La vida útil futura de la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra es de aproximadamente mil millones de años, según reveló un nuevo modelo numérico de biogeoquímica y clima.
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 mil 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 mil 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 mil 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.
