сколько просуществует жизнь на земле
Последний вздох 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.
Тысячи судеб
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.
Все плохо
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.
Другие миры
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».
Наша цивилизация может исчезнуть уже в 2050 году
Истории о конце света стары как мир. Попробуйте вспомнить сколько раз за последние годы мир должен был кануть в небытие. Полагаем, случаев наберется немало. От предсказаний Нострадамуса о конце всего сущего в августе 1999 года, до пророчества календаря Майя о конце времен в 2012 году и падения на Землю таинственной планету Нибиру в любой момент. Но может ли быть так, что мы с вами настолько привыкли к историям о конце света, что больше не воспринимаем их всерьез? Недавно ученые опубликовали исследование, результаты которого гласят, что наша цивилизация достигнет точки невозврата уже к 2050 году. По словам ученых, ситуация намного хуже, чем мы можем себе представить.
Человечество может исчезнуть в 2050 году
Сколько лет у нас осталось?
Ситуация такова, что речь идет о самом пугающем научном отчете на сегодняшний день. Ученые аналитического центра Breakthrough: National Centre for Climate Restoration провели анализ, по результатам которого предлагают предпринять усилия, схожие с экстренной мобилизацией времен Второй мировой войны. Предпринятые меры должны быть направлены на то, чтобы избежать катастроф, связанных со сценарием, описанном в исследовании. А среди самых разных угроз, стоящих перед нами сегодня, высока вероятность того, что человеческая цивилизация падет уже к 2050 году.
Иными словами, ситуация с изменением климата на самом деле намного хуже, чем принято считать. Центральный тезис статьи заключается в том, что прогнозы климатологов слишком ограничены. Изменение климата повлияет на планету в ближайшем будущем, а нынешний климатический кризис является более масштабным и сложным, чем все, с чем представители нашего вида сталкивались ранее.
Заброшенные автомобили — типичная картина для конца света
Общие климатические модели, такие как модель использованная международной группой ученых при Организации Объединенных Наций по изменению климата в 2018 году для прогнозирования глобального повышения температуры на 2 градуса по Цельсию, не учитывала сложность многих взаимосвязанных геологических процессов на планете. Дело в том, что подобные модели не могут адекватно предсказать масштаб всех возможных последствий. Авторы исследования заявляют, что правда гораздо хуже, чем может продемонстрировать любая модель.
Как изменится мир?
Авторы исследования рассмотрели самый мрачный сценарий развития событий из всех возможных. Он начинается с того, что все мировые лидеры продолжают «вежливо игнорировать» заявления ученых о глобальном изменении климата и в первую очередь о необходимости сокращения количества выбросов в атмосферу, а также не спешат с поиском альтернативных источников энергии. Подобное бездействие глав государств приведет к поднятию средней температуры на 3 градуса по Цельсию уже к 2050 году.
Так могут выглядеть города будущего
К этому времени ледяные щиты на планете полностью исчезнут, а засухи и пожары окончательно уничтожат «легкие планеты» — джунгли бассейна реки Амазонки. Наша планета будет становиться все горячее, а жизнь опаснее. 35% территории суши и 55% населения планеты будут подвержены более чем 20 дням смертельной жары в году, а это, как известно, превышает порог выживания человека.
Обсудить этот и другие сценарии конца света можно в нашем Telegram-чате
Можно ли избежать катастрофы?
Между тем засухи, наводнения и лесные пожары регулярно опустошают нашу планету. Почти треть поверхности земли в мире становится пустыней. Лесные пожары в Сибири и Амазонке, разрушение экосистем, гибель коралловых рифов, загрязнение окружающей среды и таяние арктических льдов делают предсказания ученых крайне правдоподобными.
Если не сокращать выбросы углекислого газа в атмосферу, нас неминуемо ждет конец цивилизации
Чтобы избежать катастрофы, мировое сообщество должно немедленно признать факт изменения климата и предпринять экстренные меры, как происходит при чрезвычайных ситуациях. По мнению авторов статьи, человечеству осталось около десяти лет, чтобы осуществить глобальный переход мировой экономики к системе с нулевым выбросом углерода.
