Группа ученых под руководством Казуми Одзаки из Университета Тохо и Кристофера Райнхарда из Технологического института Джорджии смоделировала долгосрочную эволюцию земной атмосферы и биосферы. По их расчетам, современная богатоокислородная атмосфера может сохраняться примерно около миллиарда лет, после чего содержание кислорода начнет снижаться резким образом, что сделает планету непригодной для жизни людей, животных и большинства других сложных организмов. При этом сама жизнь в целом, вероятно, останется, хотя и в иной форме. Эти выводы опубликованы на основе компьютерной модели климатических и биогеохимических процессов и сопровождаются более чем 400 тысячами симуляций с разными начальными условиями. Источник: Nature Geoscience.

В исследовании отмечается, что одним из главных факторов будущих изменений станет постепенное увеличение яркости Солнца по мере его старения. Это приведет к изменениям климата и нарушит баланс глобального углеродного цикла. В ответ на это содержание углекислого газа в атмосфере будет постепенно снижаться. Авторы подчёркивают, что CO2 в значительной мере связан с глобальным потеплением, однако для фотосинтезирующих организмов он служит исходным сырьем, и в масштабе сотен миллионов лет его концентрация может опускаться настолько низко, что фотосинтез станет существенно менее эффективным. Ожидается, что примерно через миллиард лет переход к деоксигенации приведет к резкому падению концентрации кислорода в атмосфере, а после этого Земля во многом снова будет похожа на планету до Великого кислородного события. Эти положения — часть того же моделирования и подтверждают, что масштабная потеря кислорода может наступить намного раньше, чем считалось ранее. Источник: Nature Geoscience.

В рамках методологии авторы создали компьютерную модель, учитывающую как климатические, так и биогеохимические процессы, и провели свыше 400 тысяч симуляций с различными начальными условиями. По словам участников проекта, одним из ключевых факторов будет изменение яркости Солнца, что повлияет на глобальный углеродный цикл и, как следствие, на содержание кислорода и углекислого газа. Результаты показывают, что к концу существования модели деоксигенация станет заметной, а запасы кислорода начнут снижаться быстрее, чем предполагалось ранее. Источник: Nature Geoscience.

Авторы подчёркивают, что ранее считалось, будто окончательная потеря пригодной для сложной жизни среды наступит примерно через два миллиарда лет, когда под влиянием растущей яркости Солнца возрастет нагрев и снизится концентрация CO2. Новое моделирование показывает, что подобная деоксигенация может стать серьёзным ограничением для сложной жизни значительно ранее — примерно через миллиард лет. Это означает, что существование людей и большинства современных сложных организмов будет возможно лишь до наступления этой резкой фазы, после чего условия станут несовместимыми с их жизнью. Источник: Nature Geoscience.

Параллельно исследование указывает на то, что, несмотря на угрозу для сложной жизни, сама жизнь в целом не исчезнет. В среде с меньшим содержанием кислорода смогут продолжать существовать анаэробные микроорганизмы, которым кислород не нужен для получения энергии. Авторы отмечают, что в более бедной кислородом среде возможна эволюционная адаптация и существование организмов, не использующих кислород. Это означает, что биоразнообразие сохранится, но состав экосистем существенно изменится. Источник: Nature Geoscience.