I ricercatori che esplorano le fumarole idrotermali nelle profondità della Fossa delle Marianne nell’Oceano Pacifico hanno fatto una scoperta sorprendente: minuscole strutture inorganiche che svolgono conversioni energetiche legate alla vita. Questo fenomeno è strettamente collegato alle teorie sull’origine della vita sulla Terra, con la più accreditata che suggerisce la sua comparsa vicino alle fumarole idrotermali oceaniche miliardi di anni fa, dove l’energia necessaria per le reazioni chimiche che hanno portato alla formazione dei primi organismi viventi era disponibile. Per approfondire, puoi leggere l’articolo su Nanostructures in the deep ocean floor hint at life’s origin | RIKEN.
Le fumarole idrotermali sono delle piccole aperture nel fondale oceanico attraverso le quali l’acqua marina può filtrare. Durante questo processo, l’acqua viene riscaldata dal magma sottostante e risale nuovamente, trasportando minerali disciolti provenienti dalle profondità. Quando l’acqua si raffredda, questi minerali si depositano formando strutture solide attorno alle fumarole, chiamate precipitati.
Uno specifico esempio di fumarola idrotermale, ospitata da serpentinite, è stata oggetto di attenta analisi da parte del team di ricerca. Questa fumarola presenta complessi strati di precipitati formati da ossidi metallici, idrossidi e carbonati. Campioni prelevati dal Campo di Sfiatamento Shinkai, situato a 5.743 metri di profondità, hanno rivelato che la superficie del precipitato era carica elettricamente, con variazioni nelle dimensioni e nella direzione della carica.
Attraverso l’osservazione dei campioni con microscopi ottici e raggi X, i ricercatori hanno individuato che i cristalli di brucite erano organizzati in minuscole nano-colonne che agivano come delle micro-fumarole, creando un meccanismo simile a quello utilizzato dalla vita per la conversione dell’energia osmotica.
Ryuhei Nakamura, del RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) in Giappone, ha dichiarato: “In modo inaspettato, abbiamo scoperto che la conversione dell’energia osmotica, fondamentale per la vita vegetale, animale e microbica, può avvenire in modo abiotico in un contesto geologico”. Le cellule viventi traggono energia dai gradienti ionici attraverso il trasporto selettivo degli ioni attraverso le membrane, un principio che viene ora sfruttato per generare energia osmotica dai gradienti di salinità tra acqua marina e acqua dolce. Per ulteriori dettagli, puoi consultare lo studio su Osmotic energy conversion in serpentinite-hosted deep-sea hydrothermal vents | Nature Communications.
Le fumarole idrotermali, con le loro intricate strutture nanoscalari, sembrano rappresentare un ambiente ideale per queste conversioni di gradienti ionici. Nakamura ha sottolineato che la scoperta di canali ionici spontanei nelle fumarole idrotermali in profondità ha implicazioni significative sull’origine della vita sulla Terra e oltre.
Lo studio pubblicato su Nature Communications potrebbe aprire la strada a ulteriori ricerche sulle fumarole idrotermali, che potrebbero contribuire allo sviluppo della “raccolta di energia blu”, un processo che sfrutta i gradienti di salinità tra acqua marina e acqua dolce per generare energia. Ma, ancor più importante, potrebbe fornire preziose informazioni su come la vita abbia avuto origine da processi fisici precedenti.
