Домой В мире Когда мы задохнёмся? Названа дата исчезновения кислорода из атмосферы

Когда мы задохнёмся? Названа дата исчезновения кислорода из атмосферы

кислорода
Фото: Shutterstock

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

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

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

кислорода
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

кислорода
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

кислорода
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

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

Грядущий апокалипсис

кислорода
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.

 

gomel.today
Фото на главной странице: fishki.net