Больше о климатической ситуации на планете читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Новый документ поддержал адмирал Крис Барри — начальник обороны Австралии в отставке и старший командующий королевским флотом. Барри дал показания перед австралийским сенатом о разрушительных возможностях, которые изменение климата представляет для национальной безопасности и благосостояние человеческой цивилизации. Как думаете, мы обречены?
Ученые из США и Японии определили «срок годности» планеты Земля
Токио, 8 марта. Жизнь на Земле не может продолжаться вечно. Рано или поздно нашу планету поглотит Солнце. Оно же может выжечь весь кислород. Ученые рассказали, сколько осталось Земле.
Согласно результатам исследования, проведенного совместной группой ученых из США и Японии, планета Земля перестанет быть пригодной для жизни через миллиард лет. Эти результаты звучат пессимистично: ранее «сроком годности» Земли считался срок в 5 миллиардов лет. Об этом говорится в тексте научной работы, опубликованном в издании National Geoscience.
Ученые построили математическую модель, чтобы узнать, сколько осталось колыбели человеческой расы. Они прогнали модель 400 тысяч раз и убедились в правильности расчетов. Причиной смерти всего живого на Земле станет дезоксигенация.
«Мы обнаружили, что дезоксигенация — это неизбежное следствие увеличения солнечных потоков. При этом точное время этого процесса модулируется обменным потоком восстанавливающей энергии между мантией и системой океан-атмосфера-кора», — рассказали ученые.
Последний день на Земле наступит примерно в 1 000 002 021 году. Исследователи подчеркивают, что результаты исследования могут оказаться неточными, так как в математической модели не брали в расчет темпы роста загрязнений и выбросов в атмосферу. Технологический прогресс может привести к неожиданным последствиям и как отсрочить гибель нашей планеты, так и ускорить ее.
Россия стремится сохранить природу и заботится об экологии. Ранее сообщалось, что Российская Федерация опережает другие страны в вопросах сохранения природы.
Сколько Земле осталось?
Две новые попытки моделирования показали, что Солнце выпарит всю воду на нашей голубой планете только через 1–1,5 млрд лет, то есть на сотни миллионов лет позже по сравнению с предыдущими прогнозами. Новые результаты едва ли заставят вас изменить свои планы на пенсию, но исследования проводились не ради этого. Вывод такой: пригодные для жизни экзопланеты распространены шире, чем считалось.
Люди нагревают планету, выделяя улавливающие тепло газы (например, углекислый). Одновременно разворачивается более медленный и смертоносный процесс нагревания. Солнце постепенно становится более ярким и более горячим. Испаряется всё больше воды с поверхности Земли, и в атмосфере водяной пар становится одним из парниковых газов. Это будет происходить даже после того, как люди перестанут сжигать ископаемое топливо. В конечном счёте парниковый эффект выйдет из-под контроля, вся вода будет выпарена и земная жизнь (по крайней мере в тех формах, которые нам известны), простите за каламбур, прикажет долго жить.
Эрик Вольф из Колорадского университета (США) не согласен с такими выводами. По его мнению, модель г-на Коппарапу чересчур проста, поскольку в ней анализируется только происходящее в одном измерении — вертикальном. В итоге исключается роль облаков и предполагается, что влажность на всей Земле одинаковая. Г-н Вольф и его наставник Оуэн Брайан Тун воспользовались более реалистичной 3D-моделью Национального центра атмосферных исследований. В ней есть и облака, и масса других деталей, в том числе региональные различия влажности. Кроме того, эксперты исходили из того, что люди доведут концентрацию углекислого газа в атмосфере до 500 частей на миллион (на четверть выше сегодняшнего показателя), которая такой и останется до скончания времён.
