Dodano: 09 marzec 2021r.

Prognozy dotyczące Ziemi. Za miliard lat brak tlenu zabije większość życia na planecie

Obecnie, na naszej bogatej w tlen planecie, życie kwitnie. Jednak ten stan nie będzie trwał wiecznie. Badacze ustalili, że za około miliard lat Ziemia starci swoje doskonałe do życia warunki i nie będzie nadawała się do zamieszkania przez organizmy oddychające tlenem, co oznacza śmierć dla większości gatunków.

Prognozy dotyczące Ziemi. Za miliard lat brak tlenu zabije większość życia na planecie

 

Symulacje stworzone przez naukowców z Toho University oraz z NASA Nexus for Exoplanet System Science sugerują, że Ziemia straci swoją bogatą w tlen atmosferę za około miliard lat. W artykule opublikowanym w piśmie „Nature Geoscience” Kazumi Ozaki i Christopher Reinhard opisują czynniki, które wzięli pod uwagę tworząc swoją symulację oraz co dokładnie ona pokazała.

Pierwsze masowe wymieranie

Życie na Ziemi jest możliwe dzięki wysoko natlenionej atmosferze naszej planety. Jednak nowe szacunki wskazują, że jest mało prawdopodobne, aby ta natleniona atmosfera - podobnie jak życie zależne od tlenu - była trwałą cechą Ziemi.

Obecnie w atmosferze Ziemi jest około 21 proc. tlenu. Ale nie zawsze tak było. Atmosfera, którą oddychamy, została nasycona tlenem w tzw. katastrofie tlenowej lub wielkim zdarzeniu oksydacyjnym, jak określa się zmiany środowiskowe Ziemi w okresie paleoproterozoiku. Zdarzenie to miało miejsce około 2,4 miliarda lat temu, szacują badacze. Wówczas to pojawiły się na naszej młodej planecie pierwsze formy życia posiadające zdolność fotosyntezy. To zmieniło oblicze ziemskiej atmosfery, która do tej pory obfitowała raczej w metan.

Po kolejnych setach milinów lat nastąpił znaczący wzrost stężenia tlenu w ziemskiej atmosferze. Zdarzenie to oznaczało katastrofę dla jedynych organizmów zamieszkujących wówczas Ziemię, czyli bakterii beztlenowych. Nasycenie atmosfery tlenem spowodowało ich masowe wymieranie – prawdopodobnie pierwsze z masowych wymierań na Ziemi.

Kres życia na Ziemi

Modelując szereg ziemskich systemów, w tym klimat oraz procesy biologiczne i geologiczne, Ozaki i Reinhard doszli do wniosku, że atmosfera na naszej planecie wróci do stanu sprzed 2,4 miliarda lat. Oczywiście nie stanie się to w najbliższym czasie. Według naukowców mamy jeszcze miliard lat. Ale jak już proces ten się rozpocznie, to przebiegnie dość szybko, wskazują badacze.

Co ważne, w swoich symulacjach autorzy uwzględnili też aktywność Słońca, bo to nasza gwiazda będzie miała największy wpływ na pozbawienie ziemskiej atmosfery tlenu. Obecnie Słońca liczy sobie około 4,6 miliarda lat. Gdy osiągnie wiek około 10 miliardów lat i zużyje już większość swojego paliwa, czyli wodoru, zacznie przekształcać się w czerwonego olbrzyma. W miarę postępowania tego procesu Słońce będzie stawać się coraz jaśniejsze. Zwiększanie jasności obecnie postępuje w tempie około 10 proc. na miliard lat. Będzie też się powiększać i w rezultacie pochłonie Merkurego i Wenus, być może też i Ziemię. Ale wówczas nasza planeta będzie już pozbawiona życia.

Jedną z głównych sił, która wymiecie z ziemskiej atmosfery wszelaki tlen, będzie wspomniane stopniowe zwiększanie jasności naszej gwiazdy. Wraz z tym procesem Słońce będzie stawało się coraz gorętsze i będzie uwalniało więcej energii. Co to znaczy dla Ziemi? Jako pierwsza zniknie prawdopodobnie warstwa ozonowa. Poziom dwutlenku węgla w ziemskiej atmosferze zacznie spadać, bo CO2 pochłaniania ciepło i następnie ulega rozpadowi. Spadek stężenia dwutlenku węgla sprawi, że organizmy fotosyntetyzujące, czyli takie, które wykorzystują do pozyskiwania energii światło oraz CO2, będą miały problem z przetrwaniem, co oznacza spadek produkcji tlenu, który jest wytwarzany w procesie fotosyntezy.

Planeta zamieszkana przez organizmy beztlenowe

Jak wskazuje symulacja, w ciągu zaledwie 10 tys. lat, poziom CO2 spadnie tak bardzo, że rośliny wymrą. Ten sam los spotka wszystkie stworzenia zamieszkujące lądy i morza. Zwyczajnie nie będą miały czym oddychać. W międzyczasie wzrośnie poziom stężenia metanu w atmosferze, przyspieszając śmierć stworzeń potrzebujących tlenu do oddychania. Rezultatem tych zmian, zgodnie z symulacją, będzie planeta zamieszkiwana jedynie przez organizmy beztlenowe, jak bakterie.

- Od wielu lat dyskutuje się o długości życia biosfery na Ziemi w oparciu o wiedzę naukową dotyczącą stałego zwiększania jasności Słońca - wyjaśnia Ozaki. - Jednym z następstw takich rozważań teoretycznych jest ciągły spadek atmosferycznego poziomu CO2 w geologicznych skalach czasowych. To doprowadzi do spadku stężenia tlenu, a ten będzie olbrzymi - mówimy tutaj o ok. milionie razy mniej tlenu niż obecnie - dodaje.

 

Źródło: Phys.org