Oamenii de știință au numit momentul morții întregii vieți de pe Pământ. Cum se va întâmpla exact acest lucru?

Cuprins:

Oamenii de știință au numit momentul morții întregii vieți de pe Pământ. Cum se va întâmpla exact acest lucru?
Oamenii de știință au numit momentul morții întregii vieți de pe Pământ. Cum se va întâmpla exact acest lucru?
Anonim

În viitor, peste aproximativ șapte miliarde de ani, Soarele va deveni mai fierbinte și se va transforma într-un gigant roșu, care este probabil să înghită Pământul. Dar planeta va înceta să mai fie potrivită pentru organismele vii mult mai devreme. Acest lucru se va întâmpla nu numai datorită evaporării oceanelor, ci și datorită schimbărilor majore în compoziția atmosferei. „Lenta.ru” povestește în detaliu despre noua activitate științifică a oamenilor de știință din Statele Unite și Japonia, care cred că durata maximă de viață a vieții complexe pe Pământ este de aproximativ un miliard de ani.

Mii de destine

În prezent, biosfera Pământului menține un conținut de oxigen de 20% în atmosferă prin intermediul organismelor fotosintetice. Se știe că pentru cea mai mare parte a istoriei Pământului, nivelul de oxigen a fost mai mic decât în prezent, iar concentrația sa în atmosferă a început să crească abia după apariția plantelor terestre. Evoluția biosferei a accelerat ciclurile geochimice ale unor elemente chimice atât de importante precum fosforul. Cu toate acestea, fotosinteza singură nu este suficientă pentru a menține planeta bogată în oxigen.

Cercetările anterioare privind habitabilitatea viitoare a Pământului s-au concentrat pe relația dintre încălzirea Soarelui, care se transformă într-un gigant roșu, ciclul geochimic carbonat-silicat și pierderea de apă. În timp, pe măsură ce soarele devine mai luminos, concentrația de dioxid de carbon va scădea, ceea ce va perturba ciclurile geochimice importante pentru biosferă. O serie de modele teoretice sugerează că clima Pământului în următoarele două miliarde de ani va deveni umedă datorită unui puternic efect de seră, ca urmare a căruia o cantitate mare de apă va începe să scape din stratosferă în spațiu.

Image
Image

Ciclul carbonului pe pământ

Imagine: Wikipedia

În noul studiu, oamenii de știință au prezis habitabilitatea viitoare a Pământului pe baza unui model detaliat care urmărește influența Soarelui asupra ciclurilor geochimice precum carbonul, oxigenul, fosforul și sulful. Experții au adăugat la aceasta ciclul metanului, care include metabolismul organismelor vii, precum și schimbul redox între crustă și manta, ceea ce face posibilă urmărirea proceselor care controlează nivelul de oxigen din atmosferă într-un timp geologic. scară. Un astfel de model este capabil să acopere miliarde de ani de istorie planetară în viitor.

Cercetătorii au folosit o abordare stocastică, potrivind aleatoriu valorile parametrilor pentru model, incluzând modificări ale ratei de degazare a mantalei Pământului, precum și accelerarea eroziunii. Au stabilit condițiile inițiale (etapa de inițializare) pentru Pământ în urmă cu 600 de milioane de ani, apoi au rulat modelul de aproximativ 400 de mii de ori, acoperind evoluția planetei până în prezent. Din întregul eșantion de curse, doar aproximativ cinci mii de condiții reproduse pe Pământ, aproape de cele moderne. Au fost folosite pentru a prezice viitorul.

Totul este rău

În ciuda unor incertitudini, în niciun scenariu, atmosfera bogată în oxigen nu ar dura mai mult de 1,5 miliarde de ani. Acest lucru se realizează numai într-un scenariu deliberat imposibil, în care Soarele nu își mărește luminozitatea. O scădere a concentrației de oxigen apare din cauza creșterii temperaturii suprafeței Pământului, precum și din cauza scăderii cantității de dioxid de carbon din atmosferă.

