The mysterious microbes living deep inside the earth -- and how they could help humanity | K. Lloyd

Traduttore: Elisabetta Siagri Revisore: Silvia Fornasiero

It may seem like we're all standing on solid earth right now,

Potrebbe sembrarci di essere su terreno solido in questo momento,

but we're not.

ma non è così.

The rocks and the dirt underneath us are crisscrossed by tiny little fractures

Le rocce e la terra sotto di noi sono intramezzati da piccole fratture

and empty spaces.

e spazi vuoti.

And these empty spaces are filled with astronomical quantities of microbes,

Questi spazi vuoti sono riempiti di quantità astronomiche di microbi,

such as these ones.

come questi.

The deepest that we found microbes so far into the earth

La maggiore profondità a cui abbiamo trovato dei microbi

is five kilometers down.

è a cinque chilometri.

So like, if you pointed yourself at the ground

Quindi, se puntaste verso terra

and took off running into the ground,

e cominciaste a correre dentro la terra,

you could run an entire 5K race and microbes would line your whole path.

potreste correre per cinque chilometri e i microbi sarebbero sempre presenti.

So you may not have ever thought about these microbes

Forse non avete mai pensato a questi microbi

that are deep inside earth's crust,

nelle profondità della crosta terrestre,

but you probably thought about the microbes living in our guts.

ma probabilmente avete pensato ai microbi nelle nostre budella.

If you add up the gut microbiomes

Se sommate il microbioma intestinale

of all the people and all the animals on the planet,

di tutte le persone e animali sul pianeta,

collectively, this weighs about 100,000 tons.

il totale peserebbe circa 100.000 tonnellate.

This is a huge biome that we carry in our bellies every single day.

Quello che portiamo nella nostra pancia ogni giorno è un bioma immenso.

We should all be proud.

Dovremmo esserne orgogliosi.

(Laughter)

(Risate)

But it pales in comparison to the number of microbes

Ma impallidisce in confronto al numero di microbi

that are covering the entire surface of the earth,

che ricoprono l'intera superficie terrestre,

like in our soils, our rivers and our oceans.

nel terreno, nei fiumi e negli oceani.

Collectively, these weigh about two billion tons.

Nell'insieme pesano circa due miliardi di tonnellate.

But it turns out that the majority of microbes on earth

Ma sembra che la maggior parte dei microbi sulla terra

aren't even in oceans or our guts or sewage treatment plants.

non si trovino negli oceani, nel nostro intestino o nelle fognature.

Most of them are actually inside the earth's crust.

La gran parte si trova in realtà all'interno della crosta terrestre.

So collectively, these weigh 40 billion tons.

Collettivamente pesano 40 miliardi di tonnellate.

This is one of the biggest biomes on the planet,

Questo è uno dei più grandi biomi del pianeta,

and we didn't even know it existed until a few decades ago.

e non sapevamo nemmeno che esistesse fino a pochi decenni fa.

So the possibilities for what life is like down there,

Quindi le possibilità di come sia la vita laggiù

or what it might do for humans,

o di cosa potrebbe fare per gli esseri umani

are limitless.

sono illimitate.

This is a map showing a red dot

In questa mappa, ogni pallino rosso

indica dove abbiamo ottenuto dei buoni campioni della sottosuperficie profonda

for every place where we've gotten pretty good deep subsurface samples

with modern microbiological methods,

con moderni metodi microbiologici,

and you may be impressed

e potreste rimanere sorpresi

that we're getting a pretty good global coverage,

nel vedere che c'è una buona copertura globale,

but actually, if you remember that these are the only places

ma in realtà, se pensate che questi sono gli unici posti

di cui abbiamo dei campioni, la situazione peggiora.

that we have samples from, it looks a little worse.

If we were all in an alien spaceship,

Se fossimo tutti in una navicella aliena,

trying to reconstruct a map of the globe from only these samples,

e cercassimo di ricostruire una mappa del globo solo da questi campioni

we'd never be able to do it.

non ci riusciremmo mai.

So people sometimes say to me,

Quindi ogni tanto mi chiedono:

"Yeah, there's a lot of microbes in the subsurface, but ...

"Sì, ci sono un sacco di microbi nella sottosuperficie, ma...

aren't they just kind of dormant?"

non sono dormienti?"

