Die Erde hat ein Verfallsdatum – in etwa 5 Milliarden Jahren wird sich die Sonne ausdehnen und unsere Heimatwelt absorbieren. Aber es stellt sich heraus, dass das Leben auf der Erde viel früher enden kann. Eine neue Studie zeigt, dass die Atmosphäre in etwa einer Milliarde Jahren den größten Teil ihres Sauerstoffs schnell verlieren wird, was wichtige Auswirkungen auf die Suche nach Leben auf anderen Planeten haben könnte.
Eine sauerstoffreiche Atmosphäre ist eines der prägenden Merkmale der Erde, denn das lebenswichtige Gas macht etwa 20 % der Luft aus. Das sind natürlich gute Nachrichten für die Menschheit und die meisten Tiere, die diesen Planeten ihr Zuhause nennen. Das haben natürlich die Pflanzen zu verdanken.
Aber wie lange hält eine sauerstoffreiche Atmosphäre? Im Rahmen einer neuen Studie beschlossen Experten des Georgia Institute of Technology und der Toho University, die Langzeitstabilität des atmosphärischen Sauerstoffs der Erde zu untersuchen.
Das Team modellierte die Systeme der Erde, einschließlich ihres Klimas, biologischer und geologischer Prozesse und sogar der Helligkeit der Sonne, und beobachtete, wie sich der Sauerstoffgehalt ändert, wenn er sich zwischen Luft, Wasser und Gestein bewegt. Während andere Studien einige dieser Systeme in der Vergangenheit modelliert haben, waren diese neuen Modelle komplexer als gewöhnlich.
Forscher haben herausgefunden, dass die sauerstoffreiche Atmosphäre der Erde wahrscheinlich noch eine Milliarde Jahre überdauern wird, bevor sie relativ schnell zusammenbricht. Wissenschaftlern zufolge wird der Sauerstoffgehalt in etwa 1,1 Milliarden Jahren wahrscheinlich auf ein Prozent des derzeitigen atmosphärischen Gehalts sinken.
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Den Modellen zufolge ist die Sonne die Hauptursache für die Desoxygenierung. Es wird erwartet, dass unser Mutterstern mit zunehmendem Alter heller wird und sich erwärmt, wodurch die Oberflächentemperatur der Erde ansteigt und Kohlendioxid in der Atmosphäre abgebaut wird. Diese beiden Faktoren werden Pflanzen töten und den Planeten seiner Hauptsauerstoffquelle berauben.
Diese zukünftige Atmosphäre wird am Ende eine verblüffende Ähnlichkeit mit der Atmosphäre der alten Vergangenheit aufweisen – schließlich war selbst die Erde nicht immer ein so angenehmer Ort. Es begann erst vor etwa 2,4 Milliarden Jahren, als photosynthetische Mikroben und dann Pflanzen begannen, Sauerstoff in großen Mengen abzupumpen. Dies öffnete den Weg für die Entstehung von vielzelligem Leben.
Auch wenn dieser Befund keinen direkten Einfluss auf unser heutiges Leben zu haben scheint – die Menschen werden in einer Milliarde Jahren zweifellos schon lange verschwunden sein –, erschwert er doch die Suche nach Anzeichen von außerirdischem Leben. Da Sauerstoff so untrennbar mit dem Leben auf der Erde verbunden ist, betrachten Astronomen ihn seit langem als nützliches Merkmal, um in den Atmosphären von Exoplaneten zu suchen, wo er auf die Existenz von außerirdischem Leben hinweisen könnte.
Das Team berechnete, dass Sauerstoff in der Atmosphäre nur während 20-30 % der gesamten Lebensdauer des Planeten nachgewiesen werden kann. Jetzt ist klar, dass es nicht ausreicht, nach Welten zu suchen, die sich am richtigen Ort im Weltraum befinden, um sie zu erreichen – auch der richtige Zeitpunkt wird entscheidend sein.
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