Когда на Земле закончится кислород?
Богатая кислородом атмосфера — одна из определяющих особенностей Земли, поскольку жизненно важный газ составляет около 20% воздуха. Для людей и большинства других животных, которые называют эту планету своим домом, это вещество крайне важно, и нам следует благодарить за него растения.
Но как долго может сохраняться насыщенная кислородом атмосфера? В рамках любопытного исследования ученые из Технологического института Джорджии и Университета Тохо решили изучить долгосрочную стабильность атмосферного кислорода Земли.
Команда провела моделирование систем нашей планеты, включая ее климат, биологические и геологические процессы и даже яркость Солнца. Ученые наблюдали, как меняются уровни кислорода, когда газ перемещается между воздухом, водой и камнями. В то время как другие исследования в прошлом уже моделировали некоторые из этих систем, новые модели были гораздо более сложными, чем обычно.
Исследователи обнаружили, что насыщенная кислородом атмосфера Земли, скорее всего, просуществует еще миллиард лет, прежде чем он начнет покидать планету. По словам ученых, примерно через 1,1 миллиарда лет уровень кислорода, вероятно, упадет до одного процента от нынешнего атмосферного уровня – это критически мало.
Согласно моделям, основной причиной дезоксигенации является Солнце. Ожидается, что с возрастом наша звезда станет ярче и нагреется, что приведет к повышению температуры поверхности Земли и разрушению углекислого газа в атмосфере. Эти два фактора уничтожат растительную жизнь, лишив планету основного источника кислорода.
Подобная атмосфера будущего в конечном итоге будет иметь поразительное сходство с атмосферой древнего прошлого — в конце концов, даже Земля не всегда была таким приятным местом. Лишь около 2,4 миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие микробы, а затем и растения начали вырабатывать кислород в больших количествах, планета стала достаточно гостеприимным местом, чтобы на ней зародилась многоклеточная жизнь.
Хотя может показаться, что эта находка не оказывает прямого влияния на нашу жизнь сегодня — люди, без сомнения, исчезнут через миллиард лет – в действительности она усложняет поиск признаков инопланетной жизни. Поскольку кислород неразрывно связан с жизнью на Земле, астрономы долгое время считали его полезным признаком, что стоит искать в атмосферах экзопланет, где он также мог бы указывать на существование внеземной жизни.
Но с годами становится все яснее, что недостаточно искать миры, которые находятся в нужной точке пространства, чтобы искать на них живых существ — правильный момент времени также будет ключевым фактором. Команда подсчитала, что кислород может быть обнаружен в атмосфере только в течение 20–30% от общего срока жизни планеты. Поэтому не исключено, что многие «мертвые» планеты, которые мы обнаруживаем под чужими звездами, все-таки были населены – но в далеком-далеком прошлом.
Команда предполагает, что есть и другие потенциальные биосигнатуры, на которые нам также следует обратить внимание. Одним из них может быть богатая метаном органическая дымка, которая, по их прогнозам, будет висеть в воздухе Земли в далеком пост-кислородном будущем. И что самое интригующее, это очень похоже на атмосферу современного Титана...