Diversi composti organici su Marte rivelati dal primo esperimento SAM con TMAH

Indizi antichi nascosti nelle rocce marziane

Per chi si chiede se Marte abbia mai avuto gli ingredienti per la vita, questo studio fornisce un nuovo e importante frammento del puzzle. Utilizzando un potente laboratorio chimico a bordo del rover Curiosity della NASA, gli scienziati hanno individuato una sorprendente varietà di molecole a base di carbonio in rocce formatesi circa 3,5 miliardi di anni fa. Queste scoperte non dimostrano la presenza di vita passata, ma mostrano che materia organica complessa è sopravvissuta sulla superficie marziana per miliardi di anni, nonostante la radiazione intensa e l’alterazione chimica.

Un rover come laboratorio mobile su Marte

Le scoperte provengono dallo strumento Sample Analysis at Mars (SAM) di Curiosity, che può riscaldare polvere di roccia perforata e analizzare i gas rilasciati. In questo esperimento il rover ha trivellato una arenaria ricca di argilla chiamata Mary Anning 3, parte del membro Knockfarrill Hill nella regione Glen Torridon del cratere Gale. Queste rocce furono una volta sedimenti sul fondo o vicino alla riva di un antico lago, e i loro minerali argillosi sono noti sulla Terra per la capacità di intrappolare e preservare materia organica. Mirando a tali rocce, il team sperava di catturare indizi chimici a lungo sepolti del passato remoto di Marte.

Un bagno chimico speciale per la polvere marziana

Ciò che rende diverso questo esperimento è un reagente chiamato idrossido di tetrametilammonio (TMAH). Invece di limitarsi a cuocere la roccia in un forno, SAM ha aggiunto questo liquido fortemente alcalino e poi ha riscaldato la miscela. Sulla Terra questo approccio — noto come termochemolisi — può rompere strutture organiche grandi e resistenti e «capparne» i frammenti in modo da renderli più facilmente rilevabili. All’interno di SAM, i gas rilasciati durante il riscaldamento sono stati in parte misurati direttamente e in parte intrappolati, separati in colonne di gascromatografia e poi analizzati mediante spettrometria di massa per determinarne l’identità.

Una galleria di molecole organiche marziane

Il trattamento con TMAH ha rivelato più di 20 diverse molecole organiche che erano assenti o molto meno evidenti in precedenti esperimenti di riscaldamento più semplici sulla stessa roccia. Molte di queste molecole hanno struttura ad anello, incluse strutture simili al benzene, composti a due anelli come il naftalene e anelli contenenti zolfo come il benzotiofene. Alcune portano gruppi chimici aggiuntivi contenenti ossigeno, azoto o zolfo. Il team ha persino rilevato segni di una struttura ad anello contenente azoto nota come N-eterociclo, un tipo di motivo che, in altri contesti, compare in molecole biologicamente importanti come gli acidi nucleici. La varietà e le dimensioni di questi composti suggeriscono che siano frammenti di materiale macromolecolare antico più grande che il TMAH ha contribuito a demolire.

Distinguere molecole nate su Marte dagli artefatti del rover

Una delle maggiori sfide è separare ciò che proviene realmente da Marte dalle molecole prodotte altrove nello strumento. L’impianto di SAM contiene materiali organici propri e una lenta perdita di un altro reagente (MTBSTFA) è nota fin dall’atterraggio di Curiosity. Per districare queste influenze, gli scienziati hanno confrontato la run di Mary Anning 3 con run di controllo e di pulizia, e con test di laboratorio dettagliati. Hanno inoltre eseguito esperimenti corrispondenti sul meteorite ricco di carbonio Murchison, un sostituto del tipo di materiale che potrebbe essere caduto su Marte in passato. Molti dei composti osservati nella roccia marziana, incluso il benzotiofene e vari sistemi anellati metilati, mostrano lo stesso comportamento nei test su meteoriti quando grandi reti di carbonio sono scomposte dal TMAH. Allo stesso tempo, alcuni marcatori di contaminazione non sono comparsi, rafforzando l’ipotesi che molecole chiave, specialmente gli anelli aromatici più grandi, siano indigene alla roccia marziana.

Cosa significano queste tracce chimiche per Marte

Nel loro insieme, i risultati dipingono il quadro di Marte come di un mondo in cui materiale complesso a base di carbonio era presente nelle fasi iniziali della sua storia e in cui parte di esso è perdurata nelle rocce superficiali per miliardi di anni. Lo studio non afferma che questi organici siano di origine biologica; potrebbero provenire da meteoriti, da reazioni non biologiche tra acqua e rocce, o da altri processi. Ma la semplice diversità di molecole conservate — incluse specie contenenti zolfo e azoto e possibili N-eterocicli — dimostra che Marte ha conservato un archivio chimico ricco del suo passato. Questo primo esperimento in situ con TMAH dimostra che Curiosity e le missioni future possono mettere a nudo materiale macromolecolare antico su Marte. Con run meglio ottimizzati e nuovi strumenti sui prossimi rover e lander, tecniche simili potrebbero un giorno rivelare se parte di quel carbonio antico abbia fatto parte di sistemi viventi.

Citazione: Williams, A.J., Eigenbrode, J.L., Millan, M. et al. Diverse organic molecules on Mars revealed by the first SAM TMAH experiment. Nat Commun 17, 2748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70656-0

Parole chiave: Organici marziani, Rover Curiosity, Cratere Gale, Astrobiologia, Geologia marziana