Tlen w atmosferze Ziemi jest podstawą całego życia na całej planecie. Ale nie zawsze tak było. Kiedyś nasza planeta była niegościnną skałą o atmosferze bogatej w metan i ubogiej w życiodajny tlen. Dopiero powstanie roślin prowadzących fotosyntezę doprowadziło do prawdziwej rewolucji. Podczas tak zwanego “Wielkiego Wydarzenia Utleniającego" ok. 2,4 mld lat temu, chemia naszej atmosfery zmieniła się drastycznie i pozwoliła rozkwitnąć zwierzętom polegającym na tlenie.
Życie na ziemi cieszy się tymi doskonałymi warunkami od miliardów lat, ale nic nie jest wieczne. W przyszłości atmosfera naszej planety może powrócić do pierwotnego, nieprzyjaznego stanu. A to bardzo zła wiadomość dla niemal wszystkich żywych istot na jej powierzchni.
Znikający tlen
Nowe badanie, opublikowane w magazynie Nature Geoscience przez badaczy z Georgia Institute of Technology wskazuje, że ten proces zajdzie bardzo szybko. Choć, na szczęście, najprawdopodobniej dopiero za około miliard lat.
Zobacz również:
Badacze twierdzą, że tlen w atmosferze nie jest czymś danym raz na zawsze. A to ma znaczenie nie tylko dla naszej wiedzy o przyszłości tej planety, ale też dla poszukiwania nadających się do zamieszkania światów w kosmosie.
"Nasz model przewiduje, że odtlenienie atmosfery, w wyniku którego O2 w atmosferze gwałtownie spadnie do poziomu przypominającego Ziemię z okresu Archaiku najprawdopodobniej nastąpi, zanim nasz system klimatyczny zmieni się w system o wilgotnych, szklarniowych warunkach i zanim nasza planeta straci istotną część wód powierzchniowych" wyjaśniają badacze.
Ekstremalny spadek
Badacze przeprowadzili szczegółowe modelowanie biosfery Ziemi, biorąc pod uwagę zmiany jasności Słońca i odpowiadający im spadek poziomu dwutlenku węgla, który rozkłada się wraz ze wzrostem temperatur. Mniej dwutlenku węgla oznacza mniej organizmów fotosyntetyzujących, takich jak rośliny, co skutkowałoby mniejszą ilością tlenu.
Naukowcy przewidywali wcześniej, że zwiększone promieniowanie słoneczne usunie wody oceaniczne z powierzchni naszej planety za około 2 miliardy lat, ale nowy model sugeruje, że apokalipsa nadejdzie zdecydowanie wcześniej. Ponad 400 tys. przeprowadzonych przez naukowców symulacji wskazuje, że najpierw większość życia na naszej planecie wyginie przez brak tlenu.
"Ten spadek zawartości tlenu jest bardzo, bardzo ekstremalny" powiedział Chris Reinhard z Georgia Institute of Technology. "Mówimy o około milion razy mniejszej zawartości tlenu niż obecnie".
Krótka “zielona era" Ziemi
Według obliczeń przeprowadzonych przez Reinharda i Kazumiego Ozaki z Uniwersytetu Toho w Japonii okres w historii naszej planety, w którym jej atmosfera jest bogata w tlen i gościnna dla urozmaiconych form życia, może być krótki. I trwać zaledwie 20-30 procent całej długości życia planety. Nie oznacza to jednak, że życie całkowicie zniknie z jej powierzchni. Zamiast bogatej flory i fauny, po naszym odejściu Ziemia będzie bowiem planetą beztlenowych mikroorganizmów.
To odkrycie ma duży wpływ na to, jak możemy szukać życia na innych światach. Coraz potężniejsze teleskopy, takie jak kosmiczne obserwatorium Webba, pozwalają astronomom mierzyć precyzyjnie skład chemiczny atmosfer planet pozasłonecznych. Wyniki amerykańsko-japońskiego zespołu wskazują, czego powinniśmy na nich szukać.
Oprócz tlenu, powinniśmy bowiem szukać tam innych biosygnatur, czyli wskaźników mówiących o tym, że na danej planecie mogą istnieć żywe istoty. Badania były częścią projektu NASA NExSS (Nexus for Exoplanet System Science), który bada możliwość zamieszkania na planetach innych niż nasza.
Poszukiwanie starego życia
"Atmosfera po wielkim odtlenieniu charakteryzuje się podwyższonym poziomem metanu, niskim poziomem CO2 i brakiem warstwy ozonowej" podkreśla Ozaki. Oznacza to, że stare planety, które złoty okres życia mają już za sobą ale wciąż są zamieszkiwane przez mikroorganizmy, zamiast Ziemi mogą przypominać raczej Wenus, czy księżyc Saturna - Tytana.
Tymczasem my możemy jeszcze cieszyć się zielono-niebieską, bogatą w tlen Ziemią. Warto docenić to, co mamy, bo nie jest dane na wieczność.