This is a good point.

Questa è una buona domanda.

Relative to a ficus plant or the measles or my kid's guinea pigs,

Rispetto a un ficus o al morbillo o ai porcellini d'India di mio figlio,

these microbes probably aren't doing much of anything at all.

questi microbi probabilmente non stanno facendo un granché.

We know that they have to be slow, because there's so many of them.

Sappiamo che devono essere lenti, perché ce ne sono moltissimi.

If they all started dividing at the rate of E. coli,

Se cominciassero a dividersi alla velocità dell'E. coli,

then they would double the entire weight of the earth, rocks included,

raddoppierebbero il peso complessivo della Terra, rocce incluse,

over a single night.

in una sola notte.

In fact, many of them probably haven't even undergone a single cell division

In realtà, molti di loro non hanno mai subito una divisione cellulare

since the time of ancient Egypt.

dai tempi dell'antico Egitto.

Which is just crazy.

Una cosa incredibile.

Like, how do you wrap your head around things that are so long-lived?

Cioè, come puoi riuscire a capire qualcosa che ha una vita così lunga?

But I thought of an analogy that I really love,

Ma ho pensato a un'analogia che mi piace moltissimo,

but it's weird and it's complicated.

ma è un po' strana e anche complicata.

So I hope that you can all go there with me.

Quindi spero che riusciate a seguirmi.

Alright, let's try it.

Bene, proviamo.

È un po' come cercare di capire il corso della vita di un albero,

It's like trying to figure out the life cycle of a tree ...

if you only lived for a day.

avendo un solo giorno da vivere.

So like if human life span was only a day, and we lived in winter,

Quindi, se la vita umana durasse solo un giorno e vivessimo in inverno,

then you would go your entire life

allora vivreste tutta la vostra vita

without ever seeing a tree with a leaf on it.

senza mai vedere un albero con una foglia.

And there would be so many human generations

E ci sarebbero così tante generazioni umane

that would pass by within a single winter

ad avvicendarsi in un singolo inverno

that you may not even have access to a history book

che potreste trovare solo libri di storia

that says anything other than the fact that trees are always lifeless sticks

dove di dice che gli alberi non sono che legni senza vita

that don't do anything.

che non fanno niente.

Of course, this is ridiculous.

Ovviamente, è ridicolo.

We know that trees are just waiting for summer

Si sa che gli alberi stanno aspettano l'estate

so they can reactivate.

per potersi riattivare.

But if the human life span

Ma se la vita umana

were significantly shorter than that of trees,

fosse molto più corta di quella degli alberi,

we might be completely oblivious to this totally mundane fact.

potremmo essere completamente ignari di questo fatto così banale.

So when we say that these deep subsurface microbes are just dormant,

Quindi, quando diciamo

che questi microbi della sottosuperficie profonda sono dormienti

are we like people who die after a day, trying to figure out how trees work?

siamo come le persone che muoiono dopo un giorno

e cercano di capire come funzionano gli alberi?

What if these deep subsurface organisms

E se questi organismi della profonda sottosuperficie

are just waiting for their version of summer,

stessero solo aspettano la loro estate,

but our lives are too short for us to see it?

e le nostre vite fossero troppo corte per poterla vedere?

If you take E. coli and seal it up in a test tube,

Se prendete l'E. coli e lo mettete in una provetta

with no food or nutrients,

senza cibo né nutrienti,

and leave it there for months to years,

e lo lasciate lì per mesi e anni,

most of the cells die off, of course, because they're starving.

certamente, molte cellule muoiono di fame.

But a few of the cells survive.

Ma alcune sopravvivono.

If you take these old surviving cells

Se prendete queste vecchie cellule sopravvissute

and compete them, also under starvation conditions,

e le fate competere, anche in condizioni di inedia,

against a new, fast-growing culture of E. coli,

contro delle nuove colture di E. coli in rapida crescita,

the grizzled old tough guys beat out the squeaky clean upstarts

i vecchi microbi brizzolati battono gli immacolati ultimi arrivati

every single time.

ogni singola volta.

So this is evidence there's actually an evolutionary payoff

Questa è una prova che esiste un vantaggio evolutivo

to being extraordinarily slow.

nell'essere estremamente lenti.

