Washington, D. C. - A Föld óceánjai körülbelül egymilliárd éven belül eltűnnek az érő nap miatti megnövekedett hőmérséklet miatt, de a Föld problémái feleannyi idő alatt kezdődhetnek a légkör szén-dioxid-szintjének csökkenése miatt. egy Penn State kutató.
"A Nap, mint az összes főbb csillagsorozat, egyre fényesebb az idő múlásával, és ez hatással van a Föld éghajlatára" - mondja Dr. James F. Kasting, a meteorológia és a földtudomány professzora. "Végül a hőmérséklet elég magas lesz ahhoz, hogy az óceánok elpárologjanak."
140 Fahrenheit-foknál a víz a légkör fő alkotóelemévé válik. A víz nagy része a sztratoszférába vándorol, ahol elveszik a vákuumban. Végül az óceánok elpárolognak az űrbe.
"A csillagászok mindig is tudták, hogy az óceánok elpárolognak, de általában azt hitték, hogy ez csak akkor következik be, amikor a nap elhagyja a fő sorozatot" - mondta Kasting ma (február 20-án) az Amerikai Szövetség éves találkozóján. a tudomány fejlődése. "Ez 5 milliárd év múlva lesz."
A csillagok elhagyják a fő sorozatot, amikor abbahagyják a hidrogénégetést. A nap, egy sárga, G-2 csillag, majd vörös óriássá válik, amely körülveszi a Merkúr pályáját. A Merkúr eltűnik, a Vénusz pedig elveszti légkörét, és kiégett bolygóvá válik. A Föld is ugyanerre a sorsra jut, bár a vörös óriás közvetlen hatókörén kívül esik.
"Azonban az óceánok sokkal korábban elpárologhatnak" - mondja Kasting, a Föld- és Ásványtudományi Főiskola oktatója."Számításaim kissé pesszimisták, és a legrosszabb forgatókönyvet mutatják be, amely nem tartalmazza a felhők hatását, de azt mondják, hogy egy milliárd év."
Ezt a modellt Ken Caldeirával együtt fejlesztették ki, jelenleg a Lawrence Livermore Laboratoryban.
A dolgok még jóval azelőtt elromolhatnak, hogy a Föld víztelen sivataggá válna. Ahogy az éghajlat melegebbé válik, a szilikátkőzet mállási ciklusa felgyorsul. Ez a ciklus eltávolítja a szén-dioxidot a légkörből, és kalcium-karbonát formájában megköti az óceánokban.
"A szilikát mállási ciklus egy időre stabilizálja a Föld klímáját" - mondja Kasting. "Végül a légkör szén-dioxid-szintje olyan alacsony lesz, hogy nem lesz képes erre, de addig nem lesz elegendő szén-dioxid a legtöbb növény fenntartásához."
A növények szén-dioxidot használnak a fotoszintézis során, hogy a nap energiáját cukrokká és más szénhidrátokká alakítsák. A fotoszintézisnek két fő típusa létezik, a C3 és a C4. A modellek előrejelzése szerint félmilliárd év múlva a szén-dioxid lesz a kompenzációs pont az összes üzem 95 százalékát kitevő C3-as üzemeknél. A kompenzációs pont alatt a szén-dioxid nem koncentrálódik eléggé ahhoz, hogy ezek a növények fotoszintetizáljanak. A C3 növények közé tartoznak a fák és a legtöbb növény.
A C4-es növények, köztük a kukorica, a cukornád és más trópusi füvek, továbbra is képesek fotoszintetizálni, mivel belső mechanizmusuk van a szén-dioxid koncentrálására, de ezek a növények nem képesek fenntartani a mai bioszférát.
"Ha a légkör szén-dioxid-szintje a következő néhány évszázad során tovább növekszik, akkor nagyon hosszú ideig magas maradhat" - mondja Kasting. "Akkor a fosszilis tüzelőanyagok kimerülése után körülbelül egymillió évnek kell eltelnie ahhoz, hogy a szintek visszatérjenek a jelenlegi szintre."
De még ha a közeljövőben magas szén-dioxid-impulzus is lesz, félmilliárd év múlva a szint túl alacsony lesz a produktív növények életéhez.
"Nyilvánvalóan egymilliárd, sőt félmilliárd év messze van a jövőben" - mondja Kasting. "Ezek a modellek azonban segíthetnek pontosítani azt az időt, ameddig egy bolygó olyan pályán marad, ahol élet létezhet."
Csak egy keskeny gömb alakú térburok létezik olyan távolságban egy csillagtól, amely sem nem túl hideg, sem nem túl meleg az élethez. Ahogy a nap érik és felragyog, ez a gömbhéj kifelé mozdul. Egy bolygónak elég sokáig az élhető burokban kell maradnia ahhoz, hogy az élet kifejlődjön, még akkor is, ha a sáv kifelé mozog. Ha a bolygók a korábban gondoltnál korábban elveszítik vízkészletüket, amely az élet kötelező feltétele, akkor ez rövidebb ablakot teremt az élhető bolygók számára.
"Ha jól számoltuk, a Föld 4,5 milliárd éve lakható, és már csak félmilliárd éve van hátra" - mondja Kasting.
