Yaşam, Dünya yüzeyinde bir milyar yıl daha gelişebilir

Güneş, füzyon ömrünün ortasında. Yaklaşık 5 milyar yaşında ve ömrü henüz bitmemiş olsa da, yaşlandıkça bazı belirgin değişikliklere uğrayacak. Önümüzdeki bir milyar yıl boyunca, güneş parlamaya devam edecek.

Bu, Dünya’da her şeyin değişeceği anlamına geliyor.

Güneş helyumu hidrojene dönüştürme işini yaparken, çekirdeğindeki hidrojen/helyum oranı değişir. Zamanla çekirdek yavaş yavaş helyum açısından daha zengin hale gelir. Çekirdeğinde helyum biriktikçe, çekirdeğin yoğunluğu artar, bu da protonların birbirine daha yakın bir şekilde paketlendiği anlamına gelir.

Bu, güneşin hidrojeni daha verimli bir şekilde kaynaştırabileceği bir durum yaratır. Bir dizi süreç ve neden-sonuç zincirinin ardından, nihai sonuç güneşin parlaklığının artmasıdır. Güneşin parlaklığı, oluşumundan bu yana yaklaşık %30 oranında artmıştır ve parlama devam edecektir.

Güneşin parlaklığındaki herhangi bir artışın Dünya üzerinde belirgin bir etkisi olabilir. Karbon, nitrojen ve fosfor döngüleri gibi çevresel döngüler Dünya’nın biyosferini sürdürür. Güneş daha parlak hale geldikçe, karbondioksit (CO) birikimini düzenleyen karbonat-silikat döngüsü de dahil olmak üzere bu döngüleri etkileyecektir.₂) gezegenin atmosferinde.

Bilim insanları, önümüzdeki bir milyar yıl içinde, parlayan güneşin bu döngüyü bozacağını ve bunun da CO2’nin azalmasına yol açacağını düşünüyor.₂ seviyeleri. Bitkiler CO’ya güvenir₂ ve seviyelerin hızla düşmesi bekleniyor, bu da önümüzdeki bir milyar yıl içinde karmaşık kara yaşamının son bulacağı anlamına geliyor.

Bu, kasvetli bir tahmin ancak yeni araştırmalar bunun gerçekleşmeyebileceğini gösteriyor.

Yeni araştırmanın başlığı “Karasal biyosferin ömrünün önemli ölçüde uzatılması” olup, yayınlanmak üzere kabul edildi. Gezegen Bilimi Dergisi. Şu anda ön baskı aşamasında, mevcut üzerinde arXiv ön baskı sunucusudur ve baş yazar, Chicago Üniversitesi Jeofizik Bilimleri Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan RJ Graham’dır.

“Yaklaşık 1 milyar yıl (Gyr) sonra, Güneş parladıkça, Dünya’nın karbonat-silikat döngüsünün CO2’yi artırması bekleniyor.₂ Yazarlar, “Damarlı kara bitkilerinin ihtiyaç duyduğu minimum seviyenin altında kalarak, makroskobik kara yaşamının çoğunu ortadan kaldırıyor” diye yazıyor.

Güneş Dünya yüzeyini aydınlatıp ısıttıkça, bilim insanları karbonat-silikat döngüsünün daha fazla CO çekmesini bekliyor₂ karbonat-silikat ayrışması ve karbonat gömülmesi nedeniyle atmosfere karışır.

Yağmur suyu, silikat kayaçlarla reaksiyona girerek onları parçalayan atmosferik karbonla zenginleştirilmiştir. Onları parçalayan kimyasal reaksiyonların ürünleri, karbonat mineralleri oluşturdukları okyanus tabanına ulaşır. Bu mineraller gömüldükçe, atmosferden karbonu etkili bir şekilde uzaklaştırırlar.

Normalde, döngü Dünya’nın doğal termostatı gibi davranır. Ancak, daha yüksek sıcaklıklar reaksiyonları daha verimli hale getirir, bu da karbonat-silikat döngüsünün daha fazla CO gidereceği anlamına gelir₂ atmosferden. Bilim insanlarının CO sonucuna varmasına yol açan şey budur₂ o kadar düşük olacak ki gezegen yaşamı yok olacak. Ancak yazarlar bu fikirleri incelediler ve bunun tam olarak bu şekilde olmayabileceğini buldular.

