Wetenschappers voorspellen een snelle afname van de zuurstofconcentraties in de atmosfeer.

De aarde is een zeer zuurstofrijke plek. Van de atmosfeer tot de diepste troggen van de oceanen: zuurstof is eigenlijk overal. Het is essentieel voor het leven dat op onze planeet gedijt. Toch blijkt dat het voorkomen van zuurstof niet zo gebruikelijk is als dat je misschien denkt. Sterker nog, op den duur zou al de zuurstof uit onze atmosfeer zelfs verdwenen kunnen zijn.

Atmosfeer
Het voorkomen van zuurstof op aarde is een kenmerk van een actieve fotosynthetische biosfeer. Het vertegenwoordigt een belangrijk teken van leven. Maar, een nieuwe studie suggereert nu dat de zuurstofrijke atmosfeer van de aarde verre van een permanente eigenschap behelst. Het betekent dat in de loop van de tijd de hoeveelheid zuurstof op aarde steeds verder afneemt. Maar hoe lang hebben we dan eigenlijk nog?


Studie
Om te onderzoeken hoe de atmosfeer van de aarde in de toekomst zal evolueren, hebben wetenschappers een nieuw model gebouwd dat klimatologische en biogeochemische processen simuleert. Omdat het natuurlijk best lastig is om geologische en biologische evoluties nauwkeurig te voorspellen, kozen de onderzoekers voor een zogenoemde stochastische benadering, waardoor ze een goede inschatting konden maken van de levensduur van onze huidige zuurstofrijke atmosfeer. De onderzoekers voerden het model meer dan 400.000 keer met variërende parameters uit. Op die veelomvattende manier probeerden ze te achterhalen hoe lang de aarde nog over een zuurstofrijke atmosfeer beschikt.

1 miljard jaar
De onderzoekers kwamen tot een interessante bevinding. Want uit de resultaten blijkt dat de aarde nog ongeveer één miljard jaar een zuurstofrijke atmosfeer zal kennen. De wetenschappers voorspellen daarna een snelle afname van de atmosferische zuurstofconcentraties. “De atmosfeer zal na dit grote verlies aan zuurstof worden gekenmerkt door een hoger methaan-gehalte, een laag CO2-gehalte en geen onzonlaag meer hebben,” stelt Ozaki. “Het aardsysteem zal waarschijnlijk een wereld van anaerobe levensvormen (organismen die zonder zuurstof kunnen, red.) zijn.”

Waar moeten we heen?
Stel dat de mensheid over een miljard jaar nog bestaat, waar zouden we dan heen moeten als de situatie op de aarde onleefbaar wordt? Daar hebben wetenschappers al wel over nagedacht. Een goede kanshebber is natuurlijk onze buur Mars. Verschillende ruimtevaartorganisaties maken op dit moment al plannen om de rode planeet te gaan bewonen. Tegelijkertijd zou ook een schotelvormige satelliet rondom dwergplaneet Ceres zomaar eens het volgende thuis voor de mensheid kunnen zijn.

Volgens het team is het voorspelde toekomstige verlies aan zuurstof een onvermijdelijk gevolg van toenemende zonneflux. De afname van de zuurstofconcentraties zou namelijk te herleiden zijn naar een afname van CO2, doordat de zon warmer wordt en er tegelijkertijd meer CO2 wordt afgebroken. Hierdoor is er minder CO2 beschikbaar voor planten, waarop zij ook weer minder zuurstof produceren.


Onleefbaar
De studie schept dus het beeld van een aarde die niet altijd leefbaar zal blijven. Het zou dus zomaar kunnen dat de aarde over 1 miljard jaar praktisch onleefbaar is geworden. Dit betekent dat de aarde slechts 20 tot 30 procent van zijn gehele geschiedenis een bewoonbare plek is.

Het oplossen van dit interessante vraagstuk heeft grote gevolgen. Niet alleen voor de toekomst van de biosfeer van de aarde, maar ook voor de zoektocht naar leven op aardachtige planeten buiten het zonnestelsel. Zuurstof is namelijk ook de belangrijkste biosignatuur wanneer wetenschappers op exoplaneten naar mogelijk leven speuren. Maar de studie benadrukt dat aanvullende biosignaturen overwogen zouden moeten worden die van toepassing kunnen zijn op zuurstofarme werelden.

Wist je dat…

…buitenaards leven zomaar eens op veel meer plekken voor kan komen dan gedacht? Micro-organismen zouden namelijk ook kunnen gedijen in een heel ander type atmosfeer: ze zouden zich zelfs kunnen vermenigvuldigen in een atmosfeer die voor 100 procent uit waterstof bestaat. Lees er hier meer over!