Астрономія
Екологія
Астрономія
Екологія

Час існування кисню у атмосфері Землі оцінили у 1 мільярд років

Планетологи оцінили середню тривалість існування на Землі атмосфери, у якій знаходиться більше 1% від сучасного рівня кисню, у 1,08 мільярдів років. Це є неминучим наслідком через еволюцію Сонця. Відповідна стаття надрукована у журналі Nature Geoscience.

Художнє зображення атмосфери Землі часів архейського еону. NASA’s Goddard Space Flight Center / Francis Reddy

Художнє зображення атмосфери Землі часів архейського еону. NASA’s Goddard Space Flight Center / Francis Reddy

Якою є атмосфера Землі?

Сьогодні в атмосфері Землі переважають азот (78%) та кисень (21%). Високий рівень молекулярного кисню підтримує метаболічні потреби тварин, а також сприяє утворенню озонового шару в стратосфері, який захищає життя від ультрафіолетового випромінювання, що пошкоджує ДНК. Парникові гази, такі як вуглекислий газ та метан, підвищують температуру на планеті. Однак жодна з цих особливостей не була статичною протягом усієї історії Землі. Вважається, що кількість кисню в атмосфері тривалий час була значно нижчою, ніж сьогодні, і збільшилася лише після появи наземних рослин. Однак самої лише присутності здатних до фотосинтезу організмів недостатньо для підтримки постійної оксигеновмісної атмосфери. Крім того, за оцінками, Земля увійде у вологий парниковий кліматичний стан приблизно через 2 мільярди років внаслідок підвищення світності Сонця. Це призведе до втрати води з поверхні планети. Деякі моделі прогнозують, що наземні рослини зникнуть навіть раніше, приблизно через 500 мільйонів років.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники поєднали біогеохімічну та кліматичну моделі, щоб встановити часові межі існування атмосфери з високим рівнем кисню на Землі. Для цього вони провели симуляцію, у якій також врахували збільшення світності Сонця, та спостерігали, як змінюється вміст оксигену в газовій оболонці планети із часом.

Що показали результати?

Виявилося, що середня тривалість існування атмосфери Землі з рівнем кисню понад 1% від сучасного рівня становить 1,08 мільярдів років. Модель прогнозує, що кількість атмосферного кисню різко впаде до рівнів атмосфери під час архейського еону (від 4 до 2,5 мільярдів років тому). Це станеться раніше за виникнення сильного вологого парникового ефекту в кліматичній системі Землі та значних втрат поверхневих вод. Такий процес є неминучим наслідком збільшення сонячних потоків, а його точні терміни визначаються взаємодією між мантією, корою, океанами та атмосферою планети.

Нещодавно вчені проаналізували шанси планет підтримувати життя тривалий час та назвали існування організмів на Землі випадковістю. Почитати докладніше про майбутнє нашої планети можна у матеріалі «Всесвіт існуватиме вічно?»