QUESTA TERRA E' LA MIA TERRA: Avellaneda nella camera oscura... (23)

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Stando alle nostre attuali conoscenze, tutta la vita dell’Universo prospera sulla superficie del Pianeta Terra, o in prossimità di essa. Sebbene non si possa escludere l’eventualità che in futuro venga scoperta una qualche forma di vita altrove, nel cosmo, per ora non abbiamo solide prove che ne dimostrino l’esistenza.

Quel che è certo è che finora né le sonde inviate sulla superficie di Marte e di altri pianeti, né i tentativi di captare segnali radio alieni provenienti dallo spazio hanno dato risultati positivi.

Perciò dobbiamo credere, almeno per adesso, che la vita pullulante sotto i nostri occhi sia l’unica esistente, e che il luogo dove noi viviamo sia, per questo aspetto, unico nell’Universo.

Che cosa rende la superficie della Terra un luogo così adatto alla genesi della vita e al suo perpetrarsi? Probabilmente, i fattori critici interagenti sono tre: una gamma di temperature che permette l’esistenza dell’acqua allo stato liquido, l’abbondanza di energia luminosa visibile senza troppe radiazioni ultraviolette e infrarosse pericolose e la particolare composizione chimica dell’atmosfera, che contiene ossigeno.

Tutte e tre queste condizioni, essenziali per le moderne forme di vita terrestri, si sono verificate grazie a una straordinaria attività delle piante, che si servono dell’energia luminosa emessa dal Sole per scindere le molecole d’acqua (H(2)O), generalmente stabili, mediante un processo detto ‘fotolisi’ che libera nell’atmosfera ossigeno molecolare gassoso (O(2)).

Poiché la molecola d’acqua contiene solo un atomo di ossigeno, e quella di ossigeno ne contiene invece due, per ogni molecola di O(2) liberata devono esserne scisse due di acqua. La fotolisi della molecola d’acqua è una delle fasi della fotosintesi, il processo con il quale la pianta attinge l’energia proveniente dal Sole per sintetizzare i nutrienti dei quali ha bisogno. Una volta scissa la molecola d’acqua, l’idrogeno non viene liberato come gas (H(2)), ma sotto forma dei protoni e degli elettroni che compongono ciascuno dei suoi atomi.

Nella cellula della foglia, tali protoni ed elettroni sono infine utilizzati per trasformare i prodotti ottenuti a partire dall’anidride carbonica, un gas che la pianta assorbe dall’atmosfera. Combinando i costituenti di idrogeno con l’anidride carbonica e altri componenti, la pianta sintetizza gli zuccheri che le servono sia per costruire i propri tessuti sia come riserva energetica.

Le piante dunque trasformano l’atmosfera terrestre, dalla quale dipende tutta la vita esistente sul pianeta, sia liberando ossigeno sia assorbendo anidride carbonica. Si pensa che l’atmosfera terrestre primitiva consistesse in larga misura di idrogeno, metano, ammoniaca e acqua, nonché di una certa quantità di anidride carbonica.

Una simile miscela risulterebbe tossica per tutte le forme di vita che oggi conosciamo, con pochissime eccezioni. L’attuale atmosfera, invece è caratterizzata dall’abbondanza (circa il 21%) di ossigeno libero, assolutamente necessario a quasi tutte le forme di vita superiori; si pensa che praticamente tutto l’ossigeno presente nella nostra atmosfera derivi dalla semplice fotolisi dell’acqua effettuata nelle foglie delle piante.

Nella stratosfera, parte dell’ossigeno, (O(2)), viene convertita in ozono, (O(3)), per azione della luce ultravioletta, e tale ozono stratosferico protegge la vita presente sulla superfice terrestre assorbendo gran parte delle pericolose radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole.

Il pianeta Marte ci offre l’esempio di un ambiente ostile alla vita, perché privo di ozono atmosferico: l’azione dei raggi ultravioletti ha infatti trasformato la superficie minerale di quel pianeta, generando sostanze ossidanti e corrosive che distruggerebbero le molecole della materia vivente.

Gran parte dell’anidride carbonica gassosa nell’atmosfera primordiale fu convertita in zuccheri dalle piante. L’odierna atmosfera terrestre, perciò, è diversa da quella primordiale anche per il suo contenuto estremamente basso (0,033%) di anidride carbonica. Questa alterazione della composizione chimica dell’atmosfera evitando l’eccessivo riscaldamento della Terra dovuto al trattenimento delle radiazioni infrarosse per effetto dell’anidride carbonica, ha indirettamente reso possibile la presenza di acqua allo stato liquido.

Poiché tutte le cellule viventi contengono un fluido acquoso che è il mezzo fondamentale in cui avvengono i processi metabolici, la presenza di temperature che consentono all’acqua di esistere allo stato liquido è probabilmente la condizione più importante perché la vita possa prosperare sulla Terra.

Sul nostro pianeta, la diffusione delle forme viventi è limitata soprattutto dal fattore temperatura, ed affinché la maggior parte delle forme viventi possa sopravvivere, la temperatura del pianeta non deve aumentare in misura tale da far evaporare l’acqua, innescando dei processi chimici irreversibili dalle gravi conseguenze….. ed inoltre sul nostro pianeta la diffusione delle forme viventi è limitata soprattutto dal fattore temperatura: giacché la Terra è un corpo approssimativamente sferico con un raggio equatoriale di quasi 6400 Km, coperto da una sottile crosta di materiale granitico solidificato il cui spessore è mediamente compreso fra i 5 e gli 8 Km sotto gli oceani è fra i 25 e i 50 Km in corrispondenze delle terre emerse, ed affinché la maggior parte delle forme viventi possa sopravvivere, la temperatura del guscio appena accennato non deve aumentare in misura tale da far evaporare l’acqua.

I raggi solari, infatti, riscaldano la Terra, che poi re-irradia parte dell’energia calorica assorbita rinviandola nello spazio sotto forma di radiazione infrarossa. L’anidride carbonica, la quale è trasparente alla luce visibile, assorbe invece radiazioni la cui lunghezza d’onda cade, appunto, nell’infrarosso, è importante, quindi, che il livello di anidride carbonica nell’atmosfera non diventi troppo alto, altrimenti questo ‘gas serra’ tratterà troppa energia calorica.

Fortunatamente, le piante verdi che popolano la Terra assorbono una quantità considerevole di anidride carbonica per utilizzarla nella fotosintesi, e attualmente il livello di questo gas nella nostra atmosfera è aumentato in maniera considerevole dall’inizio della rivoluzione industriale. Così la captazione dell’anidride carbonica da parte delle piante fotosintetiche può appena compensare la sua liberazione nel corso di processi quali la combustione, la respirazione e il dilavamento delle rocce, sempre che l’uomo non distrugga troppe foreste….

  

...Il Sole è essenzialmente un congegno termonucleare alimentato da una reazione nella quale quattro atomi di idrogeno si fondano per formarne uno di elio. In questo processo, una piccola quantità di massa va perduta con la liberazione di moltissima energia, secondo la famosa equazione di Einstein, E = mc2.  Parte di questa energia colpisce la superficie della Terra sotto forma di luce visibile. La peculiarità delle piante verdi consiste nella loro grande capacità di assorbire e di convertire in forma chimica l’energia associata a particolari lunghezze d’onda della luce.....

(Prosegue...)