3 Minutės
Žemės deguonies laikotarpis: ar jis išties amžinas?
Deguonis – vienas svarbiausių Žemės išteklių, užtikrinantis sudėtingų organizmų egzistavimą ir mūsų planetos tinkamumą gyvybei jau milijardus metų. Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad ši deguonimi turtinga epocha nėra amžina. Mokslininkų prognozėmis, per artimiausią milijardą metų Žemės atmosfera gali patirti staigių pokyčių, tapdama panaši į tą, kurią sudarė daug metano ir labai mažai deguonies – o tai ateityje reikšmingai paveiks sausumos gyvybę.
Atmosferos pokytis: grįžimas į priešistorines sąlygas
Dabartinė Žemės atmosfera, gausi deguonies ir palyginti skurdi metano, geologiniu požiūriu yra gana naujas reiškinys. 2021 m. paskelbtas tyrimas atskleidžia, kad mūsų planeta juda link deguonies netekimo, tad sąlygos gali priminti tas, kurios buvo prieš Didįjį oksidacijos įvykį (DOĮ) prieš 2,4 mlrd. metų. Tuo metu atmosfera netiko sudėtingai gyvybei – gyvavo tik anaerobiniai organizmai.
Pagrindinės šių prognozuojamų pokyčių priežastys – laipsniškas Saulės šviesos stiprėjimas ir sudėtinga karbonato-silikato ciklo įtaka aplinkai. „Dešimtmečius diskutuojama apie biosferos trukmę, atsižvelgiant į Saulės šviesėjimą ir geocheminius ciklus, formuojančius CO2 lygį,“ aiškina Toho universiteto aplinkos mokslininkas dr. Kazumi Ozaki. Didėjant Saulės spinduliuotei, spartės anglies dioksido – svarbiausio fotosintezei – irimas, tad atmosferoje deguonies kiekis smarkiai sumažės.
Deguonies sumažėjimo prognozės ir mechanizmas
Spėjama, kad šis pokytis įvyks gana greitai pagal geologinius mastelius – dar iki tol, kol Žemės paviršinis vanduo išgaruos į kosmosą arba prasidės vadinamas drėgnas šiltnamio efektas. Platus beveik 400 000 skirtingų scenarijų modeliavimas leido mokslininkams įsivaizduoti ateitį, kur deguonies kiekis atmosferoje sumažės iki archėjaus eros lygio – galbūt net milijoną kartų mažiau nei šiandien. Georgia technologijos instituto geologas Chris Reinhard žurnalui „New Scientist“ pabrėžia: „Deguonies kiekio sumažėjimas – itin drastiškas, iki milijono kartų mažiau nei dabar.“
Deguoniui žlugus, deguonies priklausomų rūšių, įskaitant beveik visus gyvūnus ir augalus, išlikimas taps nebeįmanomas. Ribota fotosintezės veikla sukels staigų sudėtingos gyvybės nykimą, o planetą paveldės mikrobai ir anaerobai – gyvybės formos, kurioms nereikia deguonies.
Gyvybės perspektyvos ir gyvenamųjų planetų paieška
Nors toks atmosferos virsmas prognozuojamas tik už maždaug milijardo metų, jo pasekmės liečia ne tik Žemę. Šie rezultatai svarbūs astrobiologijai ir gyvenamųjų egzoplanetų paieškai. Šiuo metu gyvybės už Saulės sistemos ribų paieškos dažniausiai grindžiamos biosignatūrų, tokių kaip deguonis, nustatymu atmosferoje. Tačiau šis tyrimas rodo, jog planetų atmosferos gali kaitaliotis tarp tinkamų ir netinkamų gyvybei, todėl deguonis nėra amžinas ir vienintelis gyvybės rodiklis.
Tobulėjant kosminėms teleskopų technologijoms, pvz., NASA NExSS (Nexus for Exoplanet System Science) projektui, mokslininkai iš naujo peržiūri, kaip reikėtų interpretuoti atmosferos požymius. Ozaki ir Reinhard tyrimai parodo, kad planetos gali prarasti deguonimi turtingą aplinką ženkliai anksčiau, nei gyvybė visiškai išnyksta. Todėl aktyviai siūloma ieškoti ir kitų biosignatūrų – metano ar anaerobinio metabolizmo prodūktų – tikintis geriau aptikti gyvybę už mūsų planetos ribų.
Kokia bus Žemė be deguonies?
Atmosferai galutinai pasikeitus, ją valdys aukštos metano, žemi anglies dioksido koncentracijos ir visiškas apsauginio ozono sluoksnio nebuvimas. Ozaki paaiškina: „Po didžiojo deguonies sumažėjimo atmosferai bus būdingas didelis metano kiekis, mažas CO2 ir nebeliks ozono sluoksnio. Žemė taps anaerobinių gyvybės formų pasauliu.“ Tai žymi ne tik žmonių ir gyvūnų gyvybės pabaigą, bet ir grįžimą į sąlygas, kurios egzistavo dar prieš sudėtingos gyvybės atsiradimą.
Išvada
Deguonies pasitraukimas iš Žemės atmosferos žymės svarbų planetos biosferos etapą. Šią prognozuojamą transformaciją nulems natūrali Saulės raida ir geocheminiai ciklai, galutinai nutrauksiantys deguonies priklausomos gyvybės viešpatavimą ir turėsiantys įtakos mūsų supratimui apie planetų tinkamumą gyvybei. Mokslininkai, išplėsdami biosignatūrų paieškas, tikisi geriau nustatyti, kur galėjo ar gali būti gyvybė – tiek Žemėje, tiek už jos ribų.
Šaltinis: smarti
Komentarai