So it's possible

Quindi forse

that maybe we should not equate being slow with being unimportant.

non dovremmo pensare che essere lenti significhi non essere importanti.

Maybe these out-of-sight, out-of-mind microbes

Forse questi microbi invisibili a cui non pensiamo

could actually be helpful to humanity.

potrebbero essere utili all'umanità.

Ok, per quanto ne sappiamo,

OK, so as far as we know,

there are two ways to do subsurface living.

ci sono due modi per vivere in sottosuperficie.

The first is to wait for food to trickle down from the surface world,

Il primo è aspettare che il cibo goccioli dal mondo di superficie,

like trying to eat the leftovers of a picnic that happened 1,000 years ago.

un po' come mangiare i resti di un picnic di 1.000 anni fa.

Which is a crazy way to live,

È un modo di vivere pazzesco,

but shockingly seems to work out for a lot of microbes in earth.

ma, anche se scioccante, sembra funzionare per molti microbi sulla terra.

The other possibility is for a microbe to just say,

L'altra possibilità per un microbo è dire:

"Nah, I don't need the surface world.

"Nah, non mi serve il mondo in superficie.

I'm good down here."

Sto bene qui sotto".

For microbes that go this route,

I microbi che fanno questa scelta

they have to get everything that they need in order to survive

devono trovare tutto quello che serve per sopravvivere

from inside the earth.

all'interno della terra.

Some things are actually easier for them to get.

Alcune cose sono più facili di avere

They're more abundant inside the earth,

perché più abbondanti all'interno della terra,

like water or nutrients, like nitrogen and iron and phosphorus,

come acqua o nutrienti come l'azoto, il ferro e il fosforo,

or places to live.

o posti dove vivere.

These are things that we literally kill each other to get ahold of

Queste sono cose per cui ci ammazziamo, letteralmente,

up at the surface world.

qui in superficie.

But in the subsurface, the problem is finding enough energy.

Ma nella sottosuperficie, il problema è trovare abbastanza energia.

Up at the surface,

Sulla superficie,

plants can chemically knit together carbon dioxide molecules into yummy sugars

le piante possono trasformare molecole di CO2 in zuccheri appetitosi

as fast as the sun's photons hit their leaves.

non appena i fotoni del sole ne colpiscono le foglie.

But in the subsurface, of course, there's no sunlight,

Ma nella sottosuperficie, chiaramente non c'è luce solare,

so this ecosystem has to solve the problem

quindi questo ecosistema deve risolvere il problema

of who is going to make the food for everybody else.

di chi produrrà il cibo per tutti gli altri.

The subsurface needs something that's like a plant

La sottosuperficie ha bisogno di qualcosa che è come una pianta

but it breathes rocks.

ma che respira rocce.

Luckily, such a thing exists,

Fortunatamente, questa cosa esiste,

and it's called a chemolithoautotroph.

e si chiama chemiolitoautotrofo.

(Laughter)

(Risate)

Which is a microbe that uses chemicals -- "chemo,"

È un microbo che usa sostanze chimiche, "chemio",

from rocks -- "litho,"

a partire dalle rocce, "lito",

to make food -- "autotroph."

per fare cibo, "autotrofo".

And they can do this with a ton of different elements.

E possono farlo con moltissimi elementi diversi.

They can do this with sulphur, iron, manganese, nitrogen, carbon,

Possono usare solfuro, ferro, manganese, azoto, carbonio,

some of them can use pure electrons, straight up.

alcuni possono usare elettroni puri, semplicemente.

Like, if you cut the end off of an electrical cord,

Cioè, se tagliaste l'estremità di un cavo elettrico,

they could breathe it like a snorkel.

potrebbero usarlo come respiratore.

(Laughter)

(Risate)

These chemolithoautotrophs

Questi chemiolitoautotrofi

take the energy that they get from these processes

prendono l'energia che ottengono da questi processi

and use it to make food, like plants do.

e la usano per farne cibo, come le piante.

But we know that plants do more than just make food.

Ma sappiamo che la piante non si limitano a fare cibo.

They also make a waste product, oxygen,

Producono anche un prodotto di scarto, l'ossigeno,

which we are 100 percent dependent upon.

da cui noi dipendiamo al 100%.

