Кога на Земята ще свърши кислородът и няма да можем да дишаме

Преди милиарди години нашата планета е била много по-различна от тази, която виждаме днес. Атмосферата е била наситена с въглероден диоксид, а кислородът, така необходим за живота, изобщо не е съществувал. Земята е приличала на днешната Венера – била е непоносимо гореща и негостоприемна. С течение на времето обаче ситуацията се променила. Наличието на вода и други ресурси изиграло ключова роля за появата на кислорода, който станал основа за възникването и развитието на живота на нашата планета. Свикнали сме да мислим за кислорода като за нещо вечно, но може ли да дойде ден, в който той да свърши и планетата ни да стане необитаема?

Откъде се е появил кислородът на Земята

Както беше споменато в началото на тази статия, когато Земята се е появила преди 4,6 милиарда години, нейната атмосфера е била много по-различна от тази, която ни заобикаля днес. Основните ѝ компоненти са били въглеродният диоксид и азотът, а за кислород не е можело да става и дума. При такива условия животът, какъвто го познаваме, би бил невъзможен. С течение на времето обаче на планетата се появили вода и уникални организми, които започнали да променят състава на атмосферата.

Водата, която е изиграла решаваща роля за развитието на живота, най-вероятно се е появила на Земята в резултат на удари от астероиди. Тя е осигурила среда, в която са могли да съществуват микроорганизми. Именно те, а не растенията, са направили първата крачка към насищането на атмосферата с кислород. Преди около 2,5 милиарда години се появяват цианобактериите – малки синьо-зелени водорасли, които проправят пътя на фотосинтезата.

В статия, публикувана в научното списание Science, изследователи от Европейската космическа агенция заявяват, че моретата и океаните на нашата планета вероятно са се образували от вода, донесена на Земята от астероиди, а не от комети, както се смяташе досега. Тази увереност на учените се основава на данните, които те получиха благодарение на космическия апарат „Розета“, който достави на кометата 67P/Чурюмов – Герасименко космическата сонда Philae. Откритите на кометата следи от вода ясно показват, че тя е различна от тази, която се среща на нашата планета.

Цианобактериите използват въглероден диоксид и вода, за да произвеждат глюкоза, а страничният продукт на този процес е кислородът. В ранните етапи целият този кислород е бил свързан с минералите или разтворен в океаните, но скоро той става толкова много, че започва да изпълва атмосферата. Това явление се нарича Голямата кислородна катастрофа и благодарение на него атмосферата на Земята е станала подходяща за възникването на живот.

Кой произвежда най-много кислород

Днес основните производители на кислород на планетата не са дърветата, както много хора си мислят, а микроскопичните организми, живеещи в океана. Така например малката бактерия Prochlorococcus произвежда около 20% от целия кислород на Земята – повече, отколкото цялата тропическа гора в Амазонка. Заедно фитопланктонът, водораслите и големите растения в океана произвеждат до 80% от кислорода в света.

Фотосинтезата, при която се получава кислород, се основава на използването на три компонента: слънчева светлина, въглероден диоксид и вода. Растенията и фитопланктонът използват хлорофил, за да улавят слънчевата енергия и да я превръщат в химическа енергия, като превръщат въглеродния диоксид и водата във въглехидрати. За тези организми кислородът, който е толкова важен за нас, е просто отпадъчен продукт, който те отделят в атмосферата.

Така богатата на кислород атмосфера на Земята е заслуга на древните цианобактерии, които преди много време са започнали фотосинтезата, както и на фитопланктона. Без тях нашата планета не би била обитаема.

Кога на Земята ще свърши кислородът

Земята може да изчерпи кислорода в далечното бъдеще и това не е шега. Причината е, че растенията и микроорганизмите като фитопланктона, които произвеждат кислород чрез фотосинтезата, зависят от въглеродния диоксид. Според изследванията обаче след един милиард години нашето слънце ще стане по-топло, което ще доведе до разпадане на въглеродния диоксид в атмосферата. Без този газ растенията ще спрат да произвеждат кислород и това ще бъде началото на края на сложния живот на планетата.

Според изчисленията на учените само след 10 000 години нивото на кислорода в атмосферата ще спадне до критични стойности. За сметка на това концентрацията на метан ще започне да се повишава, а озоновият слой, който ни предпазва от вредното ултравиолетово лъчение, ще изчезне. Тези промени ще създадат условия, неподходящи за живот, като ще оставят да оцелеят само най-простите микроорганизми, точно както е било на Земята преди милиарди години.

Въпреки че краят на „кислородната ера“ звучи плашещо, не е нужно да се притесняваме – жизнено важният кислород ще свърши едва след милиард години. Въпреки това тези изследвания ни помагат да разберем по-добре как се променят условията за живот на планетите и какво ги прави подходящи за съществуването на организмите. Оказва се, че дори отсъствието на кислород на друга планета не изключва възможността там някога да е съществувал живот.