Срочные новости раздела
Ученые назвали срок гибели всего живого на Земле. Как именно это произойдет?

Ученые назвали срок гибели всего живого на Земле. Как именно это произойдет?

В будущем, примерно через семь миллиардов лет, Солнце станет горячее и превратится в красный гигант, который, скорее всего, поглотит Землю. Но планета перестанет быть пригодной для обитания живых организмов намного раньше. Это произойдет не только из-за испарения океанов, но и из-за серьезных изменений в составе атмосферы. «Лента.ру» подробно рассказывает о новой научной работе ученых из США и Японии, которые считают, что максимальный срок существования сложной жизни на Земле — около одного миллиарда лет.

В настоящее время биосфера Земли поддерживает долю кислорода в атмосфере на уровне 20 процентов за счет фотосинтезирующих организмов. Известно, что большую часть истории Земли уровень кислорода был ниже, чем в наши дни, а его концентрация в атмосфере начала повышаться только после появления наземных растений. Эволюция биосферы ускорила геохимические циклы таких важных для жизни химических элементов, как фосфор. Однако фотосинтеза самого по себе недостаточно для поддержания высокого уровня кислорода на планете.

Предыдущие исследования, посвященные обитаемости Земли в будущем, были сосредоточены на взаимосвязи между разогреванием Солнца при его превращении в красного гиганта, карбонат-силикатным геохимическим циклом и потерями воды. С течением времени, по мере того как Солнце становится ярче, концентрация углекислого газа будет падать, что нарушит важные для биосферы геохимические циклы. Ряд теоретических моделей предполагает, что климат Земли в ближайшие два миллиарда лет станет влажным из-за мощного парникового эффекта, в результате чего большое количество воды начнет улетучиваться из стратосферы в космос.

В новом исследовании ученые спрогнозировали обитаемость Земли в будущем на основе подробной модели, отслеживающей влияние Солнца на такие геохимические циклы, как цикл углерода, кислорода, фосфора и серы. Специалисты добавили к этому цикл метана, включающий метаболизм живых организмов, а также окислительно-восстановительный обмен между корой и мантией, позволяющий отследить процессы, контролирующие уровень кислорода в атмосфере в геологических масштабах времени. Такая модель способна охватить миллиарды лет истории планеты в будущем.

Исследователи использовали стохастический подход, случайным образом подбирая значения параметров для модели, включая изменения в скорости дегазации мантии Земли, а также ускорения эрозии. Они задали начальные условия (этап инициализации) для Земли 600 миллионов лет назад, а затем прогнали модель приблизительно 400 тысяч раз, охватив эволюцию планеты до настоящего времени. Из всей выборки прогонов лишь около пяти тысяч воспроизвели условия на Земле, приближенные к современным. Именно они были использованы для прогнозирования будущего.

Посмотрите, как выглядит Земля из космоса:

Несмотря на некоторую неопределенность, ни по одному из сценариев обогащенная кислородом атмосфера не будет существовать дольше 1,5 миллиарда лет. Это реализуется лишь в заведомо невозможном сценарии, где Солнце не увеличивает свою яркость.

Именно уменьшение количества поступающего в атмосферу углекислого газа приведет к фотохимической дестабилизации атмосферы и резкому падению уровня кислорода. Это происходит как за счет геохимического цикла углерода, затрагивающего цикл кислорода, так и из-за снижения биосферной активности, то есть глобального фотосинтеза. Так, растения с С3-фотосинтезом (большинство растений используют именно этот тип фотосинтеза) исчезнут примерно через 500 миллионов лет, что ударит по атмосферной оксигенации.

Из-за исчезновения растений подавляется химическое выветривание и связанный с ним цикл фосфора, при котором важное минеральное вещество попадает с суши в океан. Уровень активности морских экосистем со временем тоже уменьшится.

Биосфера на Земле станет похожа на ту, что существовала во времена архея, до Великого кислородного события 2,45 миллиарда лет назад. В частности, уровень атмосферного кислорода при новом равновесном состоянии окажется на много порядков ниже, чем в настоящее время, а уровень метана резко возрастет. В то же время будет одно существенное отличие: снижение уровня углекислого газа, что увеличивает соотношение CH4 и CO2 и приводит к появлению органической дымки.

После того как глобальная температура поверхности Земли превысит 300 кельвинов, дальнейшее потепление начнет подавлять остаточную наземную и морскую биосферную активность. В любом случае на планете не сможет жить никто, кроме микроорганизмов.

Как пишут авторы работы, органическая дымка может послужить биосигнатурой (признаком существования жизни) на планетах типа Земли, находящихся в системе звезд главной последовательности. Такой потенциальной планетой считается, например, Kepler-452b, вращающаяся вокруг звезды G2, чей возраст достигает примерно шесть миллиардов лет. В настоящее время этот мир получает от родительской звезды на 10 процентов больше тепла, чем Земля от Солнца. Органическая дымка также способна обеспечить долгосрочную стабильность нового типа климата в будущем.

