Život na Zemlji napreduje zahvaljujući kisiku. Kisik je visoko reaktivan element; može stvoriti spojeve s gotovo svim ostalim elementima na periodnom sustavu, pritom oslobađajući energiju u procesu. U procesu poznatom kao stanično disanje, organizmi koriste kisik za oksidaciju supstrata (primjerice šećera i masti) i generiranje energije, piše Forbes.
Zemlja je nastala prije otprilike 4,6 milijardi godina. Intenzivna vulkanska aktivnost oslobađala je plinove koji su stvarali otrovnu atmosferu, vjerojatno smjesu ugljičnog dioksida, metana, amonijaka i vodene pare. Tragovi pronađeni u drevnim stijenama sugeriraju da je prije otprilike 2,7 do 2,8 milijarde godina prvi put kisik pušten u Zemljinu atmosferu, stvarajući nove minerale poput željezovog oksida.
Znanstvenici misle da su rani fotosintetski mikroorganizmi, koji su mogli koristiti sunčevu svjetlost za kemijsko razbijanje molekula ugljikova dioksida na ugljik i kisik, uzrokovali smanjenje količine ugljikova dioksida i povećanje kisika. Ali tek prije oko 2,45 milijardi do 1,5 milijardi godina kisik je postao značajna komponenta Zemljine atmosfere. Danas Zemljina atmosfera sadrži 78 posto dušika i otprilike 21 posto kisika.
Život ne može trajati vječno
Svi se znanstvenici slažu da život na Zemlji ne može trajati vječno. Dok Sunce bude starilo i postajalo sve toplije, oceani na Zemlji će ispariti, a atmosfera će otići u svemir. Na kraju, Sunce će ostati bez energije i uništit samo sebe zajedno s unutarnjim planetima, uključujući Zemlju.
Par istraživača sa Sveučilišta Toho i Nexus for Exoplanet System Science NASA-e, pronašlo je putem simulacije dokaze da će Zemlja izgubiti atmosferu bogatu kisikom za otprilike milijardu godina. U svom radu, objavljenom u časopisu Nature Geoscience, Kazumi Ozaki i Christopher Reinhard opisali su čimbenike koji su ušli u njihovu simulaciju i što je ona pokazala.
Istraživači su stvorili simulaciju Zemlje koja je uzela u obzir varijable koje opisuju klimu, kao i geološke i biološke procese, i što je najvažnije, aktivnost Sunca. Klima, erozija, vulkanizam, tektonika ploča igraju ključnu ulogu u regulaciji razine kisika tijekom različitih vremenskih razdoblja, ali daleko najvažniji čimbenik, jedini proces koji aktivno proizvodi slobodni kisik, su organizmi koji proizvode kisik poput biljaka i algi.
Što pokazuje simulacija?
Simulacija pokazuje da će, kako Sunce bude postajalo sve toplije, za milijardu godina, oslobađajući sve više energije, razina ugljikova dioksida u Zemljinoj atmosferi početi padati zbog plina koji apsorbira toplinu i razgrađuje se. U toplijoj klimi, povećane stope kemijskih vremenskih utjecaja hvatat će kisik i ugljik u stijenama poput vapnenca (ili CaCO3). Istom brzinom, najviši sloj atmosfere upijat će više energije od Sunca. S više dostupne kinetičke energije, molekule laganog kisika pobjeći će Zemljinoj gravitaciji u svemir. Razine koncentracije teških molekula, poput metana, relativno će se povećati u usporedbi s današnjim danima.
Kako razina ugljikovog dioksida bude padala, fotosintetski organizmi, poput algi u moru i viših biljaka na kopnu, počet će odumirati, što će rezultirati smanjenom proizvodnjom kisika. Tijekom razdoblja od samo 10.000 godina, razina ugljikova dioksida toliko će pasti da će biljni život izumrijeti. Bez biljnog svijeta, razina kisika također će pasti, što će uzrokovati masovno izumiranje životinja.
Manje vremena nego se mislilo
Prema simulaciji, rezultat bi toga bio planet s atmosferom bogatom dušikom i metanom i bez višeg života. Anaerobna bića, mikroorganizmi koji za stanično disanje umjesto kisika koriste druge elemente, poput sumpora i metana, još uvijek će moći preživjeti u podzemnim staništima, poput špilja ili pukotina u stijenama. Dok su mikrobi bili prvi oblik života na Zemlji, koji su se pojavili prije otprilike četiri milijarde godina, oni će biti i posljednji.
Istraživači sugeriraju da bi njihova simulacija mogla biti od koristi onima koji traže viši život na drugim planetima. No, napominju kako bi mogli imati manje vremena nego što se prije mislilo, možda samo 20 do 30 posto čitavog životnog vijeka planeta, piše Forbes.
