Matematica per l’Astrobiologia: Origine della Vita

Matematica per l’Astrobiologia: Origine della Vita

Siamo tutti familiari con il termine “Era dei Dinosauri” e con la matematica, ma nello studio della vita terrestre ci sono state numerose ed importanti ere che hanno preceduto il Cretaceo 65 milioni di anni fa. I geologi ed i paleontologi identificano più di una dozzina di importanti ere dalla formazione della Terra 4.6 milioni di anni fa. La vita su altri mondi, se esiste, potrebbe essere che si sia evoluta in epoche simili a quelle che riusciamo a riconoscere sul nostro pianeta. Facciamo un brevissimo riassunto di alcune ere geologiche:

Adeano (4.65 – 3.8 miliardi di anni fa) – Formazione della superficie terrestre; massivo impatto di asteroidi; formazione della Luna; deposito degli oceani; apparizione di acqua dolce sulle terre emerse.

Archeano (3.4 – 2.5 miliardi di anni fa) – Prime evidenze di organismi monocellulari; comparsa della fotosintesi, primi microfossili, primi batteri produttori di ossigeno, primi fossili di stromatoliti.

Proterozoico (2.5 miliardi di anni fa – 550 milioni di anni fa) – l’atmosfera diventa ossigenica; costruzione attiva delle montagne; appaiono i protisti come prime forme di vita monocellulari complesse, compaiono gli organismi pluricellulari eucarioti, Terra a palla di neve.

Fanerozoico (550 – 65 milioni di anni fa) – maggior diversificazione degli organismi multicellulari negli oceani, terra e aria.

Cenozoico (65 milioni di anni fa – oggi) – fine dell’era dei dinosauri e della megafauna; ascesa delle forme di vita mammifere, evoluzione dell’uomo; apparizione dell’uomo moderno.

Data la durata delle varie epoche come indicato sopra, e supponendo che ci troviamo davanti ad un pianeta simile alla Terra per età, massa, dimensioni e temperatura media possiamo stimare alcune percentuali interessanti (percentuali espresse come percentuali relative all’età del pianeta).

Percentuale di tempo in cui il pianeta possiede vita di qualsiasi tipo: 100% (3.8 Bya/ 4.6 Bya) = 83%

Percentuale di tempo in cui si può trovare solo vita monocellulare: durante il Proterozoico, la vita multicellulare è apparsa solo dopo un miliardo di anni, per cui solo la vita monocellulare era presente tra i 3.8 ed 1 miliardo di anni fa. Quindi, 100% (2.8 Bya/ 4.6 Bya) = 60%.

Percentuale di tempo in cui le forme di vita sono più complesse di quella batterica: durante l’era Proterozoica, la vita multicellulare compare verso un miliardo di anni fa ed esiste fino ad oggi. Per cui questo periodo di tempo dura un miliardo di anni, da cui: 100% (1.0 Bya/ 4.6 Bya) = 22%.

Percentuale di tempo in cui le forme di vita sono grandi e almeno altrettanto “intelligenti” come i mammiferi: 100% (65 milioni di anni / 4.6 Bya) = 1.4%.

Percentuale di tempo in cui le forme di vita sono “intelligenti” come i moderni umani: 100% (50000 anni/ 4.6 Bya) = 0.001%.

Tutti questi problemini molto semplici sono anche molto antropocentrici con un utilizzo insensato del termine “intelligenti”. Quest’ultimo va inteso come “complessità delle interazioni sociali, capacità di costruzione di oggetti, capacità di linguaggio, etc”. Ovviamente da biologo non posso ricadere in semplicismi di questo tipo, sappiamo che esistono animali sociali con complesse interazioni (formiche, api, etc), animali con sensi più sviluppati dei nostri, occhi più “sensibili”, e così via. Non esistono animali migliori di altri, siamo solo diversi. Questi problemi servono solo per dare una breve panoramica della scala dei tempi necessaria affinché, magari, un domani su un altro pianeta si potrebbe avere vita simile a quella della Terra.

A questo articolo comunque ne seguiranno altri con questa predilezione nei confronti della matematica. Niente di troppo complesso. Servono solo a far capire che anche nella biologia, o ancor più nell’astrobiologia la componente matematica e di calcolo assume un ruolo fondamentale, come in ogni altra materia scientifica da affrontare. La matematica è il linguaggio con cui la natura si rivela a noi. Vediamo di darle la giusta importanza.

Autore: Luca Tonietti

Fonti: nasa.gov