Es el resultado de un estudio que revela un nuevo modelo numérico de biogeoquímica y clima.
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| Imagen de la atmósfera. NASA EARTH OBSERVATORY |
Los entornos de la superficie de la Tierra están altamente
oxigenados, desde la atmósfera hasta los confines más profundos de los océanos,
lo que representa un sello distintivo de la biosfera fotosintética activa.
Sin embargo, la escala de tiempo fundamental de la atmósfera
rica en oxígeno en la Tierra sigue siendo incierta, particularmente para el
futuro lejano. Resolver esta pregunta tiene grandes ramificaciones no solo para
el futuro de la biosfera de la Tierra, sino también para la búsqueda de vida en
planetas similares a la Tierra más allá del sistema solar. Un nuevo estudio
publicado en Nature Geoscience ha dado respuesta.
"Durante muchos años, la vida útil de la biosfera de la
Tierra se ha debatido sobre la base del conocimiento científico sobre el brillo
constante del sol y el ciclo geoquímico global de carbonato-silicato. Uno de
los corolarios de tal marco teórico es una disminución continua de los niveles
de CO2 atmosférico y calentamiento global en escalas de tiempo geológicas. De
hecho, generalmente se piensa que la biosfera de la Tierra llegará a su fin en
los próximos 2.000 millones de años debido a la combinación de
sobrecalentamiento y escasez de CO2 para la fotosíntesis. De ser cierto, se
puede esperar que los niveles de O2 atmosférico también eventualmente disminuye
en un futuro lejano. Sin embargo, no está claro exactamente cuándo y cómo
ocurrirá esto", dice Kazumi Ozaki, profesora asistente en la Universidad
de Toho y autora principal de la investigación.
Para examinar cómo evolucionará la atmósfera de la Tierra en
el futuro, Ozaki y Christopher Reinhard, profesor asociado del Instituto de
Tecnología de Georgia, construyeron un modelo del sistema terrestre que simula
los procesos climáticos y biogeoquímicos. Debido a que el modelado de la
evolución futura de la Tierra tiene intrínsecamente incertidumbres en las
evoluciones geológicas y biológicas, se adoptó un enfoque estocástico, que permite
a los investigadores obtener una evaluación probabilística de la vida útil de
una atmósfera oxigenada.
Ozaki ejecutó el modelo más de 400.000 veces, variando el
parámetro del modelo, y descubrió que la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra
probablemente persistirá durante otros mil millones de años (1.080 +/- 0.140)
antes de que la desoxigenación rápida haga que la atmósfera recuerde a la
Tierra primitiva, antes del Gran Evento de Oxidación hace unos 2.500 millones
de años.
"La atmósfera después de la gran desoxigenación se
caracteriza por un metano elevado, bajos niveles de CO2 y sin capa de ozono. El
sistema de la Tierra probablemente será un mundo de formas de vida
anaeróbicas", dice Ozaki.
La atmósfera rica en oxígeno de la Tierra representa un signo importante de vida que puede detectarse de forma remota. Sin embargo, este estudio sugiere que la atmósfera oxigenada de la Tierra no sería una característica permanente, y que la atmósfera rica en oxígeno solo podría ser posible durante el 20-30% de toda la historia de la Tierra como planeta habitado.
El oxígeno (y el subproducto fotoquímico, el ozono) es la
firma biológica más aceptada para la búsqueda de vida en los exoplanetas, pero
si podemos generalizar esta información a planetas similares a la Tierra,
entonces los científicos deben considerar firmas biológicas adicionales
aplicables a mundos anóxicos y débilmente oxigenados en la búsqueda de vida más
allá de nuestro sistema solar.
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