But the waste product that these chemolithoautotrophs make

Ma il prodotto di scarto di questi chemiolitoautotrofi

is often in the form of minerals,

è spesso sotto forma di minerali,

like rust or pyrite, like fool's gold,

come la ruggine o la pirite, l'oro degli stolti,

or carminites, like limestone.

o la carminite, come il calcare.

So what we have are microbes that are really, really slow, like rocks,

Quindi abbiamo dei microbi veramente lentissimi, come le rocce,

that get their energy from rocks,

che ottengono la loro energia dalle rocce,

that make as their waste product other rocks.

e che, come prodotto di scarto, producono altre rocce.

So am I talking about biology, or am I talking about geology?

Ma allora sto parlando di biologia o sto parlando di geologia?

This stuff really blurs the lines.

Questa roba ha confini confusi.

(Laughter)

(Risate)

So if I'm going to do this thing,

Quindi, se voglio fare questo,

and I'm going to be a biologist who studies microbes

essere una biologa che studia microbi

that kind of act like rocks,

che si comportano come delle rocce,

then I should probably start studying geology.

allora dovrei probabilmente iniziare a studiare geologia.

And what's the coolest part of geology?

E qual è la parte più interessante della geologia?

Volcanoes.

I vulcani.

(Laughter)

(Risate)

This is looking inside the crater of Poás Volcano in Costa Rica.

Questo è l'interno del cratere del vulcano Poás in Costa Rica.

Many volcanoes on earth arise because an oceanic tectonic plate

Molti vulcani sulla terra si formano perché una placca tettonica oceanica

crashes into a continental plate.

si scontra con una placca continentale.

As this oceanic plate subducts

Quando la placca oceanica subduce

or gets moved underneath this continental plate,

o viene spostata sotto questa placca continentale,

things like water and carbon dioxide and other materials

cose come acqua e anidride carbonica e altri materiali

get squeezed out of it,

vengono spremuti fuori,

like ringing a wet washcloth.

come quando si strizza un panno bagnato.

So in this way, subduction zones are like portals into the deep earth,

In questo modo, le zone di subduzione

sono come ingressi nelle profondità terrestri,

where materials are exchanged between the surface and the subsurface world.

dove i materiali vengono scambiati tra superficie e sottosuperficie.

So I was recently invited by some of my colleagues in Costa Rica

Sono stata recentemente invitata da alcuni colleghi in Costa Rica

to come and work with them on some of the volcanoes.

per lavorare con loro su alcuni vulcani.

And of course I said yes, because, I mean, Costa Rica is beautiful,

Ovviamente ho accettato, perché, beh, il Costa Rica è bellissimo,

but also because it sits on top of one of these subduction zones.

ma anche perché giace su una di queste zone di subduzione.

We wanted to ask the very specific question:

Volevamo fare una domanda molto specifica:

Why is it that the carbon dioxide

perché l'anidride carbonica

that comes out of this deeply buried oceanic tectonic plate

che esce da questa placca tettonica oceanica molto profonda

is only coming out of the volcanoes?

esce solo dai vulcani?

Why don't we see it distributed throughout the entire subduction zone?

Perché non la vediamo distribuita nell'intera zona di subduzione?

Do the microbes have something to do with that?

I microbi c'entrano qualcosa?

So this is a picture of me inside Poás Volcano,

Questa sono io all'interno del vulcano Poás,

along with my colleague Donato Giovannelli.

insieme al mio collega Donato Giovannelli.

That lake that we're standing next to is made of pure battery acid.

Quel lago di fianco a noi è fatto interamente di puro acido batterico.

I know this because we were measuring the pH when this picture was taken.

Lo so perché ne stavamo misurando il pH quando è stata scattata la foto.

And at some point while we were working inside the crater,

A un certo punto, mentre stavamo lavorando dentro il cratere,

I turned to my Costa Rican colleague Carlos Ramírez and I said,

mi sono voltata verso il mio collega costaricano Carlos Ramírez e gli ho detto:

"Alright, if this thing starts erupting right now,

"Bene, se questa cosa inizia a eruttare adesso,

what's our exit strategy?"

qual è la nostra strategia di fuga?"

And he said, "Oh, yeah, great question, it's totally easy.

E lui: "Oh, sì, buona domanda, è facilissimo.

Just turn around and enjoy the view."

Voltati e goditi la vista."

