L’astrobiologia di Avatar

In che modo la vita inizia e si evolve, dalla più semplice particella ricca di carbonio fino a un individuo pienamente consapevole? C’è vita oltre la Terra e se sì, come possiamo trovarla? Qual è il futuro per la vita sulla Terra e la sua esistenza nell’universo?

Louisa Preston, Riccioli d’oro e gli orsetti d’acqua – Alla ricerca della vita nell’universo, Il Saggiatore pag. 13

Che meraviglia l’astrobiologia! Sono passati alcuni anni da quando ho scoperto questa branca della scienza e sono sempre più convinta che sia un perfetto esempio di integrazione delle scienze anche a scuola. Provate a pensarci un momento: esiste un modo migliore per raccordare lo studio dell’astronomia fatto in prima con lo studio della biologia della seconda? P-E-R-F-E-T-T-A!

Come sapete, quando tratto l’astronomia in prima introduco sempre il concetto di abitabilità di un pianeta, discutendo le condizioni necessarie perché la vita si sviluppi e sopravviva.

Io ho una vera passione anche per la fantascienza. Quando leggo un libro o guardo un film, non mi limito a sognare mondi e tecnologie impossibili ma adoro cercare la scienza, quella vera, nascosta tra le pieghe della fantasia di autori o registi.

Avete mai visto Avatar di James Cameron (2009)?

Avatar è un film che amo molto, ambientato nel 2154 su Pandora, una delle molte lune del pianeta fittizio Polifemo, un gigante gassoso delle dimensioni di Saturno che si trova nel sistema della stella (questa volta vera!), bianco-gialla, Alpha Centauri A, molto simile al nostro Sole, che trovandosi a quasi 4,4 anni luce di distanza dalla Terra è il sistema stellare più vicino a noi.

Il sistema di Alfa Centauri è ha effettivamente tre stelle che ruotano ciascuna attorno alle altre: Alfa Centauri A, che è più grande del Sole del 20% , Alfa Centauri B, del 15% più piccola e una terza stella, Proxima Centauri, che orbita attorno alle altre due e che è una nana rossa più piccola del Sole dell’ 80%. Sia Cen A che Cen B sono chimicamente simili al Sole.

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Crediti: X-ray: Nasa/Cxc/University of Colorado/T.Ayres; Optical: Zdeněk Bardon/Eso

Le caratteristiche di Pandora

La maggior parte dei continenti di Pandora sono ricoperti da foreste tropicali lussureggiante e questo suggerirebbe che Pandora, insieme al pianeta attorno a cui orbita, potrebbe trovarsi nella zona “riccioli d’oro” della loro stella, in fascia di abitabilità quindi, alla distanza proprio giusta per poterne sfruttare la luce e perché l’acqua sulla superficie possa essere allo stato liquido.

Tutti i giganti gassosi del nostro sistema solare, però, sono circondati da satelliti rocciosi e ghiacciati e questo suggerirebbe che possa valere la stessa cosa per i giganti gassosi fuori dal nostro sistema solare. Quindi, come mai su Pandora c’è acqua liquida, foreste pluviali e ossigeno? È realistico o pura fiction?

Potrebbe essere realistico.

Si potrebbe, infatti, pensare che a causa della trazione gravitazionale esercitata dal gigantesco pianeta Polifemo, dall’interno di Pandora si sia liberata una grande quantità di anidride carbonica e che questa abbia creato un effetto serra tale da riscaldarla adeguatamente. Tutto è verde e rigoglioso per cui ecco spiegata anche la presenza di ossigeno nell’atmosfera.

L’atmosfera di Pandora è composta principalmente da azoto, ossigeno, anidride carbonica (al 18%!) e xeno ed è più densa del 20% rispetto a quella terrestre. Nonostante la presenza di ossigeno, la quantità di anidride carbonica è così alta da essere letale per gli umani che devono, quindi, portare maschere per poter respirare.

Pandora presenta un forte campo magnetico generato dalla presenza nelle sue rocce il minerale “unobtanium” (nome di fantasia assegnato dalla fantascienza a materiali con qualità fisiche impossibili), che deflette le radiazioni provenienti dalla stella formando così un potente scudo magnetico che protegge la vita sul pianeta.

Proprio come i superconduttori del mondo reale possono fluttuare in presenza di un campo magnetico, i Monti Hallelujah su Pandora sono sospesi nel vuoto e popolati dai draghi Banshee.

Inoltre, come sulla Terra, anche su Pandora si possono osservare aurore spettacolari danzare nel cielo.

La vita su Pandora

Tutte le forme di vita su Pandora hanno dimensioni notevoli.

Gli alberi, ad esempio, assomigliano a quelli della Terra per quanto riguarda la forma di tronco,  rami e foglie ma la gravità inferiore (20% di quella terrestre) ha fatto sì che abbiano assunto forme e proporzioni maggiori.

