L’antica lotta per la vita dell’azoto

Una ricerca individua particolari molecole di azoto che avrebbero indotto una sorta di ‘tiro alla fune’ tra l’atmosfera terrestre e le profondità del nostro pianeta. I risultati su Science Advances

Atmosfera terrestre (Nasa)

Atmosfera terrestre (Nasa)

Giulia Bonelli 20 novembre 2017

Un ‘tiro alla fune’ planetario tra le profondità della Terra e gli strati più alti dell’atmosfera. Premio in palio, la nascita della vita. È l’affascinante storia raccontata da un team di ricerca coordinato dalla Rice University a Houston, che ha messo in luce per la prima volta un antico processo che avrebbe influito in modo determinante sullo sviluppo delle prime forme viventi. “All’inizio non ci abbiamo creduto – dice Laurence Yeung, leader dello studio pubblicato su Science Advances – e abbiamo impiegato circa un anno soltanto per convincerci del fatto che le misure erano accurate.”


Ma andiamo con ordine. Questa storia planetaria ruota attorno all’azoto, un elemento chiave della vita che costituisce oltre i ¾ dell’atmosfera terrestre. A confronto con altri elementi come l’ossigeno o l’idrogeno, l’azoto è molto stabile: due dei suoi atomi formano la molecola N2, in grado di andarsene in giro per l’atmosfera per circa 10 milioni di anni prima di rompersi. La maggior parte dell’azoto ha una massa atomica di 14; soltanto lo 0.4% appartiene alla famiglia dell’azoto-15, un isotopo che contiene un neutrone in più. Dal momento che questo tipo di atomo è già raro, le molecole di N2 che contengono due atomi di azoto-15, dette 15N15N, sono rarissime.


Il nuovo studio dimostra che, sorprendentemente, l’atmosfera terrestre è 20 volte più ricca di molecole 15N15N rispetto a quanto si può trovare vicino alla superficie del pianeta. Gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti sul consumo e la produzione di azoto, in modo da trovare la cosiddetta ‘firma’ della preziosa molecola con doppio atomo di azoto-15. I risultati hanno mostrato che l’atmosfera è centinaia di volte più veloce a processare l’azoto rispetto a quanto lo sia il sottosuolo: in altri termini, i processi biologici sono più rapidi di quelli geologici. Da qui l’idea del ‘tiro alla fune’ legato all’azoto. “La presenza di 15N15N nell’atmosfera – spiega Yeung –  riflette un equilibrio tra l’azoto atmosferico, l’azoto sulla superficie associato allo sviluppo della vita, e infine l’azoto all’interno del pianeta stesso. In pratica, il processo responsabile dell’arricchimento di 15N15N nell’atmosfera ha dovuto ‘combattere’ contro questa ‘firma’ biologica.”


Gli esperimenti per riprodurre le condizioni atmosferiche (Laurence Yeung/Rice University)