(Laughter)

(Risate)

"Because it will be your last."

"Perché sarà l'ultima".

(Laughter)

(Risate)

And it may sound like he was being overly dramatic,

Potrebbe sembrare che lui stesse drammatizzando troppo,

but 54 days after I was standing next to that lake,

ma 54 giorni dopo essere stata vicina a quel lago,

this happened.

è successo questo.

Audience: Oh!

Pubblico: Oh!

Freaking terrifying, right?

Davvero terrificante, eh?

(Laughs)

(Risate)

This was the biggest eruption this volcano had had in 60-some-odd years,

È stata la più grande eruzione del vulcano in circa 60 anni,

and not long after this video ends,

e poco dopo la fine di questo video,

the camera that was taking the video is obliterated

la videocamera che stava filmando viene distrutta

and the entire lake that we had been sampling

e l'intero lago che stavamo campionando

vaporizes completely.

evapora completamente.

But I also want to be clear

Ma voglio assicurarvi

that we were pretty sure this was not going to happen

che eravamo abbastanza sicuri che questo non sarebbe successo

on the day that we were actually in the volcano,

il giorno in cui eravamo nel vulcano,

because Costa Rica monitors its volcanoes very carefully

perché il Costa Rica monitora attentamente i suoi vulcani

attraverso l'istituto OVSICORI,

through the OVSICORI Institute,

and we had scientists from that institute with us on that day.

e quel giorno c'erano degli scienziati di quell'istituto con noi.

But the fact that it erupted illustrates perfectly

Ma il fatto che abbia eruttato illustra perfettamente

that if you want to look for where carbon dioxide gas

che se cercate di sapere da dove l'anidride carbonica

is coming out of this oceanic plate,

esce da questa placca oceanica,

then you should look no further than the volcanoes themselves.

non dovete che cercare i vulcani.

But if you go to Costa Rica,

Ma se andate in Costa Rica,

you may notice that in addition to these volcanoes

potreste notare che, oltre a questi vulcani,

there are tons of cozy little hot springs all over the place.

ci sono tantissime piccole e accoglienti sorgenti calde un po' ovunque.

Some of the water in these hot springs is actually bubbling up

In alcune di queste sorgenti calde l'acqua addirittura ribolle

from this deeply buried oceanic plate.

dalla profondità della placca oceanica,

And our hypothesis was that there should be carbon dioxide

e la nostra ipotesi era che avrebbe dovuto esserci della CO2

bubbling up with it,

che risaliva,

but something deep underground was filtering it out.

ma che qualcosa in profondità la stava filtrando.

So we spent two weeks driving all around Costa Rica,

Quindi abbiamo passato due settimane guidando per tutto il Costa Rica,

sampling every hot spring we could find --

campionando tutte le sorgenti termali che potevamo trovare

it was awful, let me tell you.

ed è stato orribile, lasciatemelo dire.

And then we spent the next two years measuring and analyzing data.

Poi abbiamo passato i due anni seguenti a misurare e analizzare dati.

And if you're not a scientist, I'll just let you know that the big discoveries

Se non siete degli scienziati, vi dirò solo che le grandi scoperte

don't really happen when you're at a beautiful hot spring

non avvengono quando siete in una bella sorgente termale

o su un palco;

or on a public stage;

they happen when you're hunched over a messy computer

avvengono quando siete piegati su un computer incasinato

or you're troubleshooting a difficult instrument,

o state risolvendo un problema,

or you're Skyping your colleagues

o state parlando su Skype con i vostri colleghi

because you are completely confused about your data.

perché siete confusi sui vostri dati.

Scientific discoveries, kind of like deep subsurface microbes,

Le scoperte scientifiche, come i microbi della sottosuperficie profonda,

can be very, very slow.

possono essere molto, molto lente.

But in our case, this really paid off this one time.

Ma nel nostro caso, questa volta siamo stati ripagati.

We discovered that literally tons of carbon dioxide

Abbiamo scoperto che tonnellate di anidride carbonica

were coming out of this deeply buried oceanic plate.

stavano uscendo da questa placca oceanica profonda.