Gli alberi, per vivere, hanno bisogno di estrarre l’acqua dal terreno e portarla, contro la forza di gravità, fino alle foglie. A causa della forza di gravità, sulla Terra l’altezza massima di una pianta compatibile con la vita è quella delle sequoie. Altezze maggiori non permetterebbero all’acqua di salire fino in cima per raggiungere le foglie.

Su Pandora la gravità è molto bassa per cui è abbastanza plausibile che ci siano alberi giganteschi, molto più grandi di quelli terrestri. Inoltre, con tutta l’anidride carbonica a disposizione non ci sono limiti per la loro crescita.

Ma su Pandora tutto è grande, non solo gli alberi.

Ci sono molte creature incredibili come ad esempio l’Hammerhead Titanothere.

677386-acc8349a0d92f60868755ba247be44aaQuesto animale di grandi dimensioni è molto simile al rinoceronte terrestre nonostante la testa a martello che usa come arma da difesa e attacco. Il rinoceronte di Pandora ha 6 zampe: 2 paia anteriori e un paio posteriore. Ma non è il solo.

Infatti, oltre ad essere di grandi dimensioni, tutti gli animali su Pandora, specialmente quelli di grossa taglia, hanno 6 zampe, 2 paia di occhi e degli orifizi respiratori alla base del collo, a livello della clavicola, per aumentare la quantità di ossigeno preso dall’ambiente durante la respirazione. Quasi tutti, hanno anche un paio di appendici, dette “code neurali”, contenenti terminazioni nervose parzialmente esterne, con cui stabiliscono connessioni, ossia un legame bio-neuro-chimico, che permettono alle due creature legate di sentire l’una il corpo dell’altra come fosse il proprio. Gli animali terrestri, inoltre, hanno tutti 4 dita su ogni arto.

Gli animali volanti di Pandora hanno anche ossa rinforzate con fibra di carbonio, per volare meglio nell’atmosfera molto densa del satellite.

Oltre a rinoceronti, ci sono lucertole (Fan Lizard), lupi (Viperwolf), pantere (Thanator), cavalli (Direhorses), daini (Hexapede), scimmie (Prolemuri), fenicotteri (Tetrapteron), draghi (Banshee) ma anche creature davvero particolari che riflettono la grande passione di Cameron per la vita dell’oceano profondo, come l’Helicoradian, e  una diffusa bioluminescenza in animali, piante e Na’vi.

Helicoradians

Credits: https://james-camerons-avatar.fandom.com/wiki/Helicoradian?file=Helicoradians.jpg

L’Helicoradian, ad esempio, è ispirato al verme albero di Natale dotato di branchie coloratissime che si avvolgono a spirale e che il verme ritrae a seguito di qualsiasi vibrazione o variazione luminosa o di pressione.

Il Panopyra è, invece, una strana forma di vita bioluminescente simile ad una medusa.

Panopyra3

Quasi tutti questi adattamenti, necessari per vivere in un ambiente a bassa gravità, sono presenti anche nella popolazione dei Na’vi. Si tratta di una specie umanoide dalla pelle blu, con corpi giganteschi ben adattati alla bassa gravità del pianeta, una vista decisamente più acuta di quella umana (supera lo spettro del visibile umano), orecchie feline, una lunga coda che li bilancia, 4 dita su ogni arto e un naso prominente.

La pelle dei Na’vi è blu per via della cianina, un pigmento che produce colori nello spettro del blu, del viola e del ciano, il loro sangue è rosso, poiché utilizza un composto ferroso simile all’emoglobina per trasportare l’ossigeno in tutto il corpo e sulla pelle hanno cellule bioluminescenti che emettono luce quando i livelli di luminosità ambientale si abbassano.

I Na’vi, però, non hanno sei arti ma solo quattro, né orifizi per respirare come gli umani terrestri. Come mai?

Probabilmente, in questo caso, la biologia c’entra poco. Trovereste sexy personaggi con quattro braccia?

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Insomma, c’è davvero una biodiversità incredibile su Pandora, tutta da scoprire e sfruttare in classe.

Possiamo usare le ambientazioni e i personaggi di questo film in mille modi diversi: come raccordo tra astronomia e biologia, per un confronto tra le caratteristiche di Pandora e quelle della Terra riguardo a clima, biodiversità e habitat, per discutere il ruolo degli umani su Pandora come “specie invasive”, per discutere le differenze tra come i Na’vi usano e fanno affidamento sulla foresta per la loro sopravvivenza e come, invece, l’uomo si relaziona col pianeta Terra,  per analizzare gli adattamenti in relazione a clima o gravità, per studiare le relazioni trofiche tra gli organismi e, perché no, per appassionare alla scienza anche attraverso la fantasia.

Che ne dite? Avete mai usato Avatar in classe? Se sì, come? Fatemi sapere cosa ne pensate! Ci vediamo sempre su questo blog venerdì prossimo! 🙂

Barbara

Per saperne di più:

N.B. Lo sapevate? Un nuovo Avatar in arrivo!

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