Кислородный кризис, или когда мы покинем Землю

Солнце погубит Землю Астрофизика

Конечная стадия планетарной обитаемости… Странная и очень тревожная фраза.  Сегодня мы живем на нашей прекрасной голубой планете, не задумываясь о том, что так будет не всегда. Рано или поздно, даже если мы возьмемся за ум, и сможем сохранить нашу Землю, она все равно погибнет. Потому что есть обстоятельства, которые от нас не зависят. Например — эволюция Солнца. Поэтому очевидно, что в будущем неизбежно наступит день, когда человечество будет вынуждено покинуть эту планету. Мы станем свидетелями гибели нашего дома. Места рождения нашей души, если Вы в это верите…

Никакое другое место в космосе, каким бы прекрасным или плодородным оно ни было, не подойдет нам так же, как наша Земля. Ведь наши организмы создавались в течение миллионов лет для жизни именно на этой планете. И если мы найдем какой-то другой похожий мир, очень маловероятно, что он будет точно повторять нашу Землю. Какие-то отличия все равно будут. И это наверняка создаст серьезные проблемы для здоровья человека.

Земля без кислорода

Сегодня межзвездные путешествия кажутся нам почти невозможными. Но вполне очевидно, что в далеком будущем они станут просто необходимостью. Именно поэтому к космическим кораблям и межзвездным путешествиям следует относиться не как к несбыточной мечте. А как к серьезному инструменту, необходимому для нашего глобального выживания.

Мы живем в очень интересный период жизни нашей планеты. 2,4 миллиарда лет назад, до так называемого Великого кислородного события, свободного кислорода атмосфере Земли не было совсем. Почему именно произошло окисление земной атмосферы, доподлинно неизвестно до сих пор. Хотя некоторые исследователи полагают, что оно связано с одноклеточными организмами, известными как цианобактерии. Нам они больше известны как сине-зеленые водоросли. Миллиарды лет назад произошло замечательное событие: эти водоросли изобрели нечто, что кардинально изменило наш мир. Это был процесс фотосинтеза. И самое важное — побочным продуктом фотосинтеза является кислород.

Этот газ обладает очень интересными характеристиками. На самом деле он очень агрессивен, и вступает в реакцию практически со всеми химическими элементами. Окисляя все, что встречается на его пути. Возможно именно эта повышенная активность кислорода позволила появиться на Земле сложным формам жизни. В настоящее время уровень кислорода в атмосфере нашей планеты поддерживается, в основном, морскими водорослями и тропическими (и не только) лесами.

Но так будет не всегда.

Что ждет Землю?

Примерно через миллиард лет нашу Землю начнут преследовать неприятности. Яркость Солнца увеличится на 10%. Из-за этого на Землю станет попадать больше тепла. Его будет достаточно, чтобы нагреть океаны до кипения. И они начнут испаряться. Жить в таких условиях, что очевидно, будет невозможно. По крайней мере на поверхности нашей планеты.

Однако на самом деле Земля, возможно, престанет быть пригодным для жизни миром еще раньше. Именно этому посвящено новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience. Его провели совместно японские и американские ученые. В нем утверждается, что жизнь на этой планете погибнет еще до испарения океанов. Потому что запасы кислорода на Земле истощаются еще раньше.

Ученые Казуми Одзаки и Крис Рейнхард создали компьютерные модели будущей атмосферы нашей планеты. Они симулировали циклы обращения таких важных элементов, как углерод, кислород, сера и фосфор. В целом модель учитывала многие геологические, биологические и астрономические процессы. Ученые хотели понять, как именно возрастающая светимость Солнца изменит условия для жизни на Земле.

Итак, что же удалось установить исследователям?

Через миллиард лет

Давайте представим, что мы переместились на один миллиард лет вперед. Мы увидим, что увеличение количества солнечной энергии вызывает снижение выбросов CO2 в атмосферу. Это связано с тем, что молекула углекислого газа разрушается после поглощения избыточного тепла. CO2 станет менее доступным для фотосинтезирующих организмов. И поэтому они начнут голодать. И, соответственно, вырабатывать меньше кислорода. Моделирование показало, что сокращение уровня углекислого газа будет настолько экстремальным, что в течение всего 10 000 лет все растения вымрут. И это приведет к массовому вымиранию всего животного мира, населяющего Землю.

Тем временем верхние слои изменяющейся атмосферы начнут получать все больше энергии от Солнца. В среде, которая будет просто изобиловать кинетической энергией, молекулы кислорода смогут свободно улетать в космическое пространство. И, по мере падения уровня кислорода и углекислого газа, метан и аналогичные тяжелые молекулы начнут преобладать в атмосфере нашей планеты. В итоге она будет содержать в миллион раз меньше кислорода, чем сегодня. И в 10 000 раз больше метана.

В этой новой, богатой азотом и метаном среде выживут только примитивные анаэробные бактерии. Потому что эти организмы не нуждаются в кислороде. Океаны Земли превратятся в тихие водные бассейны без каких-либо следов водной флоры и фауны. И в этом, конечно, есть что-то поэтическое. Микробная жизнь была на это планете первой. И стала впоследствии основой для последующей сложности и разнообразия форм жизни. Поэтому у нее есть, очевидно, почетное право быть последней жизнью на умирающей Земле. После всего, через что прошла жизнь — эволюция и цивилизации, динозавры и человеческие войны — она просто вернется к своим корням…

Но это будет уже не наша нынешняя голубая планета. Это будет наш старый дом, который больше не может оставаться нашим домом. Для выживания человечества мы должны будем покинуть его. Перед нашим видом встанет выбор: гибель или полет к другим звездам…

,
Поделитесь с друзьями!
Живой Космос
Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: