Los científicos han nombrado el momento de la muerte de toda la vida en la Tierra. ¿Cómo sucederá esto exactamente?

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Los científicos han nombrado el momento de la muerte de toda la vida en la Tierra. ¿Cómo sucederá esto exactamente?
Los científicos han nombrado el momento de la muerte de toda la vida en la Tierra. ¿Cómo sucederá esto exactamente?
Anonim

En el futuro, en unos siete mil millones de años, el Sol se volverá más caliente y se convertirá en un gigante rojo, que probablemente se tragará la Tierra. Pero el planeta dejará de ser adecuado para organismos vivos mucho antes. Esto sucederá no solo debido a la evaporación de los océanos, sino también debido a cambios importantes en la composición de la atmósfera. "Lenta.ru" cuenta en detalle sobre el nuevo trabajo científico de científicos de Estados Unidos y Japón, quienes creen que la vida máxima de vida compleja en la Tierra es de aproximadamente mil millones de años.

Miles de destinos

Actualmente, la biosfera de la Tierra mantiene un contenido de oxígeno del 20 por ciento en la atmósfera a través de organismos fotosintéticos. Se sabe que durante la mayor parte de la historia de la Tierra, el nivel de oxígeno fue más bajo que en la actualidad, y su concentración en la atmósfera comenzó a aumentar solo después de la aparición de las plantas terrestres. La evolución de la biosfera ha acelerado los ciclos geoquímicos de elementos químicos tan importantes como el fósforo. Sin embargo, la fotosíntesis por sí sola no es suficiente para mantener un alto nivel de oxígeno en el planeta.

Investigaciones anteriores sobre la futura habitabilidad de la Tierra se han centrado en la relación entre el calentamiento del Sol cuando se convierte en una gigante roja, el ciclo geoquímico de carbonato-silicato y la pérdida de agua. Con el tiempo, a medida que el sol se vuelve más brillante, la concentración de dióxido de carbono disminuirá, lo que interrumpirá los ciclos geoquímicos importantes para la biosfera. Varios modelos teóricos sugieren que el clima de la Tierra en los próximos dos mil millones de años se volverá húmedo debido a un poderoso efecto invernadero, como resultado del cual una gran cantidad de agua comenzará a escapar de la estratosfera hacia el espacio.

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El ciclo del carbono en la tierra

Imagen: Wikipedia

En el nuevo estudio, los científicos predijeron la futura habitabilidad de la Tierra basándose en un modelo detallado que rastrea la influencia del Sol en los ciclos geoquímicos como el carbono, el oxígeno, el fósforo y el azufre. Los expertos agregaron a esto el ciclo del metano, que incluye el metabolismo de los organismos vivos, así como el intercambio redox entre la corteza y el manto, que permite rastrear los procesos que controlan el nivel de oxígeno en la atmósfera en un tiempo geológico. escala. Tal modelo es capaz de cubrir miles de millones de años de historia planetaria en el futuro.

Los investigadores utilizaron un enfoque estocástico, ajustando aleatoriamente los valores de los parámetros para el modelo, incluidos los cambios en la tasa de desgasificación del manto de la Tierra, así como la aceleración de la erosión. Establecieron las condiciones iniciales (etapa de inicialización) para la Tierra hace 600 millones de años, y luego ejecutaron el modelo unas 400 mil veces, cubriendo la evolución del planeta hasta la actualidad. De toda la muestra de corridas, solo unas cinco mil reprodujeron condiciones en la Tierra, cercanas a las modernas. Se utilizaron para predecir el futuro.

Todo está mal

A pesar de cierta incertidumbre, en ninguno de los escenarios una atmósfera rica en oxígeno duraría más de 1.500 millones de años. Esto se realiza solo en un escenario deliberadamente imposible, donde el Sol no aumenta su brillo. Una disminución en la concentración de oxígeno ocurre debido a un aumento en la temperatura de la superficie terrestre, así como a una disminución en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera.

Es la disminución en la cantidad de dióxido de carbono que ingresa a la atmósfera lo que conducirá a la desestabilización fotoquímica de la atmósfera y una fuerte caída en el nivel de oxígeno. Esto se debe tanto al ciclo geoquímico del carbono que afecta al ciclo del oxígeno como a una disminución de la actividad biosférica, es decir, la fotosíntesis global. Entonces, las plantas con fotosíntesis C3 (la mayoría de las plantas usan este tipo de fotosíntesis) desaparecerán después de unos 500 millones de años, lo que afectará la oxigenación atmosférica.

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Tamaños comparativos del Sol en la actualidad y la gigante roja

Imagen: Wikipedia

La desaparición de las plantas suprime la meteorización química y el ciclo del fósforo asociado, en el que un mineral importante se transfiere de la tierra al océano. El nivel de actividad de los ecosistemas marinos también disminuirá con el tiempo.

La biosfera en la Tierra será similar a la que existía en la época del Arcaico, antes del Gran Evento del Oxígeno hace 2.45 mil millones de años. En particular, el nivel de oxígeno atmosférico en el nuevo estado de equilibrio será muchos órdenes de magnitud más bajo que en el momento actual, y el nivel de metano aumentará drásticamente. Al mismo tiempo, habrá una diferencia significativa: una disminución en los niveles de dióxido de carbono, lo que aumenta la proporción de CH4 a CO2 y conduce a la aparición de neblina orgánica.

Después de que la temperatura global de la superficie de la Tierra supere los 300 Kelvin, un mayor calentamiento comenzará a suprimir la actividad biosférica residual terrestre y marina. En cualquier caso, nadie puede vivir en el planeta excepto los microorganismos.

Otros mundos

Como escriben los autores del trabajo, la neblina orgánica puede servir como firma biológica (un signo de la existencia de vida) en planetas como la Tierra, ubicados en el sistema estelar de secuencia principal. Tal planeta potencial es, por ejemplo, Kepler-452b, que orbita la estrella G2, cuya edad alcanza unos seis mil millones de años. Este mundo recibe actualmente un 10 por ciento más de calor de la estrella madre que la Tierra del Sol. La neblina orgánica también puede proporcionar estabilidad a largo plazo para un nuevo tipo de clima en el futuro.

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La idea del artista de la muerte de la Tierra.

Foto: Wikipedia

Los modelos utilizados por los científicos incluyeron la influencia de la biosfera de la Tierra, pero los planetas también pueden tener biosferas completamente diferentes, por ejemplo, desprovistas de vegetación. Para estudiar la importancia de esta influencia, los científicos excluyeron la biosfera terrestre del modelo. Como era de esperar, la ausencia de plantas terrestres da como resultado niveles más bajos de O2 atmosférico a lo largo de la evolución planetaria. Sin embargo, todavía habrá suficiente oxígeno para mil millones de años para ser detectado por instrumentos astronómicos. Este resultado sugiere que la presencia o ausencia de la biosfera terrestre (pero no la biosfera en general) tiene solo un efecto secundario sobre la desoxigenación de la envoltura de aire.

El trabajo de los investigadores ayudará en la búsqueda de planetas potencialmente habitables, ya que el tiempo en que existe una atmósfera de oxígeno es muy limitado y solo una parte de la historia de la Tierra se caracterizará por niveles de oxígeno detectables de manera confiable. La detección directa de O2 en el rango de longitud de onda visible será un desafío durante la mayor parte de la vida de un planeta como la Tierra, con la excepción de 1.5-2 mil millones de años. Esto corresponde aproximadamente al 20-30 por ciento de la vida útil de la Tierra como mundo habitado, incluida la edad de los microbios. Al mismo tiempo, la observación de trazas de ozono en ondas ultravioleta puede ampliar esta "ventana".

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