Πόσο καιρό θα διαρκέσει πραγματικά η οξυγονωμένη ατμόσφαιρα της Γης;

Το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα της Γης είναι το κλειδί για να γίνει ο δικός μας ο μόνος πλανήτης που είναι γνωστός ότι φιλοξενεί ζωή, αλλά αυτός ο πολύτιμος πόρος είναι περιορισμένος. Αν και είναι το πιο γνωστό συστατικό του αέρα που αναπνέουμε, το οξυγόνο δεν είναι στην πραγματικότητα το πιο άφθονο στοιχείο στην ατμόσφαιρα. Αυτός ο τίτλος ανήκει στο άζωτο, το οποίο αποτελεί περίπου το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιρας. Το οξυγόνο γλιστράει στη δεύτερη θέση, αποτελώντας περίπου το 20% της ατμόσφαιρας, και δυστυχώς αυτά τα επίπεδα οξυγόνου θα πέσουν πολύ, πολύ χαμηλότερα στο μέλλον. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη, η Γη θα ξεμείνει από αναπνεύσιμο αέρα σε περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια.

Οι επιστήμονες Kazumi Ozaki του Πανεπιστημίου Toho και ο Christopher Reinhard του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια δημιούργησαν ένα μοντέλο υπολογιστή για να προσομοιώσουν την πορεία της Γης και το μέλλον της ατμόσφαιράς της. Αφού έτρεξαν την προσομοίωση σχεδόν 400.000 φορές, συνέταξαν την έρευνά τους και τη δημοσίευσαν στο περιοδικό Γεωεπιστήμη της φύσης το 2021. Τα αποτελέσματα προβλέπουν ότι η οξυγονωμένη ατμόσφαιρα της Γης θα εξαφανιστεί σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Τα καλά νέα είναι ότι κανένας από εμάς εδώ σήμερα δεν θα χρειαστεί να υποφέρει από αυτή την αλλαγή, αλλά πολλοί επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι η απώλεια οξυγόνου της ατμόσφαιρας θα είναι το τέλος της ζωής στη Γη οριστικά, οπότε ας εξερευνήσουμε τις δυνάμεις πίσω από αυτήν την παρακμή και πώς θα μοιάζει ο πλανήτης στη συνέχεια.

Η ευθύνη για τη μελλοντική απώλεια οξυγόνου της Γης βαρύνει κυρίως τον ήλιο. Οι περισσότεροι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο ήλιος είναι περίπου στα μισά της διάρκειας ζωής του και ενώ δεν θα πεθάνει για άλλα 4 έως 5 δισεκατομμύρια χρόνια, οι πλανήτες που τον περιβάλλουν, συμπεριλαμβανομένης της Γης, θα υποστούν συνέπειες πολύ νωρίτερα. Ένα δισεκατομμύριο χρόνια στο μέλλον, ο ήλιος θα είναι 10% φωτεινότερος από ό,τι είναι σήμερα, και αν και αυτό μπορεί να μην ακούγεται πολύ, θα αυξήσει δραματικά την ηλιακή ακτινοβολία και επομένως τις θερμοκρασίες εδώ στη Γη.

Καθώς η ατμόσφαιρα γίνεται πιο ζεστή, η μικρή ποσότητα αερίου διοξειδίου του άνθρακα εντός της θα αρχίσει να διασπάται. Δεδομένων των ανησυχιών για το CO₂ ως αέριο του θερμοκηπίου, μπορεί να πιστεύετε ότι αυτό θα ήταν καλό, αλλά η πραγματικότητα δεν είναι τόσο απλή. Ατμοσφαιρικό CO₂ Τα επίπεδα πρέπει να παραμείνουν σε ένα συγκεκριμένο εύρος για να επιβιώσει η ζωή στη Γη. Ακριβώς όπως πάρα πολύ CO₂ στην ατμόσφαιρα αποτελεί απειλή, το ίδιο και πολύ λίγο. Κάποια ποσότητα CO₂ στον αέρα είναι απαραίτητο για τα φυτά να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση, η οποία είναι η πηγή οξυγόνου. Εάν δεν υπάρχει CO₂ για τα φυτά, δεν θα υπάρχει οξυγόνο για να αναπνέουν τα ζώα.

Αυτό το ζήτημα περιπλέκεται από τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Τα δέντρα χειροτερεύουν ήδη στη φωτοσύνθεση καθώς τα καιρικά μοτίβα γίνονται πιο ακραία. Σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια από τώρα, τα επίπεδα οξυγόνου της ατμόσφαιρας θα μπορούσαν να είναι ένα εκατομμύριο φορές χαμηλότερα από σήμερα. Παρά τις προβλέψεις για την ημέρα της μοίρας, ωστόσο, υπάρχει ακόμα δυνατότητα για ζωή στη Γη να επιμείνει πέρα ​​από αυτό.

Για να προβλέψουμε πώς θα είναι η Γη μετά από αυτό το μελλοντικό γεγονός αποξείδωσης, βοηθά στην πραγματικότητα να κοιτάξουμε βαθιά στο παρελθόν. Όταν η Γη σχηματίστηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, η ατμόσφαιρά της ήταν κυρίως μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και λίγοι υδρατμοί. Η ηλιακή ακτινοβολία θα διαχωρίσει το υδρογόνο και το οξυγόνο στους υδρατμούς, αλλά αυτό το οξυγόνο θα απορροφηθεί γρήγορα στον σχηματιζόμενο φλοιό του πλανήτη. Αυτό σήμαινε ότι δεν υπήρχε σχεδόν καθόλου οξυγόνο στον ίδιο τον αέρα. Ωστόσο, αυτό δεν εμπόδισε τη δημιουργία ζωής στη Γη.

Στους νεαρούς ωκεανούς εμφανίστηκαν μικροοργανισμοί που ήταν αναερόβιοι, δηλαδή ζούσαν χωρίς να αναπνέουν οξυγόνο. Αντίθετα, επιβίωσαν από ορυκτά που υπήρχαν στα αρχέγονα νερά. Όλα άλλαξαν περίπου πριν από 2,7 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν αναπτύχθηκε μια νέα κατηγορία οργανισμών που ονομάζονται κυανοβακτήρια. Ήταν τα πρώτα έμβια όντα ικανά για φωτοσύνθεση, και ως αποτέλεσμα, ήταν υπεύθυνοι για την εισπνοή οξυγόνου στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια από τώρα, εάν τα επίπεδα οξυγόνου έχουν όντως μειωθεί όσο προβλέπουν οι επιστήμονες, ο πλανήτης πιθανότατα θα επανέλθει σε κατάσταση παρόμοια με αυτή που προηγήθηκε των κυανοβακτηρίων. Οι μόνες μορφές ζωής που θα μπορούσαν να επιμείνουν είναι οι αναερόβιες. Σε όλο τον κόσμο σήμερα, εξακολουθούν να υπάρχουν βακτήρια που ζουν χωρίς να αναπνέουν οξυγόνο, και όταν όλα τα πλάσματα που αναπνέουν αέρα εξαφανιστούν από ασφυξία, ο πλανήτης θα είναι και πάλι η επικράτειά τους.