Κάθε ανάσα που παίρνουμε εξαρτάται από μια εύθραυστη ισορροπία ανάμεσα στον πλανήτη μας, τους ζωντανούς οργανισμούς και τον Ήλιο. Πόσο όμως μπορεί να διαρκέσει αυτή η γνώριμη, πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα;
Σύμφωνα με λεπτομερείς προσομοιώσεις, ο αναπνεύσιμος αέρας της Γης είναι μόνο ένα προσωρινό κεφάλαιο σε μια πολύ μεγαλύτερη πλανητική ιστορία.
Ο γεωεπιστήμονας Kazumi Ozaki από το Πανεπιστήμιο Toho και ο ερευνητής Christopher T. Reinhard από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια χρησιμοποίησαν ένα συνδυαστικό μοντέλο κλίματος και κύκλου του άνθρακα για να εκτιμήσουν πόσο μπορούν να διατηρηθούν τα υψηλά επίπεδα οξυγόνου.
Τα αποτελέσματά τους δείχνουν μια μέση μελλοντική διάρκεια ζωής περίπου 1,08 δισεκατομμυρίων ετών, προτού το οξυγόνο στον αέρα πέσει κάτω από το 1% των σημερινών επιπέδων, με τη μεταβολή να συμβαίνει μέσω μιας ξαφνικής πτώσης παρά μιας αργής εξασθένησης. Η εργασία, που υποστηρίχθηκε εν μέρει από το Πρόγραμμα Αστροβιολογίας της NASA, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Geoscience.
Πώς οι επιστήμονες προβλέπουν το μέλλον της ατμόσφαιρας
Η ομάδα δημιούργησε ένα «μοντέλο συστήματος της Γης», που συνδέει την ατμόσφαιρα, τους ωκεανούς, τα πετρώματα και τη ζωή σε έναν ψηφιακό πλανήτη. Μετέβαλαν δεκάδες αβέβαιους παράγοντες, όπως τη ταχύτητα έκλυσης αερίων από ηφαίστεια, και εξέτασαν σχεδόν 400.000 διαφορετικά σενάρια.
Στις περισσότερες δοκιμές, το οξυγόνο παρέμενε σταθερό για μεγάλο διάστημα και στη συνέχεια έπεφτε απότομα μόλις ξεπερνιούνταν ορισμένα όρια στο ηλιακό φως και το διοξείδιο του άνθρακα. Το πλούσιο σε οξυγόνο περιβάλλον φαίνεται να είναι ένα παροδικό χαρακτηριστικό ενός βραχώδους πλανήτη που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι σαν τον Ήλιο.
Γιατί το περισσότερο ηλιακό φως σημαίνει λιγότερο οξυγόνο
Η αιτία κρύβεται στην αργή λάμψη του Ήλιου καθώς γερνάει. Ένα λαμπρότερο άστρο θερμαίνει την επιφάνεια, επιταχύνοντας χημικές αντιδράσεις που απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα.
Αυτό ωστόσο έχει ένα τίμημα. Τα φυτά και η άλγη χρειάζονται ένα ελάχιστο επίπεδο διοξειδίου του άνθρακα για τη φωτοσύνθεση. Μόλις αυτό πέσει κάτω από το όριο, η παραγωγή οξυγόνου καταρρέει.
Ταυτόχρονα, οι διαδικασίες που καταναλώνουν οξυγόνο συνεχίζονται, οδηγώντας σε μια ατμόσφαιρα παρόμοια με εκείνη της πρώιμης Γης πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια, με υψηλά επίπεδα μεθανίου.
Τι σημαίνει αυτό για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής
Για την επίγεια ζωή, το χρονοδιάγραμμα είναι καθησυχαστικό. Ένα δισεκατομμύριο χρόνια είναι ασύλληπτο διάστημα, αλλά και ταπεινωτικό, καθώς δείχνει ότι οι σύνθετοι οργανισμοί καταλαμβάνουν μόνο ένα μικρό μέρος της ιστορίας της Γης.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το οξυγόνο από μόνο του μπορεί να είναι παραπλανητικό σημάδι ζωής. Πολλοί κατοικήσιμοι κόσμοι μπορεί να περνούν μεγάλα διαστήματα με ελάχιστο ανιχνεύσιμο οξυγόνο, αυξάνοντας τον κίνδυνο «ψευδώς αρνητικών» αποτελεσμάτων στην αναζήτηση ζωής.
Στη μελλοντική ατμόσφαιρα, ο συνδυασμός χαμηλού οξυγόνου και υψηλού μεθανίου θα μπορούσε να δημιουργήσει μια οργανική ομίχλη. Αυτό το στρώμα θα άλλαζε το χρώμα του πλανήτη και ίσως αποτελούσε το ίδιο ένα ανιχνεύσιμο σημάδι βιολογίας για έναν μακρινό παρατηρητή.
Για αυτό και οι συγγραφείς αναφέρουν ότι η οξυγόνωση της ατμόσφαιρας «δεν είναι μια μόνιμη κατάσταση στους κατοικήσιμους κόσμους».
