В контекста на нарастващото глобално внимание към рискове като климатични промени и геополитически напрежения, ново научно изследване насочва погледа към далеч по-дългосрочен, но неизбежен процес – постепенното изчерпване на кислорода в земната атмосфера.

Проучването е на учените Казуми Озаки и Кристофър Т. Райнхард и е публикувано в списание Nature Geoscience.

То използва комплексни биогеохимични модели, както и изчислителни данни, включително информация от НАСА, за да реконструира бъдещата еволюция на земната атмосфера.

По-ранен праг за кислороден срив

Досегашните научни оценки предполагаха, че Земята ще може да поддържа кислородна атмосфера още около два милиарда години. Новите симулации обаче показват значително по-кратък срок – приблизително около един милиард години.

Според модела критичният преход към атмосфера с ниско съдържание на кислород може да настъпи около времева точка, еквивалентна на приблизително 1 000 002 000-та година, когато съвременната биосфера вече няма да може да съществува в познатия ѝ вид.

Ролята на Слънцето

Основният двигател на този дългосрочен процес е еволюцията на Слънцето. С напредването на възрастта си звездата постепенно увеличава своята светимост, което води до сериозни промени в климата и химичния състав на атмосферата.

Повишеното слънчево излъчване ще ускори разграждането на въглеродния диоксид и ще намали концентрацията му до нива, при които фотосинтезата става невъзможна. Това на практика би прекъснало основния механизъм за производство на кислород на планетата.

Колапс на екосистемите и загуба на вода

Последствията според учените ще бъдат системни. Спирането на фотосинтезата ще доведе до срив на хранителните вериги, зависещи от растенията и фотосинтезиращите микроорганизми.

Паралелно с това повишаването на температурите ще ускори изпарението на водата. Водните пари ще достигат горните слоеве на атмосферата, където под въздействието на ултравиолетовото лъчение ще се разпадат, а водородът постепенно ще се губи в Космоса – процес, наблюдаван и при други планети.

Животът като преходен етап

Авторите на изследването подчертават, че кислородната биосфера представлява само временен етап в еволюцията на планетата.

Дори при наличие на растителен живот, дългосрочните геохимични процеси и развитието на Слънцето в крайна сметка ще надделеят над механизмите, поддържащи сегашната атмосфера.

Значение за търсенето на живот извън Земята

Заключенията имат важно значение за съвременната астробиология. Те поставят под съмнение идеята, че кислородът е универсален и постоянен индикатор за наличие на живот.

Бъдещи мисии като LUVOIR, разработван от НАСА, ще бъдат насочени към детайлно изследване на атмосфери на екзопланети и тяхната еволюция – от възникване на живот до възможен негов упадък.

Дългосрочен хоризонт за човечеството

Макар прогнозираният хоризонт от около един милиард години да е извън рамките на съвременната цивилизация, учените отбелязват, че резултатите имат значение за дългосрочното планиране на човешкото бъдеще в Космоса.

Сред обсъжданите концепции са междузвездни пътувания, тераформиране и създаване на самоподдържащи се колонии извън Земята.

В краткосрочен план обаче изследването подчертава необходимостта от устойчиво управление на ресурсите на планетата.