(Aaron Foster/The Image Bank/Getty Images) Momentan blüht das Leben auf unserem sauerstoffreichen Planeten, aber auf der Erde war das nicht immer so – und Wissenschaftler haben vorhergesagt, dass die Atmosphäre in Zukunft wieder zu einer Atmosphäre zurückkehren wird, die reich an Methan und arm an Sauerstoff ist.
Dies wird wahrscheinlich erst in einer Milliarde Jahren oder so passieren. Aber wenn der Wandel eintritt, wird er ziemlich schnell vonstatten gehen, wie die Studie von Anfang dieses Jahres zeigt.
Diese Verschiebung wird den Planeten in etwa in den Zustand zurückversetzen, in dem er sich vor dem sogenannten Zustand befand das große Oxidationsereignis (GOE) vor etwa 2,4 Milliarden Jahren.
Darüber hinaus sagen die Forscher, die hinter der neuen Studie stehen, dass atmosphärischer Sauerstoff wahrscheinlich kein dauerhafter Bestandteil bewohnbarer Welten im Allgemeinen ist, was Auswirkungen auf unsere Bemühungen hat, Lebenszeichen weiter draußen im Universum zu entdecken.
„Das Modell prognostiziert, dass es zu einer Desoxygenierung der Atmosphäre kommt, wobei der atmosphärische O2 stark auf Werte absinkt, die an die von … erinnern Archaische Erde , wird höchstwahrscheinlich vor dem Einsetzen feuchter Treibhausbedingungen im Klimasystem der Erde und vor dem umfassenden Verlust von Oberflächenwasser aus der Atmosphäre ausgelöst“, schreiben die Forscher in ihrem veröffentlichtes Papier .
An diesem Punkt wird es für Menschen und die meisten anderen Lebensformen, die auf Sauerstoff angewiesen sind, um den Tag zu überstehen, das Ende des Weges sein. Hoffen wir also, dass wir herausfinden, wie das geht Verlasse den Planeten irgendwann innerhalb der nächsten Milliarde Jahre.
Um zu ihren Schlussfolgerungen zu gelangen, führten die Forscher detaillierte Modelle der Biosphäre der Erde durch und berücksichtigten dabei Änderungen der Helligkeit der Sonne und den entsprechenden Rückgang des Kohlendioxidgehalts, da das Gas durch zunehmende Hitze abgebaut wird. Weniger Kohlendioxid bedeutet weniger photosynthetisierende Organismen wie Pflanzen, was zu weniger Sauerstoff führen würde.
Wissenschaftler haben zuvor vorhergesagt, dass die zunehmende Strahlung der Sonne das Meerwasser von der Oberfläche unseres Planeten verschwinden lassen würde innerhalb von etwa 2 Milliarden Jahren , aber das neue Modell – basierend auf einem Durchschnitt von knapp 400.000 Simulationen – geht davon aus, dass die Reduzierung des Sauerstoffgehalts zuerst das Leben abtöten wird.
„Der Sauerstoffabfall ist sehr, sehr extrem“, sagte der Geowissenschaftler Chris Reinhard vom Georgia Institute of Technology Neuer Wissenschaftler früher in diesem Jahr. „Wir reden hier von rund einer Million Mal weniger Sauerstoff als heute.“
Was die Studie für die Gegenwart besonders relevant macht, ist unsere Suche nach bewohnbaren Planeten außerhalb des Sonnensystems.
Immer leistungsfähigere Teleskope kommen online, und Wissenschaftler möchten wissen, wonach sie in den Unmengen an Daten, die diese Instrumente sammeln, suchen sollten.
Möglicherweise müssen wir neben Sauerstoff auch nach anderen Biosignaturen suchen, um die besten Chancen zu haben, Leben zu entdecken, sagen die Forscher. Ihre Studie ist Teil der IN NExSS (Nexus for Exoplanet System Science)-Projekt, das die Bewohnbarkeit anderer Planeten als unseres eigenen untersucht.
Nach den Berechnungen von Reinhard und dem Umweltwissenschaftler Kazumi Ozaki von der Toho-Universität in Japan könnte die sauerstoffreiche, bewohnbare Geschichte der Erde am Ende nur 20 bis 30 Prozent der gesamten Lebensspanne des Planeten andauern – und mikrobielles Leben wird sie tragen weiter existieren, lange nachdem wir gegangen sind.
„Die Atmosphäre nach der großen Desoxygenierung ist durch einen erhöhten Methangehalt, niedrige CO2-Werte und Nein gekennzeichnet Ozon Schicht“, sagte Ozaki . „Das Erdsystem wird wahrscheinlich eine Welt anaerober Lebensformen sein.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturgeowissenschaften .
Eine Version dieses Artikels wurde erstmals im März 2021 veröffentlicht.