“Burada, sıcaklık ve CO’nun küresel ortalama modellerini birleştiriyoruz₂“C3 ve C4 bitkileri için -bağımlı bitki verimliliği, silikat aşınması ve iklim gibi faktörler göz önüne alınarak karasal bitkiler için kalan sürenin yeniden incelenmesi gerekiyor” diye yazıyorlar.

C3 ve C4 bitkileri, fotosentez yapma ve karbon emme biçimlerine göre sınıflandırılan iki ana bitki grubudur. Bunlar, daha yüksek sıcaklıklara farklı tepki verdikleri için önemlidir.

Araştırmacılar, son verilerin karbonat-silikat döngüsünün daha önce düşünüldüğü kadar sıcaklığa bağlı olmadığını gösterdiğini söylüyor. Bunun yerine, yalnızca zayıf bir şekilde sıcaklığa bağlı ve daha güçlü bir şekilde CO₂-bağımlı.

Bu durumda, “iklim, üretkenlik ve aşınma arasındaki etkileşimin, gelecekteki ışık kaynaklı CO2 emisyonuna neden olduğunu görüyoruz.₂ Yavaş yavaş azaltın ve geçici olarak tersine çevirin, bitki CO’sunu önleyin₂ “Açlıktan ölüyoruz” diye açıklıyorlar.

Araştırmacılar, Dünya’nın bitki örtüsü için 1 milyar yıllık bir görünüm yerine, atmosferik CO2’nin₂ seviyeleri bitkilerin 1,6-1,86 milyar yıl daha yaşayabileceği anlamına gelir. Bitkiler artık hayatta kalamadığında, bunun nedeni CO2’nin düşmesi olmayacak₂ seviyeleri. CO yerine₂ Açlık, bilim insanlarının nemli sera geçişi adını verdiği şeyden kaynaklanacak.

Bu geçiş gerçekleştiğinde, gezegen ısındıkça bir gezegenin atmosferi su buharıyla doymuş hale gelir. Su buharı güçlü bir sera gazı olduğundan, artan ısınmanın bir geri bildirim döngüsünü yaratır. Sonunda, bitkilerin hayatta kalması için çok sıcak olur.

Sonuçlar burada bitmiyor. Dünya’nın üst atmosferi su buharıyla daha fazla doygun hale geldikçe, UV enerjisi suyu parçalara ayırır ve hidrojen uzaya doğru sürüklenir. Bu durumda, uzaya doğru kademeli ve geri döndürülemez bir su kaybı olur.

Yazarlara göre Dünya bu geçişi yaklaşık 1,6 ila 1,86 milyar yıl kadar daha deneyimlemeyecek.

“Zayıf sıcaklığa bağlı silikat aşınmasını gösteren son verilerin, biyosfer ölümünün CO2’den değil aşırı ısınmadan kaynaklandığı tahminine yol açtığını gösteriyoruz.₂ Yazarlar, “açlık” diye yazıyor. “Bu bulgular, Dünya’nın karmaşık biyosferinin gelecekteki yaşam süresinin daha önce düşünülenden neredeyse iki kat daha uzun olabileceğini gösteriyor.”

Bu sonuçlar ayrıca dış gezegen yaşanabilirliğine ilişkin anlayışımızı da etkiler. Yaşamın ortaya çıkışı ve evriminde “zor adımlar” olarak adlandırılan şeylerle ilgilidir. Zor adımlar modeli, belirli evrimsel geçişlerin zor olduğunu ve iki kez gerçekleşmesinin olası olmadığını söyler. Bazı örnekler çok hücreli organizmaların ortaya çıkışı ve Kambriyen patlamasıdır.

Ancak Dünya’nın biyosferinin düşünülenden çok daha uzun bir ömrü varsa, bu durum zor adımlar modelini etkiliyor.

Yazarlar, “Karmaşık biyosferin gelecekteki ömrünün daha uzun olması, akıllı yaşamın evriminde daha önce tahmin edilenden daha az ‘zor adım’ olduğuna ve yaşamın kökeninin bu zor adımlardan biri olmadığına dair zayıf istatistiksel kanıtlar da sağlayabilir” sonucuna varıyorlar.

Eğer durum buysa, o zaman dış gezegenlerin yaşanabilirliği düşünüldüğü kadar nadir olmayabilir.