Стало відомо, на скільки ще років вистачить кисню в атмосфері Землі

Уже вирахуваний «термін придатності» Землі – десь через 5 мільярдів років радіація від Сонця знищить нашу планету. Але нове дослідження вважає, що життя на ній може закінчитися навіть набагато раніше, коли в земній атмосфері різко знизиться вміст кисню.

Сучасна атмосфера Землі сильно насичена киснем – його частка становить близько 20%. Це одна з визначальних особливостей нашої планети, що забезпечує підтримку на ній життя. Однак термін служби кисневої біосигнатури в атмосфері до цих пір невідомий, особливо якщо мова йде про віддалене майбутнє. Вчені стурбовані тим, що насичення киснем земної атмосфери може зменшуватися з часом.

У своєму дослідженні фахівці з Технологічного інституту Джорджії (США) і Університету Тохо (Японія) вивчили довгострокову стабільність атмосферного кисню Землі.

Вони провели моделювання всіх систем Землі, використовуючи комбіновану модель біогеохімії та клімату, щоб вивчити ймовірні тимчасові рамки атмосферних умов з високим насиченням киснем. Раніше проводилися аналогічні експерименти, але зазвичай моделювалися окремі системи. Нове моделювання було більш складним, ніж зазвичай – в його основу лягло 400 тисяч симуляцій.

Художня інтерпретація атмосфери архейської Землі 2,4 мільярда років тому: нове дослідження припускає, що планета може повернутися в цю бідну киснем і багату метаном атмосферу приблизно через мільярд років. Зображення: Центр космічних польотів імені Годдарда / Francis Reddy

Дослідники виявили, що насичена киснем атмосфера Землі, швидше за все, збережеться ще 1,1 мільярда років, перш ніж вміст кисню порівняно швидко почне падати.

Згідно моделювання, основною причиною цього стане Сонце. “З віком” Сонце буде ставати яскравіше і нагріватися, в результаті чого на поверхні Землі температура буде зростати, а вуглекислий газ в її атмосфері – руйнуватися. Ці два фактори вб’ють життя рослин, тим самим позбавивши планету основного джерела кисню.

Також моделювання прогнозує, що вміст кисню впаде до рівнів, властивих Землі за часів архейської ери – найдавнішого етапу життя нашої планети, коли на ній вирували вулкани, а її поверхню бомбардували метеорити з космосу. Придатною для аеробного життя Земля стала відносно недавно – приблизно 2,4 мільярда років тому, коли фотосинтезуючі мікроби, а потім і рослини почали виробляти кисень у великих кількостях.

Після різкого падіння рівня кисню атмосфера Землі буде сильно насичена метаном. Також її буде характеризувати низький рівень вуглекислого газу і відсутність озонового шару, тобто наша планета, швидше за все, буде місцем для анаеробних форм життя.

Так, може здатися, що ця знахідка не має прямого впливу на наше життя сьогодні – за багатьма прогнозами, люди взагалі зникнуть з поверхні Землі через мільярд років. Але відкриття ускладнює пошук ознак інопланетного життя. Оскільки кисень так нерозривно пов’язаний з життям на Землі, астрономи довгий час вважали його корисним орієнтиром для пошуку в атмосферах екзопланет, де він може вказувати на існування позаземного життя.

Тепер стає все ясніше, що недостатньо шукати світи, які знаходяться в правильній точці простору Всесвіту, щоб їх можна було заселити – відповідний момент часу теж дуже важливий. Автори дослідження підрахували, що кисень знаходиться в атмосфері планети тільки протягом 20-30% від загального терміну її життя.