Ученые подсчитали, на сколько еще хватит кислорода в атмосфере Земли

Современная атмосфера Земли сильно насыщена кислородом — его доля составляет около 20%. Это одна из определяющих особенностей нашей планеты, обеспечивающая поддержание на ней жизни. Однако срок службы кислородных биосигнатур в атмосфере до сих пор неизвестен, особенно если речь идет об отдаленном будущем. Ученые озабочены тем, что насыщение кислородом земной атмосферы может уменьшаться со временем.

В своем исследовании специалисты из Технологического института Джорджии (США) и Университета Тохо (Япония) изучили долгосрочную стабильность атмосферного кислорода Земли.

Они провели моделирование всех систем Земли, используя комбинированную модель биогеохимии и климата, чтобы изучить вероятные временные рамки атмосферных условий с высоким насыщением кислородом. Раньше проводились аналогичные эксперименты, но обычно моделировались отдельные системы. Новое моделирование было более сложным, чем обычно — в его основу легло 400 тысяч симуляций.

Исследователи обнаружили, что насыщенная кислородом атмосфера Земли, скорее всего, сохранится еще 1,1 миллиарда лет, прежде чем содержание кислорода сравнительно быстро начнет падать.

Согласно моделированию, основной причиной этого станет Солнце. "С возрастом" Солнце будет становиться ярче и нагреваться, в результате чего на поверхности Земли температура будет расти, а углекислый газ в её атмосфере — разрушаться. Эти два фактора убьют жизнь растений, тем самым лишив планету основного источника кислорода.

Также моделирование прогнозирует, что содержание кислорода упадет до уровней, свойственных Земле во времена архейской эры — самого древнего этапа жизни нашей планеты, когда на ней бурлили вулканы, а ее поверхность бомбардировали метеориты из космоса. Пригодной для аэробной жизни Земля стала относительно недавно — примерно 2,4 миллиарда лет назад, когда фотосинтезирующие микробы, а затем и растения начали производить кислород в больших количествах.

После резкого падения уровня кислорода атмосфера Земли будет сильно насыщена метаном. Также ее будет характеризовать низкий уровень углекислого газа и отсутствие озонового слоя, то есть наша планета, скорее всего, будет местом для анаэробных форм жизни.

Да, может показаться, что эта находка не оказывает прямого влияния на нашу жизнь сегодня — по многим прогнозам, люди вообще исчезнут с поверхности Земли через миллиард лет. Но открытие усложняет поиск признаков инопланетной жизни. Поскольку кислород так неразрывно связан с жизнью на Земле, астрономы долгое время считали его полезным ориентиром для поиска в атмосферах экзопланет, где он может указывать на существование внеземной жизни.

Теперь становится все яснее, что недостаточно искать миры, которые находятся в правильной точке пространства Вселенной, чтобы их можно было заселить — подходящий момент времени тоже очень важен. Авторы исследования подсчитали, что кислород находится в атмосфере планеты только на протяжении  20-30% от общего срока её жизни.