Затем Вольф и Тун взялись за Солнце. После того как они сделали нашу звезду на 15,5% более яркой, чем сегодня, Земля нагрелась с нынешних 15 до 40 °C. Да, горячо, но жидкие океаны в таких условиях ещё могут существовать. Стратосфера не раскалилась настолько, чтобы возник эффект «сырой теплицы». Результат: у Земли ещё по крайней мере 1,5 млрд лет в запасе. Если человечество к тому моменту не вымрет, единственными пригодными для нашего обитания областями станут приполярные районы. Как поясняет г-н Вольф, в его модели Земля нагревается медленнее, потому что облака и пустыни (которых не было в 1D-модели) отправляют большое количество тепла обратно в космос.
Аналогичное 3D-моделирование провели Жереми Леконт (ныне работает в Университете Торонто, Канада) и его коллеги. У них получился 1 млрд лет. Более ранняя дата объясняется тем, что по-другому симулировались облака.
Разумеется, как указывает планетолог Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания, не принимавший участия ни в одном из этих исследований, в действительности жизнь на Земле будет существовать ещё дольше, поскольку уровень углекислого газа снизится по мере нагрева планеты: формирование карбоната кальция в горных породах и другие естественные процессы, изолирующие атмосферный углерод, активизируются в более тёплых условиях и тем самым замедлят дальнейшее потепление. Кроме того, модели не учитывают способность живых существ постоянно адаптироваться к изменению среды обитания.
Самое главное, говорит г-н Кастинг, это то, что данные исследования полезны для оценки пригодности экзопланеты к поддержанию жизни (читай — вероятности того, что там есть жидкая вода) на основании её расстояния от солнцеподобной звезды. Группа г-на Коппарапу (г-н Кастинг входил в неё) заключила, что зона обитаемости начинается на расстоянии 0,97–0,99 а. е. Новые исследования отодвигают эту границу до 0,95 (Леконт) и 0,93 (Вольф и Тун) а. е. Следовательно, в нашей Галактике на 5–6% больше пригодных для жизни планет, чем считалось, полагает г-н Леконт.
Как долго еще просуществует жизнь на Земле?
Жизнь на Земле развивается уже почти четыре миллиарда лет. И, несмотря на многие катастрофические события, она смогла сохраниться, закрепиться и продолжить свое развитие. Но когда-нибудь жизнь на нашей планете все же исчезнет. Но вот когда это произойдет?
Пока что жизнь кишит на Земле. Но как долго это продлится? © imago/blickwinkel
«Причиной этого станет увеличение световой силы Солнца», утверждает фон Блох. Внутри Солнца накапливается гелий, побочный продукт синтеза водорода, благодаря которому звезда и генерирует свою энергию. Гелий плотнее водорода и увеличивает давление, а, следовательно, и температуру в ядре. В результате ускоряется процесс синтеза, что ведет к высвобождения большего количества энергии. Эта энергия попадает на Землю в виде излучения и повышает здесь температуру.
Содержание СО2 в атмосфере снижается
В свою очередь, потепление Земли оказывает серьезное влияние на количество углекислого газа (СО2) в ее атмосфере. Чем сильнее светит Солнце, тем больше CО2 разрушается в результате химических реакций с компонентами земного воздуха. Этот процесс действует в геологических масштабах времени в миллионы лет, и на протяжении истории планеты он поддерживал глобальные температуры относительно стабильными. Но при этом он не может остановить быстрое увеличение концентрации CO2 в атмосфере, вызванное деятельностью человека.
Океаны испарятся
Как бы там ни было, но всего через какой-то миллиард лет жизнь на Земле перестанет существовать. А учитывая то, что возникла земная жизнь более трех миллиардов лет назад, можно констатировать, что она находится в последней четверти своего существования.
Кстати, даже после исчезновения всей жизни на нашей планете яркость Солнца будет продолжать расти. Примерно через семь миллиардов лет оно, вероятно, будет уже более чем в 2000 раз ярче современного и превратится в красного гиганта. Средняя температура на Земле достигнет тогда более 2000 градусов по Цельсию, а поверхность ее покроют океаны лавы. Впоследствии Солнце потеряет свою оболочку и вступит в завершающую стадию своего существования, превратившись в маленького белого карлика.