В последние годы стало принято при известии о каком-нибудь очередном безумном событии говорить: «Последние времени настают». Но если мы, произнося подобное, разумеется, не имеем этого в виду, то ученые уже давно разобрали, когда же наступят буквально последние времена и как они будут выглядеть.
В 2021 году в Nature Geoscience вышло исследование [1], авторы которого при помощи сложной модели, учитывающей, как взаимодействуют климат, живые существа, химические процессы в атмосфере и океане, а также геологические процессы, спрогнозировали, что произойдет с нашей планетой, когда Солнце станет горячее и начнет светить ярче. А это гарантированно случится, так как Солнце — классическая звезда так называемой Главной последовательности, и благодаря наблюдениям миллионов подобных звезд мы можем с высокой точностью предсказать его эволюцию вплоть до конца звездной жизни.
Чтобы убедиться, что их модель корректно описывает происходящие на Земле процессы, ученые прогнали 400 тыс. вариантов модели, начиная с периода 600 млн лет назад, каждый раз случайным образом немного меняя начальные условия и некоторые параметры. Больше 4 тыс. вариантов дали результаты, соответствующие современным климатическим и биогеохимическим условиям. И именно их авторы использовали, чтобы спрогнозировать будущее.
И у них получилось, что нынешняя богатая кислородом атмосфера — временное явление. Усредненный прогноз показал, что примерно через миллиард лет плюс-минус 140 млн лет уровень кислорода начнет резко снижаться, и дальше всего за 10 тыс. лет атмосфера станет непригодной для дыхания. Это произойдет как раз из-за медленного, но неумолимого разогрева Солнца, который усилит химические реакции между атмосферой, водой и горными породами — так называемое химическое выветривание. В этих реакциях углекислый газ из атмосферы растворяется в дождевой воде, образуя слабую кислоту, которая вступает в реакцию с силикатными породами. Получающиеся при этом растворимые соединения смываются в океан и осаждаются в виде карбонатов, удаляя CO2 из атмосферы на миллионы лет.
Без углекислого газа растения не смогут осуществлять фотосинтез, при помощи которого они получают энергию для себя, попутно производя кислород. Уровень О2 в атмосфере начнет быстро падать, и очень скоро на планете смогут выживать только микроорганизмы, способные обходиться без кислорода. Но и они протянут недолго, так как Солнце будет продолжать разогреваться, вода — испаряться, и в какой-то момент планета станет слишком горячей и сухой для любых форм даже микробной жизни.
В итоге атмосфера Земли начнет напоминать ту, что была до кислородной революции, которую произвели первые одноклеточные фотосинтетики: с высоким содержанием метана и почти полным отсутствием кислорода. В таких условиях вокруг Земли может появиться органическая дымка, как у спутника Сатурна Титана. Она состоит из мельчайших частиц, образующихся при разложении метана под действием ультрафиолета Солнца в условиях малых концентраций СО2. Высокоактивные частицы, на которые распадаются молекулы метана, соединяются в более сложные углеводороды, которые, в свою очередь, слипаются в микроскопические частицы и формируют густой туман.
То есть в относительно недалеком — по астрономическим меркам — будущем Земля не будет выглядеть как голубая планета, а в ее атмосфере не будет кислорода и СO2. И возможные астрономы из других миров, ищущие признаки жизни во Вселенной, не включат ее даже в лонг-лист планет-кандидатов. То есть работа о конце жизни на нашей планете многое говорит нам о поисках жизни на других.
Сегодня астрономы, изучающие экзопланеты на предмет возможных признаков живых существ, ориентируются на несколько основных биомаркеров: кислород, метан, углекиcлый газ, воду и некоторые другие молекулы в определенном соотношении. Мы подробно говорили об этом недавно на стриме [2], посвященном новостям о якобы обнаружении жизни на другой планете. Но исследование в Nature Geoscience показывает, что период, в течение которого существуют эти биомаркеры, указывающие, что на планете возможна жизнь, похожая на земную, может быть очень коротким.
С одной стороны, скоротечность жизни снижает шансы обнаружить ее. С другой, хотя на планетах без кислорода многоклеточная сложная жизнь земного типа и невозможна, они вполне могли быть обитаемы в прошлом. Особенно если там есть метан, озон и органическая дымка. И хотя на нынешнем уровне развития технологий мы не сможем рассмотреть, не скрываются ли за дымкой развалины цивилизации, для тех, кто верит, что мы не одни во Вселенной, эта работа дает новую надежду.
Ирина Якутенко
Текст опубликован в телеграм-канале Ирины Якутенко «Безвольные каменщики»:
t.me/kamenschiki/2036
1. reinhard.gatech.edu/uploads/5/4/1/0/54106417/ozaki_natgeo_2021.pdf
2. youtube.com/live/9-g_j0856jQ?si=DcZmhrm2wIzThWRz
Загрузка...