Scăderea cantității de dioxid de carbon care intră în atmosferă va duce la destabilizarea fotochimică a atmosferei și la o scădere bruscă a nivelului de oxigen. Acest lucru se datorează atât ciclului geochimic al carbonului care afectează ciclul oxigenului, cât și scăderii activității biosferice, adică fotosinteza globală. Deci, plantele cu fotosinteză C3 (majoritatea plantelor folosesc acest tip de fotosinteză) vor dispărea după aproximativ 500 de milioane de ani, ceea ce va afecta oxigenarea atmosferică.

Image
Image

Dimensiunile comparative ale Soarelui în prezent și ale gigantului roșu

Imagine: Wikipedia

Dispariția plantelor suprimă intemperiile chimice și ciclul asociat fosforului, în care un mineral important este transferat de pe uscat în ocean. Nivelul de activitate al ecosistemelor marine va scădea, de asemenea, în timp.

Biosfera de pe Pământ va fi similară cu cea care exista pe vremea Arheanului, înainte de Marele Eveniment cu Oxigen în urmă cu 2,45 miliarde de ani. În special, nivelul oxigenului atmosferic la noua stare de echilibru va fi cu multe ordine de mărime mai mic decât în prezent și nivelul de metan va crește brusc. În același timp, va exista o diferență semnificativă: o scădere a nivelurilor de dioxid de carbon, care crește raportul CH4 la CO2 și duce la apariția de ceață organică.

După ce temperatura globală a suprafeței Pământului depășește 300 Kelvin, încălzirea ulterioară va începe să suprime activitatea pământului rezidual și a activității biosferice marine. În orice caz, nimeni nu poate trăi pe planetă, cu excepția microorganismelor.

Alte lumi

După cum scriu autorii lucrării, ceața organică poate servi ca biosemnătură (un semn al existenței vieții) pe planete precum Pământul, situate în sistemul stelar al secvenței principale. O astfel de planetă potențială este, de exemplu, Kepler-452b, care orbitează steaua G2, a cărei vârstă ajunge la aproximativ șase miliarde de ani. Această lume primește în prezent cu 10 la sută mai multă căldură de la steaua părinte decât Pământul de la Soare. Ceața organică poate oferi, de asemenea, stabilitate pe termen lung pentru un nou tip de climat în viitor.

Image
Image

Ideea artistului despre moartea Pământului

Foto: Wikipedia

Modelele folosite de oamenii de știință au inclus influența biosferei Pământului, dar planetele pot avea, de asemenea, biosfere complet diferite - de exemplu, lipsite de vegetație. Pentru a studia cât de semnificativă este această influență, oamenii de știință au exclus biosfera pământului din model. Așa cum era de așteptat, absența plantelor terestre duce la niveluri atmosferice mai scăzute de O2 pe tot parcursul evoluției planetare. Cu toate acestea, va exista în continuare suficient oxigen pentru un miliard de ani pentru a fi detectat de instrumentele astronomice. Acest rezultat sugerează că prezența sau absența biosferei terestre (dar nu și a biosferei în general) are doar un efect secundar asupra dezoxigenării învelișului de aer.

Munca cercetătorilor va ajuta la căutarea de planete potențial locuibile, deoarece timpul în care există o atmosferă de oxigen este foarte limitat și doar o parte din istoria Pământului va fi caracterizată de niveluri de oxigen detectabile în mod fiabil. Detectarea directă a O2 în lungimea de undă vizibilă va fi o provocare pentru cea mai mare parte a vieții unei planete precum Pământul, cu excepția a 1,5-2 miliarde de ani. Acest lucru corespunde aproximativ 20-30 la sută din viața Pământului ca lume locuită, inclusiv vârsta microbilor. În același timp, observarea urmelor de ozon în undele ultraviolete poate lărgi această „fereastră”.

Recomandat: