ha resistito per quasi tre quarti dell’intera storia della Terra. Capire se ce ne siano altre potrebbe dirci quanto fosse comune la vita in quei mari antichissimi. La cellula è sparita da un pezzo. La sua chimica, forse, ha avuto molta più pazienza.
Fonte: PNAS