Регион

Уведомления отключены

Когда мы задохнёмся? Названа дата исчезновения кислорода из атмосферы

По прогнозам учёных, постапокалиптический воздух будет напоминать атмосферу молодой Земли до Великого кислородного события. Короче говоря, все, кто дышит кислородом, умрут.

12 марта, 21:40
6549
<p>Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock</p>

Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock

Вот мы всё жалуемся на выбросы углекислого газа, а на самом деле жаловаться надо на вырубку лесов. Нам нужны растения, а растениям требуется диоксид углерода. Не будет фотосинтеза — не будет кислорода. И, по мнению учёных, это неизбежный финал, что бы мы ни делали. В Университете Тохо (Япония) составили модель будущего Земли, "проиграли" этот сценарий в общей сложности 400 тысяч раз, и исход предстоящих событий оказался в каждом случае примерно одним и тем же: в конце концов атмосфера планеты станет такой, как была 2,5 миллиарда лет назад.

Атмосфера после сильной деоксигенации характеризуется повышенным содержанием метана, низким уровнем CO2 и отсутствием озонового слоя. Земля, вероятно, будет миром анаэробных форм жизни, — объясняет один из авторов исследования Казуми Одзаки.

Кислородная катастрофа

Фото © Shutterstock

Фото © Shutterstock

Воздух юной Земли состоял в основном из углекислого газа, сероводорода, аммиака и метана. И вдруг примерно два миллиарда 450 миллионов лет назад (или, по данным исследования 2014 года, несколько позже) что-то произошло. Примечательно: вырабатывающие кислород существа тогда давно уже были, такие сине-зелёные водоросли появились ещё за 300–400 миллионов лет до этого. Но они оставались в меньшинстве. Выделяемый ими кислород составлял примерно одну тысячную от его теперешнего количества в атмосфере, он целиком уходил на окисление окружающей среды, и в свободном виде его не оставалось совсем. А подавляющим большинством были разнообразные анаэробные создания, то есть такие, которые не дышат кислородом и вообще в принципе его не выносят, он для них смертелен. Именно поэтому внезапное радикальное изменение в атмосфере назвали Великой кислородной катастрофой.

Что именно случилось? Геологи подозревают, что одним фотосинтезом дело не обошлось, повлияли вулканические процессы. В те времена как раз формировались протоконтиненты и на суше начались активные извержения. Они исправно снабжали углекислым газом цианобактерии (то есть вышеупомянутые микроводоросли), которые на радости такой принялись плодиться и все вместе выделять кислород. А кроме того, в отличие от лавы из подводных вулканов, континентальная не вступает в реакцию с кислородом. Так он и накапливался.

Ледниковая эра

Гуронское оледенение. Фото © Wikipedia

Гуронское оледенение. Фото © Wikipedia

Логичным следствием этого переворота стало снижение количества углекислого газа, а ещё метана — кислород с ним взаимодействовал, а поскольку метан — это атом углерода плюс четыре атома водорода, то из такой реакции получаются вода и углекислота (СО2 в жидком виде). А так как и метан, и двуокись углерода — газы парниковые, то выходит, что с планеты сняли теплицу и её обдало лютым холодом.

На юге Канады, недалеко от озера Гурон, нашли отложения возрастом чуть более двух миллиардов лет, и в них оказался гематит. Он образуется только там, где кислорода много. При этом более ранние породы богаты, например, уранитом, а это признак бескислородной среды. Поэтому резкое похолодание после насыщения воздуха кислородом записали как Гуронское оледенение. Оно продлилось примерно 300 миллионов лет. На экваторе тогда стало примерно как сейчас в Антарктиде. Есть версия, что вся Земля тогда была огромным снежком вроде Европы или Энцелада (это покрытые льдом спутники Юпитера и Сатурна соответственно).

Второй скачок

Фото © Salik.biz

Фото © Salik.biz

Уровень кислорода вскоре после революционного всплеска несколько упал, притом учёные пока не могут найти этому достаточно убедительное объяснение. В любом случае планета-снежок оттаяла, но в целом следующий миллиард лет геологи прозвали скучным: никаких переворотов и вообще интересных событий, жизнь в режиме спячки.

А 800 миллионов лет назад произошёл второй резкий подъём уровня кислорода. Тогда материки были, предположительно, слиты в единый, но нестабильный суперконтинент Родиния, и примерно в это самое время он начал раскалываться. И вышло так, что в основном земная кора растрескивалась возле экватора, то есть в сравнительно тёплых регионах. Благодаря этому гораздо быстрее шёл процесс под названием "выветривание горных пород": извергающиеся минералы взаимодействовали с воздухом и в том числе с углекислым газом. Получались карбонаты. Двуокись углерода, можно сказать, уходила в землю, и даже вулканы не могли восполнить скудеющие запасы. Итог — ещё один ледниковый период, он именуется криогением. А когда эта большая зима прошла, начался "кембрийский взрыв" — новая многообразная кислородная жизнь.

Эра динозавров

Фото © Shutterstock

Фото © Shutterstock

Когда по Земле ходили первые гигантские ящеры (243–233 миллиона лет назад), уровень кислорода составлял 15%, со временем он вырос до 19%. Но всё равно, по нашим меркам, это мало: сейчас в воздухе около 21%. При этом углекислого газа в атмосфере динозавров было раз в пять больше, чем сейчас при всех наших выхлопных газах. То есть люди бы там задохнулись. Это стоит взять на заметку кинематографистам: в сюжетах про путешествия во времени этого нюанса не учитывают.

Наши дни

Фото © Shutterstock

Фото © Shutterstock

Сейчас мы дышим следующей смесью: 78% азота, 20,9% кислорода, 0,9% аргона, 0,038% углекислого газа плюс немного водорода, гелия и других газов. С XIX века диоксида углерода стало заметно прибавляться, и к началу века XXI беспокойство об этом стало темой для разговора на международном уровне. Вот как изменился уровень CO2 за последние полвека, по данным наблюдений в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях.

Средняя годовая концентрация диоксида углерода в атмосфере Земли, по данным наблюдений в обсерватории Мауна-Лоа (Гавайи) с 1950-х годов до наших дней. Фото © "Википедия"

Средняя годовая концентрация диоксида углерода в атмосфере Земли, по данным наблюдений в обсерватории Мауна-Лоа (Гавайи) с 1950-х годов до наших дней. Фото © "Википедия"

Грядущий апокалипсис

Фото © Shutterstock

Фото © Shutterstock

А между тем при рассмотрении ситуации в масштабах геологических эпох выходит, что катастрофа наступит тогда, когда весь углекислый газ выветрится и переработается. Карбонатно-силикатный цикл идёт себе потихоньку, и в итоге Земля вберёт в себя если не всё, то катастрофически много. Растениям будет нечем дышать и не из чего делать кислород. По расчётам японских учёных, до этого примерно миллиард лет. К тому моменту уровень кислорода будет примерно в сто раз меньше, чем сейчас. При этом Солнце будет светить заметно ярче, чем сейчас: оно продолжит разгораться, пока полностью не израсходует всё своё водородное топливо и не начнёт разрастаться в красный гигант. Так что пекло обеспечено. Ориентировочная дата конца света — 1 000 002 021 год. И в целом получается, что кислородная эра для планеты Земля — в лучшем случае лишь треть её жизни.

Подпишитесь на LIFE

  • Google Новости

Комментариев: 0

avatar
Для комментирования авторизуйтесь!

Новости партнеров

Layer 1