Dünya, hayatı sonsuza kadar destekleyemeyecek ve sürdüremeyecek. Nature Geoscience’daki yeni bir araştırmaya göre, oksijen açısından zengin atmosferimiz ancak bir milyar yıl daha dayanabilir.
Güneşimiz yaşlandıkça daha parlak hale geliyor, bu da gelecekte Dünya’nın daha fazla güneş enerjisi alacağı anlamına geliyor. Bu artan enerji, bazalt ve granit gibi silikat kayaların ayrışmasını hızlandırarak gezegenin yüzeyini etkileyecektir. Bu kayalar yıprandığında, sera gazı karbondioksit atmosferden ve karbonat minerallerinde hapsolmuş kimyasal reaksiyonlarla dışarı çekilir. Teoride, Dünya’nın karbondioksit seviyeleri düştükçe soğumaya başlaması gerekiyor, ancak yaklaşık 2 milyar yıl içinde bu etki Güneş’in sürekli sertleşen parıltısıyla yok edilecek.
Karbondioksit, su ile birlikte, bitkilerin fotosentez yapması için ihtiyaç duyduğu temel bileşenlerden biridir . Düşen karbondioksit seviyeleri ile daha az fotosentez meydana gelecek ve bazı bitki türleri tamamen yok olabilir. Daha az fotosentez, daha az oksijen üretimi anlamına gelir ve Dünya atmosferindeki oksijen konsantrasyonları kademeli olarak düşerek gelecekteki yaşamın diğer biçimleri için bir kriz yaratır.
Peki bu ne zaman olacak? Bunu bulmak için Japonya ve ABD’den araştırmacılar, Dünya yüzeyindeki karbon, oksijen, fosfor ve kükürt döngülerinin gelecekteki evrimini modellemek için bilgisayar simülasyonları kullandılar. Ayrıca iklim evrimini ve Dünya yüzeyinin (kabuk, okyanuslar ve atmosfer) gezegenin iç kısmı (manto) ile nasıl etkileşime girdiğini de değerlendirdiler.
İki teorik senaryoyu modellediler: Aktif bir biyosfere sahip Dünya benzeri bir gezegen ve aktif bir biyosferi olmayan bir gezegen. İlginç bir şekilde, her iki senaryo da genel olarak benzer sonuçlar üretti: Oksijen seviyeleri, gelecekte yaklaşık 1 milyar yılda büyük ölçüde düşmeye başladı. Bu bulgu, düşen karbondioksit seviyeleri ve bitki fotosentezinin oksijen seviyelerini etkilediğini, ancak bu işlemin etkisinin manto ve yüzey ortamları arasındaki uzun vadeli etkileşimlere ikincil olduğunu göstermektedir. Kısacası, yitim sırasında hangi kayaların mantoya girdiği jeokimyası ile mantodan volkanlar yoluyla salınan gazlar arasındaki denge, Dünya atmosferinin ne kadar süre oksijen bakımından zengin kalacağını çoğunlukla etkiliyor gibi görünüyor.
Çalışmanın yazarları, oksijen açısından zengin atmosferimizin yalnızca yaklaşık 1.08 milyar yıl daha dayanabileceği sonucuna varmışlardır. Bunu bağlamda ifade etmek gerekirse, oksijen yalnızca 2,5 milyar yıl önce – Büyük Oksidasyon Olayı sırasında – Dünya atmosferinde birikmeye başladı ve oksijen seviyeleri gezegenin tarihinin çoğu için oldukça düşüktü 400 milyon yıl önce kara bitkilerinin evrimiyle bu değişti.
Oksijenin sonu, neredeyse kesin olarak Dünya’nın karmaşık, aerobik olarak solunum yapan yaşam biçimlerini destekleyebilme yeteneğinin sonunu işaretleyecektir. Ayrıntılar tartışılsa ve diğer çevresel faktörler oyunda olsa da, bilim adamları uzun zamandır Dünya’daki karmaşık yaşamın evrimi ve radyasyonunun göreceli oksijen bolluğu dönemlerine bağlı göründüğünü belirtmişlerdir.
Bu çalışmanın yazarları, Dünya’nın yüzey suyunu kaybetmeden önceki toplam yaşanabilir yaşam süresinin yaklaşık 7,2 milyar yıl olduğunu tahmin ediyorlar, ancak aynı zamanda oksijen açısından zengin bir atmosferin bu sürenin yalnızca yaklaşık % 20-30’u için mevcut olabileceğini de hesaplıyorlar.
Bu neden önemli? Dış gezegenlerin atmosferlerinde oksijen ve ozon arayarak yaşam belirtileri için gökleri tarayan başka bir dünyada uzaylılar olduğumuzu hayal edin. Aletlerimiz şu andan itibaren 2 milyar yıl önce Dünya’nın üzerinden geçtiyse, yanlış bir negatifi yorumlamış olabiliriz. Çünkü bu tür gezegenlerin güvenilir bir “biyo-imzası” yoktur ve bu nedenle arayışımıza devam edebiliriz.
Aynı problem günümüzde gökbilimciler ve gezegen bilimcileriyle karşı karşıya: ne tür dış gezegenler hedef almalıyız ve uzaylı yaşamın güvenilir biyo-imzası nedir? Yaşanabilirlik sadece bir yıldızın etrafındaki bir yer değil, bir gezegenin evrimindeki bir zamandır ve şu anda görebildiklerimizle sınırlı ne yazık ki.
Atmosferimizin geleceği, uzak geçmişiyle güçlü bir benzerlik taşıyor: oksijen bakımından düşük, metan bakımından zengin (karbondioksit değilse) ve organik tehlikeler olasılığı. Yeni çalışmanın yazarlarının öne sürdüğü gibi, Dünya’yı bir analog olarak kullanarak, dış gezegen atmosferlerinde hangi gazları arayacağımız konusunda daha geniş düşünmemiz ve bu gazların neye işaret edebileceğine dair yorumlarımızı yeniden düşünmemiz gerekebilir.
Kendi atmosferimizin zaman içindeki evriminin tarihini ve gezegenimizin yüzeyinin ve iç kısmının birlikte nasıl evrimleştiğini daha iyi anlamamız gerekiyor. Ancak o zaman diğer güneşlerin parıltısında yaşayan bir hayat olup olmadığını belirlemek için daha iyi bir konumda olacağız.
