Выживут одни бактерии. Ученые рассказали, когда на Земле исчезнет кислород

Ученые считают, что через 1 млрд лет атмосфера Земли потеряет большую часть кислорода, что сделает планету непригодной для сложной аэробной жизни, той которой необходим кислород, пишет New Scientist.

На сегодняшний день кислород составляет около 21% атмосферы Земли. Богатая кислородом окружающая среда идеально подходит для сложных организмов, таких как люди, которым для жизни необходим кислород. Но в самом начале в атмосфере Земли не было такого количества кислорода, и вероятно, что не будет его и в самом конце.

Известно, что примерно через несколько миллиардов лет начнется непрерывное увеличение солнечного излучения, которое приведет к испарению океанов и прекращению дрейфа континентов. Увеличение яркости Солнца будет вызвано накоплением гелия в ядре Солнца.

Спустя 4 млрд лет повышение температура у поверхности Земли приведет к стремительному парниковому эффекту. К этому времени большая часть жизни на планете прекратит свое существование. Завершающей главой в истории Земли станет превращение Солнца в красного гиганта, который поглотит планету.

Исследование Кадзуми Одзаки из Университета Тохо и Криса Рейнхарда из Технологического института Джорджии показало, что до того, как на Земле испарятся океаны и начнется парниковый эффект, планета сперва потеряет свой кислород.

По словам экспертов, атмосфера Земли с высоким уровнем кислорода будет оставаться таковой в течение следующего миллиарда лет. После этого, уровень кислорода в атмосфере резко упадет, вернувшись к показателям до Кислородной катастрофы, которая произошла около 2,4 млрд лет назад. Тогда в атмосфере планеты появилось большое количество кислорода.

"Мы обнаружили, что насыщенная кислородом атмосфера не будет постоянной", – говорит Одзаки.

Одна из основных причин сдвига заключается в том, что по мере старения нашего Солнца оно становится горячее и выделяет больше энергии. Исследователи подсчитали, что это приведет к уменьшению количества углекислого газа в атмосфере, поскольку CO2 поглощает тепло, а затем распадается.

По расчетам специалистов, через 1 млрд лет уровень углекислого газа станет настолько низким, что фотосинтезирующие организмы, в том числе растения, не смогут выжить и производить кислород. Массовое вымирание этих фотосинтезирующих организмов станет основной причиной огромного сокращения количества кислорода.

"Падение кислорода будет очень, очень велико – мы говорим примерно в миллион раз меньше кислорода, чем сегодня", — говорит Райнхард.

В это же время, одновременно произойдет увеличение содержания метана до уровней, которые в 10 000 раз превышают его количество в сегодняшней атмосфере.

Как только изменения в атмосфере Земли начнут происходить, они начнут быстро прогрессировать: расчеты команды предполагают, что атмосфера может потерять кислород в течение всего лишь 10 000 лет или около того.

"Биосфера не может адаптироваться к такому резкому изменению окружающей среды", — говорит Одзаки.

"После этого жизнь на Земле будет исключительно микробной. Мир, где многие анаэробные и примитивные бактерии в настоящее время прячутся в тени, снова захватит власть", – говорит Рейнхард.

Наземная жизнь перестанет существовать, как и водная жизнь. Озоновый слой, состоящий из кислорода, истощится, подвергая Землю и ее океаны воздействию высоких уровней ультрафиолетового света и тепла от палящего солнца.

Исследование проводилось в рамках проекта НАСА, посвященного обитаемости планет, и предсказания имеют значение для поиска жизни на других планетах. Кислородсодержащие биосигнатуры обычно используются для идентификации обитаемых планет.

"Кислород во многих формах является очень важной биосигнатурой, поскольку он так тесно связана с жизнью на Земле", — говорит Натали Аллен из Университета Джона Хопкинса в Мэриленде. Но новое предсказание показывает, что присутствие кислорода непостоянно и не может быть постоянным на обитаемой планете.

"Это говорит о том, что даже для планет вокруг других звезд, которые очень похожи на Землю, большое количество кислорода может не оказаться в их атмосфере, даже если они могут поддерживать или поддерживают сложную жизнь", — говорит Кевин Ортис Себальос из Университета. Пуэрто-Рико. По его словам, отсутствие кислорода у планет не означает, что они непригодны для жизни.

Одзаки и Рейнхард предполагают, что другие биосигнатуры могут быть использованы для поиска инопланетной жизни вместо кислорода. Например, углеводородные туманы в атмосфере планеты могут служить более долговременным признаком внеземной жизни.