Использованные учеными модели включали влияние биосферы Земли, однако планеты могут иметь и совершенно непохожие биосферы — например, лишенные растительного покрова. Чтобы изучить, насколько существенно это влияние, ученые исключили земную биосферу из модели. Как и ожидалось, отсутствие наземных растений приводит к более низким уровням атмосферного O2 на протяжении всей планетарной эволюции. Однако кислорода все равно останется достаточно в течение миллиарда лет, чтобы его можно было обнаружить с помощью астрономических инструментов. Такой результат предполагает, что наличие или отсутствие земной биосферы (но не биосферы вообще) оказывает лишь вторичное влияние на деоксигенацию воздушной оболочки.

Работа исследователей поможет поиску потенциально пригодных для жизни планет, поскольку время, когда существует кислородная атмосфера, сильно ограничено, и лишь часть истории Земли будет характеризоваться надежно обнаруживаемыми уровнями кислорода. Прямое обнаружение O2 в видимом диапазоне длин волн будет сложной задачей на протяжении большей части времени существования планеты типа Земли за исключением 1,5−2 миллиарда лет. Это примерно соответствует 20−30 процентам времени существования Земли как обитаемого мира, включая эпоху микробов. В то же время наблюдения за следами озона в ультрафиолетовых волнах могут расширить это «окно».

Посмотрите на удивительные миры, которые могут встретиться людям в космосе. Не исключено, что один из них когда-нибудь станет нашим новым домом:

Источник: hi-tech.mail.ru

Последние записи - Hi-tech

самые читаемые новости

#Hi-tech

Посмотрите на кадры второго полета самолета Stratolaunch — он обладает невероятно огромным размахом крыльев.Крупнейший самолет Roc (Рух), названный так в честь гигантской птицы из арабской и
подробнее...

20 апреля Honor объявила о старте продаж обновленных ноутбуков Honor MagicBook на базе процессоров Intel Core 11-го поколения. В честь запуска компания объявляет конкурс для студентов, в котором можно
подробнее...

Если вы заметили, что смартфон стал работать медленнее, а некоторые приложения зависают или перестают отвечать, возможно, виной тому являются процессы, которые работают в фоновом режиме и отнимают
подробнее...

Компания готовится к масштабному обновлению системы, которое появится осенью 2021 года.В Windows 10 до сих пор можно найти следы от предыдущих операционных систем Microsoft. Компания постепенно
подробнее...

Запущенные в небо дроны создали копию Ржевского мемориала Советскому Солдату, орден Отечественной войны, взмывающих в небо белых журавлей и голубя мира.Световое шоу прошло ночью с 7 на 8 мая в
подробнее...

Изменений в этом году будет не так много.Известный зарубежный блогер и автор YouTube-канала Unbox Therapy опубликовал большое видео с прототипом нового самого большого iPhone, который должны
подробнее...

О прорыве в разработке и производстве полупроводников сообщила компания IBM.Полупроводники играют критически важную роль во всем, начиная с вычислений и заканчивая бытовой техникой, устройствами
подробнее...

За последние десятилетия в крупных российских городах укрепилось мнение: лучшие молодые специалисты, занятые в сфере IT, стремятся во что бы то ни стало уехать за рубеж. Чего именно не хватает
подробнее...

Apple по каким-то причинам не торопится осваивать новые технологии.Известный аналитик Мин-Чи Куо опубликовал новый отчет о будущих продуктах компании Apple. По его информации, первый складной iPhone с
подробнее...

Первый послевоенный парад в честь Победы прошел только в мае 1965 года при Леониде Брежневе. В тот же год, по распоряжению Президиума Верховного Совета СССР, этот день в стране объявили выходным и
подробнее...

Российская компания «Дам Продам», которая занимается скупкой и продажей техники Apple в трейд-ин, рассказала об огромном количестве поддельных наушников AirPods в России.Сервис проанализировал тысячу
подробнее...

Наушники сегодня, несомненно, являются одним из главных атрибутов каждого человека, который не представляет ни дня своей жизни без музыки. И, как и любой индивидуальный аксессуар, эти незаменимые
подробнее...

Теперь базовые модели iPhone 12 доступны в шести цветах.На весенней презентации Apple представила новый цвет для базовых iPhone 12 и 12 mini — фиолетовый. Раньше они были доступны только в черном,
подробнее...

Венеру изучать не очень просто. Непрозрачный покров из облаков скрывает суровый пейзаж, сформированный кислотными дождями и температурами, при которых плавится свинец.Новые наблюдения с Земли
подробнее...

Телевизоры давно перестали быть просто экранами для просмотра контента федеральных каналов. Сейчас это многофункциональные устройства, которые каждый использует
подробнее...

Предполагалось, что всеми этими устройствами будут пользоваться долгое время, но, кажется, уже сейчас о них никто не вспоминает.Недавно на сайте Reddit обсуждали особую категорию технологий, идей и
подробнее...

Microsoft упростит работу с Bluetooth-наушниками в системе.Microsoft официально объявила, что в ближайших обновлениях Windows 10 появится поддержка Bluetooth-кодека Advanced Audio Codec (AAC). Это
подробнее...

Компания за ежемесячную плату дает мощности удаленного компьютера, чтобы браузер работал на нем, а на экран пользователя только транслируется изображение.С каждым днем сайты в интернете становятся
подробнее...