Termin przydatności planety do życia. Przyszłość planety – co czeka Ziemię i ewentualnie nas, ludzi
A jeśli Homo sapiens zejdzie ze sceny, to warto się też zastanowić, czy ewolucja nie zastąpi nas jakimś innym gatunkiem na szczycie. Tim Coulson (1), zoolog i biolog z Uniwersytetu Oksfordzkiego, sugeruje, że tym gatunkiem mogłyby być ośmiornice, które wyewoluowałyby na następnych budowniczych cywilizacji. Uczony uważa, że inteligencja, zdolność adaptacji i unikalne zdolności ośmiornic sprawiają, że są one silnymi kandydatami do wypełnienia niszy ekologicznej pozostawionej przez ludzi.
Fot. en.wikipedia.org
Myśl ta nie jest całkiem nowa – sugestia ta pojawiała się w różnych miejscach, np. serialu BBC wizualizującym przyszłość Ziemi, który powstał kilkanaście lat temu. „Ośmiornice są jednymi z najbardziej inteligentnych, zdolnych do adaptacji i pomysłowych stworzeń na Ziemi”, mówi Coulson w wywiadzie dla serwisu „The European”. „Ich zręczność, ciekawość, zdolność do komunikowania się ze sobą i wysoka inteligencja mogą umożliwić im tworzenie złożonych narzędzi do budowy podwodnej cywilizacji, podobnej do Atlantydy”. Spekuluje też, że ośmiornice mogą ostatecznie przystosować się do nowych środowisk, a nawet rozszerzyć swoje tereny łowieckie na ląd. „Wraz z postępem ewolucyjnym możliwe jest, jeśli nie prawdopodobne, że mogą opracować sposoby oddychania poza wodą i ostatecznie polować na zwierzęta lądowe, takie jak jelenie, owce i inne ssaki”, snuje rozważania. Są tu pewne wątpliwości i sam Coulson przyznaje, że „ośmiornice raczej nie przystosują się do życia na lądzie ze względu na brak szkieletu, co utrudnia szybkie i zwinne poruszanie się z wody”. Od czego jednak jest ewolucja i miliony lat, podsumowuje.
Gdy stopią się lody
Jeśli w perspektywie następnych wieków i tysiącleci trwać będzie, jak się obecnie powszechnie uważa, globalne ocieplenie, to Arktyka i Antarktyda zrzucać będą z siebie ciężar pokrywy lodowej, co oznacza, że ląd pod nimi będzie wynurzać się z oceanu. Proces ten nazywany jest wypiętrzaniem polodowcowym lub, bardziej uczenie, odbiciem izostatycznym. Badania sugerują, że będzie to miało ogromny wpływ na przyszły globalny poziom mórz. Tyle, że obliczenie ostatecznego efektu tych procesów nie jest tak proste, jak dodanie do wody oceanów objętości stopionego lodu, co się często praktykuje.
Stopienie tak gigantycznej masy lodu, zwłaszcza tego z Antarktyki, zmieni m.in. rozkład masy a co za tym idzie siły grawitacji w skali planetarnej. A to może wywołać kaskadę efektów geologicznych na globalną skalę. Odbicie najprawdopodobniej znacznie zwiększy aktywność wulkaniczną na terenie Antarktyki. Jeśli ta przybierze skalę wielkich wydarzeń wulkanicznych znanych z historii Ziemi, to być może doprowadzi do ochłodzenia klimatu przez zmniejszenie ekspozycji na promieniowanie słoneczne z powodu wyrzuconych do atmosfery pyłów i aerozoli. Kto wie, czy to w ostatecznym rozrachunku nie pokryłoby znów biegunów czapami lodowym?
