Кислород на Земле закончится раньше, чем Солнце погубит планету: ученые подсчитали, когда Земля потеряет кислород и озоновый слой
iXBT.com ·
Богатая кислородом атмосфера Земли может сохраняться еще около миллиарда лет, после чего содержание кислорода начнет резко снижаться. Планета станет непригодной для людей, животных и большинства других сложных организмов, хотя жизнь в целом, вероятно, не исчезнет. К такому выводу пришли ученые, смоделировав долгосрочную эволюцию земной атмосферы и биосферы.
Богатая кислородом атмосфера Земли может сохраняться еще около миллиарда лет, после чего содержание кислорода начнет резко снижаться. Планета станет непригодной для людей, животных и большинства других сложных организмов, хотя жизнь в целом, вероятно, не исчезнет. К такому выводу пришли ученые, смоделировав долгосрочную эволюцию земной атмосферы и биосферы.
Исследование провели Кадзуми Одзаки из Университета Тохо и Кристофер Рейнхард из Технологического института Джорджии. Работа опубликована в журнале Nature Geoscience.
Современная жизнь во многом зависит от кислорода, однако нынешний состав атмосферы сформировался далеко не сразу. Значительное накопление кислорода началось примерно 2,4–2,5 млрд лет назад во время Великого кислородного события, когда активность ранних фотосинтезирующих организмов начала постепенно менять атмосферу Земли.
По расчетам исследователей, нынешнее состояние планеты также не будет постоянным. Они создали компьютерную модель, которая учитывает климатические и биогеохимические процессы, а затем провели более 400 тыс. симуляций с различными начальными условиями.
Одним из главных факторов будущих изменений станет постепенное увеличение яркости Солнца. По мере старения звезда будет становиться ярче, что приведет к изменениям климата и нарушит привычный баланс глобального углеродного цикла.
В результате содержание углекислого газа в атмосфере будет постепенно снижаться. Сегодня CO2 в первую очередь связывают с глобальным потеплением, однако для растений и других фотосинтезирующих организмов он является необходимым сырьем. В масштабах сотен миллионов лет его концентрация может опуститься настолько низко, что фотосинтез станет существенно менее эффективным.
Снижение активности фотосинтезирующих организмов означает, что они будут производить все меньше кислорода. Согласно моделированию, примерно через миллиард лет этот процесс перейдет в резкую фазу: концентрация кислорода в атмосфере начнет быстро падать.
После такой деоксигенации Земля во многом будет напоминать планету до Великого кислородного события. В атмосфере останется очень мало кислорода и углекислого газа, зато возрастет содержание метана. Одновременно исчезнет современный озоновый слой, образование которого связано с наличием молекулярного кислорода.
Для человека, животных и подавляющего большинства современных сложных организмов такие условия окажутся несовместимыми с жизнью. Однако сама жизнь, скорее всего, не исчезнет. В более бедной кислородом среде смогут продолжать существовать анаэробные микроорганизмы, которым кислород не нужен для получения энергии.
Ранее ученые связывали окончательную потерю пригодной для сложной жизни среды преимущественно с более поздним периодом — примерно через два миллиарда лет. Предполагалось, что к этому времени дальнейшее увеличение яркости Солнца приведет к сильному нагреву планеты и критическому снижению концентрации CO2. Новое моделирование показывает, что масштабная потеря кислорода может стать серьезным ограничением для сложной жизни значительно раньше.