Het laten vallen van zuurstof zal uiteindelijk het meeste leven op aarde verstikken

Momenteel gedijt het leven op onze zuurstofrijke planeet, maar de aarde is niet altijd zo geweest – en wetenschappers voorspelden dat de atmosfeer in de toekomst zal terugkeren naar een atmosfeer die rijk is aan methaan en arm aan zuurstof.

Dit zal waarschijnlijk niet nog een miljard jaar of zo gebeuren. Maar als er verandering komt, zal het vrij snel gebeuren, suggereert een onderzoek dat eerder dit jaar is uitgevoerd.

Deze transformatie zal de planeet terugbrengen naar de staat waarin ze verkeerde vóór wat bekend staat als de Great Oxidation Event (GOE), ongeveer 2,4 miljard jaar geleden.

Bovendien zeggen de onderzoekers achter de nieuwe studie dat zuurstof in de lucht waarschijnlijk geen permanent kenmerk is van bewoonbare werelden in het algemeen, wat implicaties heeft voor onze inspanningen om tekenen van leven in het universum te detecteren.

“Het model voorspelt dat de verwijdering van zuurstof uit de atmosfeer, met een scherpe daling van de atmosferische zuurstof tot niveaus die doen denken aan oud land, waarschijnlijk vóór het begin van vochtige opwarmingsomstandigheden in het klimaatsysteem van de aarde en vóór het uitgebreide verlies van oppervlaktewater uit de atmosfeer”, schreven de onderzoekers in gepubliceerde paper.

Op dit punt zou het het einde van de weg zijn voor mensen en de meeste andere levensvormen die afhankelijk zijn van zuurstof om vandaag voorbij te komen, dus laten we hopen uit te vinden hoe we ergens in de komende miljard jaar van de planeet kunnen komen.

Om tot hun conclusies te komen, voerden de onderzoekers gedetailleerde modellen uit van de biosfeer van de aarde, rekening houdend met veranderingen in de helderheid van de zon en een overeenkomstige afname van het kooldioxidegehalte, terwijl het gas afbreekt door toenemende hitte. Lager koolstofdioxide betekent minder fotosynthetische organismen zoals planten, wat leidt tot minder zuurstof.

Wetenschappers voorspelden eerder dat verhoogde straling van de zon het oceaanwater van het oppervlak van onze planeet zou wegvagen Binnen ongeveer 2 miljard jaarMaar het nieuwe model – gebaseerd op een gemiddelde van iets minder dan 400.000 simulaties – zegt dat het verminderen van zuurstof eerst het leven zal doden.

“De daling van zuurstof is zeer ernstig”, zegt aardwetenschapper Chris Reinhard van het Georgia Institute of Technology. nieuwe wereld eerder dit jaar. “We hebben het over een miljoen keer minder zuurstof dan er vandaag is.”

Wat de studie vandaag bijzonder relevant maakt, is onze zoektocht naar bewoonbare planeten buiten het zonnestelsel.

Er komen steeds meer krachtige telescopen online en wetenschappers willen weten waar ze op moeten letten in de datapakketten die deze instrumenten verzamelen.

Het is mogelijk, zeggen de onderzoekers, dat we naast zuurstof naar andere biosignaturen moeten zoeken om de beste kans te hebben om leven te detecteren. Hun studies maken deel uit van NASA NExSS (Nexus voor Exoplanet System Science), die de bewoonbaarheid van andere planeten dan de onze onderzoekt.

Volgens berekeningen van Reinhard en ecoloog Kazumi Ozaki, van de Toho University in Japan, zou de bewoonbare, zuurstofrijke geschiedenis van de aarde uiteindelijk slechts 20-30 procent van het leven van de planeet als geheel kunnen uitmaken – en zou het microbieel leven bevatten. Om te bestaan ​​lang nadat we weg zijn.

“De atmosfeer na een groot deoxygenatieproces wordt gekenmerkt door een hoog methaangehalte, een laag koolstofdioxidegehalte en een gebrek aan ozon laag,” zei hij Ozaki. “Het is waarschijnlijk dat het aardse systeem een ​​wereld van anaëroob leven is.”

De zoekopdracht is gepubliceerd in natuurlijke aardwetenschappen.

Een versie van dit artikel is voor het eerst gepubliceerd in maart 2021.