Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.
Атмосфера современной Земли более чем на 20 процентов состоит из чистого молекулярного кислорода и содержит мало углекислого газа. Такой состав стал результатом деятельности биосферы и «кислородной катастрофы», произошедшей около 2,4 миллиарда лет назад, — и он же обеспечивает существование крупных и сложных организмов, включая людей. Атмосфера молодой планеты была совсем непохожа на нынешнюю, а через некоторое время она может снова вернуться к прежнему, «бескислородному» виду.
К такому выводу пришли Казуми Озаки (Kazumi Ozaki) и Кристофер Рейнхард (Christopher Reinhard), которые смоделировали эволюцию земной атмосферы с учетом геологических, биологических и климатических факторов. По их оценкам, она останется сравнительно стабильной еще около миллиарда лет, после чего резко — за считаные тысячи лет — потеряет весь свободный кислород. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Дело в том, что с возрастом Солнце постепенно становится более горячим и ярким. Расчеты Озаки и Рейнхарда показывают, что в результате содержание углекислого газа в атмосфере Земли будет снижаться (его молекулы распадаются под действием достаточно мощного солнечного излучения). Приблизительно через миллиард лет количества СО2 будет уже недостаточно для поддержания фотосинтеза (и поступления кислорода в атмосферу).
Моделирование показывает, что падение содержания кислорода может оказаться чрезвычайно резким, до уровня в миллионы раз меньше нынешнего. Параллельно будет увеличиваться присутствие метана. По геологическим меркам, все произойдет почти мгновенно, примерно за десяток тысяч лет, и атмосфера вернется к состоянию, какой была еще в архее, когда на Земле развивались самые древние организмы.
«Биосфера не успеет адаптироваться к таким значительным изменениям среды», — говорит Казуми Озаки. «Мир примитивных анаэробных микробов, который сегодня скрывается в тени, снова возьмет вверх», — добавляет Кристофер Рейнхард. Впрочем, и они не смогут удерживаться по всей Земле: лишенная кислорода планета потеряет и озоновый слой. Ультрафиолетовое излучение разгорячившегося Солнца будет стерилизовать поверхность планеты, и организмам придется выживать в укромных уголках, неглубоко под поверхностью воды.