Zjawiska te przebiegałyby w skalach dziesiątek, może setek tysięcy lat. Sporo, ale nie to nie tak odległa przyszłość jak ewentualne wyjście głowonogów na ląd. W tych skalach możemy też oczekiwać kolejnego zlodowacenia zgodnie z naukowo ugruntowanymi cyklami Milankowicia, zależnymi od parametrów orbity ziemskiej, jej ekscentryczności i zmiany w nachyleniu jej osi. Zlodowacenie odwróci procesy topnienia lądolodów. Choć niektórzy naukowcy twierdzą, że globalne ocieplenie spowodowane działalnością ludzkiej cywilizacji może złagodzić nieco to naturalne cykliczne ochłodzenie, ale badacze raczej są zgodni, że mu nie zapobiegnie.
Topnienie lądolodów Arktyki i Antarktyki szybsze niż wypiętrzanie się lądu wskutek odbicia mogłoby doprowadzić do zalania dużych połaci lądu, gdyż poziom wody w oceanach podniósłby się w takim scenariuszu o ok. 20 metrów w ciągu kilkuset lat. Jednak to mało prawdopodobny scenariusz.
Według opublikowanych w lipcu 2022 r. w „Nature” wyników badań nad reakcją izostatyczną na całkowite roztopienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy, maksymalna zmiana wysokości lądu będącego obecnie pod lodem po pełnym ponownym wyrównaniu wynosiłoby +783 m na Grenlandii i +936 m na Antarktydzie. Obszary wokół krawędzi lodu doświadczyć miałyby do 123 m obniżenia z powodu połączenia wzrostu poziomu morza, zapadania się wybrzuszenia obwodowego oraz obciążenia wodą. Średnie zmiany wysokości to +301 m na Grenlandii i +494 m na Antarktydzie.
Będzie jeden kontynent, suchy i gorący
Hipotezy, że masy lądowe świata uformują się w przyszłości ponownie w jeden gigantyczny superkontynent, nie są nowością, ale ostatnio konkretyzują się w dokładniejszej wizji. Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z uniwersytetu w Bristolu i opublikowane w czasopiśmie „Nature Geosciences” przewiduje, że w ciągu następnych 250 milionów lat kontynenty przemieszczą się, by utworzyć coś, co nazwano „Pangea Ultima”, superkontynent (2), który będzie niegościnny dla większości ssaków ze względu na bardzo gorący i suchy klimat.
Fot. AI
Naukowcy zajmujący się środowiskiem i geofizyką przewidują, że aktywność wulkaniczna wynikająca z przesunięć tektonicznych, a następnie wzrost poziomu dwutlenku węgla do potencjalnie ponad dwukrotnie wyższego poziomu niż obecnie na Ziemi, sprawi, że większość lądu na Pangea Ultima stanie się jałowa. Według tego modelu, planeta podczas tworzenia Pangea Ultima będzie miała średnio ok. 38 stopni Celsjusza. Jednocześnie w okresie formowania się superkontynentu aktywność Słońca wzrośnie o 2,5 proc., co sprawi, że będzie jeszcze goręcej i wyeliminuje nie tylko życie ssaków, jakie znamy, ale także większość roślin.
Główny autor badania Alexander Farnsworth pisze w „Nature”, że chociaż ludzie mogą przetrwać wystarczająco długo, aby chodzić po Pangea Ultima, będą bardziej podobni do ludzi przedstawionych w „Diunie” Franka Herberta, przystosowanych do życia w warunkach pustynnych. „Jeśli uda nam się opuścić tę planetę i znaleźć miejsce bardziej nadające się do zamieszkania, będzie to bardziej korzystne”, zauważa Farnsworth.
Jak nie kometa, to niekorzystny układ gwiazd
Mówienie o losach Ziemi, jej „czasie ostatecznym” i perspektywach przetrwania w skali miliardów lat obwarowane jest wieloma założenia i warunkami, które mają jeden wspólny mianownik – brak stuprocentowej pewności. Jednak naszą planetę może czekać w bliższej i dalszej przyszłości tyle niekorzystnych splotów okoliczności o różnym, ale nigdy niezerowym prawdopodobieństwie, że pewność globalnej katastrofy rośnie szybko z każdą kolejną setką milionów lat na osi czasu.