And the thing that was keeping them underground

E ciò che le teneva imprigionate

and keeping it from being released out into the atmosphere

e impediva loro di essere rilasciate nell'atmosfera

was that deep underground,

era che, in profondità,

underneath all the adorable sloths and toucans of Costa Rica,

sotto tutti gli adorabili bradipi e tucani del Costa Rica,

were chemolithoautotrophs.

c'erano dei chemiolitoautotrofi.

These microbes and the chemical processes that were happening around them

Questi microbi e i processi chimici che avvenivano intorno a loro

were converting this carbon dioxide into carbonate mineral

stavano convertendo l'anidride carbonica in carbonati

and locking it up underground.

bloccandola in profondità.

Which makes you wonder:

E vi chiederte:

If these subsurface processes are so good at sucking up

se questi processi di sottosuperficie sono così bravi a risucchiare

all the carbon dioxide coming from below them,

tutta l'anidride carbonica che arriva da sotto di loro,

could they also help us with a little carbon problem

potrebbero forse aiutarci con un problemino di CO2

we've got going on up at the surface?

che abbiamo in superficie?

Humans are releasing enough carbon dioxide into our atmosphere

Gli esseri umani stanno rilasciando tanta CO2 nell'atmosfera

that we are decreasing the ability of our planet

da ridurre la capacità del pianeta

to support life as we know it.

di sostenere la vita come la conosciamo.

And scientists and engineers and entrepreneurs

Scienziati, ingegneri e imprenditori

are working on methods to pull carbon dioxide

stanno lavorando a metodi per eliminare la CO2

out of these point sources,

dai punti di emissione

so that they're not released into the atmosphere.

cosicché non venga rilasciata nell'atmosfera.

And they need to put it somewhere.

E devono metterla da qualche parte.

So for this reason,

Per questo motivo,

we need to keep studying places where this carbon might be stored,

dobbiamo continuare a studiare i luoghi dove poter riporre la CO2,

possibly in the subsurface,

possibilmente nella sottosuperficie,

to know what's going to happen to it when it goes there.

per sapere cosa le succederà quando va lì.

Will these deep subsurface microbes be a problem because they're too slow

Questi microbi della sottosuperficie profonda

saranno un problema perché sono troppo lenti

to actually keep anything down there?

per poter tenere qualcosa laggiù?

Or will they be helpful

O saranno utili

because they'll help convert this stuff to solid carbonate minerals?

perché aiuteranno a convertire la CO2 in carbonati solidi?

If we can make such a big breakthrough

Se una tale svolta fosse possibile

just from one study that we did in Costa Rica,

grazie a un solo studio condotto in Costa Rica,

then imagine what else is waiting to be discovered down there.

immaginate cosa aspetta di essere scoperto lì sotto.

This new field of geo-bio-chemistry, or deep subsurface biology,

Questo nuovo campo di geobiochimica, o biologia della sottosuperficie profonda,

or whatever you want to call it,

o in qualsiasi modo vogliate chiamarlo,

is going to have huge implications,

avrà enormi implicazioni,

non solo per mitigare il cambiamento climatico,

not just for mitigating climate change,

but possibly for understanding how life and earth have coevolved,

ma forse per capire come la vita e la terra sono coevoluti,

or finding new products that are useful for industrial or medical applications.

o per trovare nuovi prodotti utili per applicazioni industriali o mediche.

Maybe even predicting earthquakes

Forse addirittura per predire i terremoti

or finding life outside our planet.

o trovare vita fuori dal nostro pianeta.

It could even help us understand the origin of life itself.

Potrebbe anche aiutare a capire le origini stesse della vita.

Fortunately, I don't have to do this by myself.

Fortunatamente, non devo fare tutto questo da sola.

I have amazing colleagues all over the world

Ho dei colleghi straordinari sparsi in tutto il mondo

who are cracking into the mysteries of this deep subsurface world.

che stanno decifrando i misteri

di questo mondo della sottosuperficie profonda.

And it may seem like life buried deep within the earth's crust

Potrebbe sembrare che la vita sepolta nel profondo della crosta terrestre

is so far away from our daily experiences that it's kind of irrelevant.

sia così lontana delle nostre esperienze quotidiane da essere irrilevante.

But the truth is that this weird, slow life

Ma la verità è che questa vita strana e lenta

may actually have the answers to some of the greatest mysteries

potrebbe fornirci le risposte ad alcuni dei più grandi misteri

of life on earth.

della vita sulla terra.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)