Katastrofa na skalę globalną może wydarzyć się także stosunkowo rychło, co jest proporcjonalnie mniej prawdopodobne, ale też nie wykluczone. Z drugiej strony – przy odrobinie szczęścia Ziemia jako ciało kosmiczne mogłaby istnieć do końca znanego nam Wszechświata, jeśli taki ma w ogóle nastąpić. A co z życiem? Akurat życie wcale nie musi czekać na różne, znane z naukowych przewidywań, dramatyczne wydarzenia w ewolucji Słońca, aby osiągnąć na Ziemi swój ostateczny kres. Znacznie wcześniej eksterminować je może jedna z komet. Wystarczy np. kometa rozmiarów Hale'a–Boppa, czyli o 50 km średnicy, aby siłą i energią impaktu zagotować ziemskie oceany i spowodować parowanie skał. To „wysterylizowałoby” naszą planetę z wszelkiego życia. Nie szukając jednak nawet zwady z kometami i asteroidami, naturalne procesy fizyczne, które prognozują uczeni i tak doprowadzą do końca żywych organizmów na Ziemi.
Za 10 tys. lat, jeśli stopnieje pokrywa lodowa basenu Wilkesa, to w następnych kilku stuleciach lądolód wschodniej Antarktydy będzie narażony na całkowite stopienie, co podniesie poziom mórz o 3 lub 4 metry (we wspominanych skrajnie gwałtownych scenariuszach nawet o 20 metrów). Jednak w czasie, jak się uważa, maksymalnie do 50 tys. interglacjał dobiegnie końca i nadejdzie kolejna epoka lodowcowa, która powinna odwracać te procesy.
W perspektywie 100 tysięcy lat od dziś na Ziemi prawdopodobnie nastąpi erupcja superwulkaniczna (3), w wyniku której na powierzchnię wydostanie się 400 km³ magmy. Wulkanolodzy spodziewają się za minimum milion lat wybuchu superwulkanicznego, w wyniku którego na powierzchnię wydostanie się 3200 km³ magmy, co będzie porównywalne z erupcją superwulkanu Toba 75 tys. lat temu, kojarzonego z niemal całkowitą zagładą ludzi pierwotnych.
Fot. stock.adobe.com
W czasie do pół miliona lat od chwili obecnej w Ziemię prawdopodobnie uderzy meteoryt o średnicy około jednego kilometra. W perspektywie czasowej 100 milionów lat prognozuje się uderzenie meteorytu o rozmiarach porównywalnych do tego, który spowodował wymieranie kredowe 65 mln lat temu. Nie są to katastrofy, którym nie można by zapobiec już teraz, ale w tak odległej perspektywie czasowej trudno coś w ogóle przewidywać.
Za cztery miliony lat gwiazda Gliese 710 znajdzie się w odległości 1,1 roku świetlnego od Słońca, potencjalnie zakłócając orbity obiektów w Obłoku Oorta i zwięk-szając prawdopodobieństwo zderzenia komety z jedną z wewnętrznych planet Układu Słonecznego.
W ciągu dziesięciu mln lat rozszerzający się Wielki Rów Wschodni zostanie zalany przez Morze Czerwone. Powstanie nowy basen rozdzielający Afrykę. Za 50 mln lat Afryka zderzy się z Eurazją, odcinając basen Morza Śródziemnego od wszechoceanu i tworząc nowy łańcuch górski podobny do Himalajów. Zaś za 250 mln lat wszystkie ziemskie kontynenty mogą połączyć się w jeden superkontynent, o czym była już mowa, a potem, za 400…500 mln lat ów superkontynent prawdopodobnie ponownie się rozpadnie.
Do 500…600 milionów lat trzeba maksymalnie czekać, aby w odległości 6500 lat świetlnych od Ziemi nastąpił rozbłysk gamma lub wybuch hiperenergetycznej supernowej. Z tej odległości promienie mogą wpłynąć na warstwę ozonową Ziemi i spowodować masowe wymieranie podobne do wymierania ordowickiego, jeżeli hipoteza o takim jego powodzie jest prawdziwa. Jednakże wyzwolone promieniowanie gamma musiałoby być skierowane dokładnie na Ziemię, aby móc wyrządzić jakiekolwiek szkody.
Nawet jeśli celny strzał gamma w naszą planetę nie jest bardzo prawdopodobny, to w tej samej perspektywie czasowej, ok. 600 milionów lat, wzrost jasności Słońca przyspieszy proces wietrzenia skał na powierzchni Ziemi, w wyniku czego dwutlenek węgla w narastającym tempie będzie związywany w formie węglanów, co zmniejszy jego zawartość w atmosferze. Zaburzy to cykl węglanowo-krzemianowy. Z powodu parowania wody skały stwardnieją, co doprowadzi do spowolnienia i ostatecznie zatrzymania procesów tektonicznych i wulkanicznych. Bez wulkanów, które mogłyby wprowadzić węgiel z powrotem do atmosfery, zawartość dwutlenku węgla w atmosferze spadnie, w ostatecznym efekcie do takiego poziomu, że niemożliwa stanie się fotosynteza typu C3, a wszystkie wykorzystujące ją rośliny (ok. 99 proc. gatunków) wyginą. W końcu zawartość dwutlenku węgla w atmosferze stanie się tak niska, że niemożliwa stanie się także fotosynteza typu C4. Zginą wszystkie gatunki roślin, przez co z atmosfery zniknie tlen i wszystkie organizmy wielokomórkowe od niego uzależnione wymrą. Za 1,3 mld lat z powodu braku dwutlenku węgla wyginą eukarionty. Jedyną formą życia na Ziemi pozostaną prokarionty, Jeśli oczywiście przetrwają inne represje pogarszającego się środowiska planety, bowiem za miliard lat jasność Słońca wzrośnie o 10 proc. w porównaniu do dzisiejszej, sprawiając, że średnia temperatura powierzchni Ziemi osiągnie 47°C. Wyparują oceany. Niewielkie ilości wody mogą pozostać jedynie na biegunach. W ciągu 2,8 mld lat średnia temperatura powierzchni Ziemi osiągnie 147°C. Życie, jakie znamy, wyginie zupełnie, chyba że…
W skalach czasowych przekraczających dwa miliardy jest, według prognoz, możliwość około 1:100 000, że Ziemia zostanie wyrzucona w przestrzeń międzygwiezdną w wyniku bliskiego przelotu gwiazdy w pobliżu Słońca, i około 1:3 000 000, że wejdzie następnie na orbitę innej gwiazdy. Gdyby to się stało, życie mogłoby przetrwać znacznie dłużej, pod warunkiem, ma się rozumieć, że na nowej orbicie byłyby korzystniejsze. I nie zajdą inne okoliczności, które życiu zaszkodzą, takie jak przewidywane w ciągu 2,3 mld lat zestalenie się zewnętrznego jądra Ziemi. To przy założeniu, że jądro wewnętrzne będzie nadal rozszerzało się w tempie 1 mm rocznie. Bez płynnego jądra zewnętrznego ziemskie pole magnetyczne zaniknie, a przypomnijmy, że odgrywa ono podstawową rolę w ochronie żywych organizmów przed szkodliwym promieniowaniem.
Za nieomal osiem miliardów lat Słońce osiągnie szczyt gałęzi czerwonego olbrzyma na diagramie Hertzsprunga–Russella, mając promień 256 razy większy niż obecny (4). Rosnąc, może pochłonąć lub doprowadzić do rozpadu Merkurego, Wenus i Ziemi, jeśli te planety wciąż będą krążyć po swoich orbitach wokół naszej gwiazdy. W wyniku tego temperatura powierzchni Tytana, księżyca Saturna, może wzrosnąć do poziomu, przy którym może przetrwać życie. Trudno orzec jednak, czy Tytan mógłby się wydać atrakcyjny głowonogom.
Fot. pl.wikipedia.org
Mirosław Usidus
