L’atmosfera ricca di ossigeno che permette al nostro pianeta di sostenere la vita non è sempre stata come la conosciamo oggi, in passato, subito dopo la formazione della Terra era molto diversa, ricca di gas, molti dei quali tossici e velenosi per le forme di vita attuali.
L’atmosfera della Terra si formò quasi certamente subito dopo la formazione del pianeta, avvenuta circa 4,6 miliardi di anni fa, era composta da una miscela in gran parte composta da idrogeno, vapore acqueo, metano e ammoniaca.
L’atmosfera primitiva della Terra conteneva anche tracce di ossigeno che, combinandosi con gli atomi di carbonio (che compongono con l’idrogeno il metano), cominciarono a formare molecole di anidride carbonica.
Due miliardi e seicento milioni di anni dopo la formazione della Terra, comparvero le prime forme di vita capaci di effettuare il processo di fotosintesi, una complessa serie si reazioni chimiche che per mezzo dell’ anidride carbonica produce composti organici utili ai vegetali, e ha come sottoprodotto il gas ossigeno.
In questo modo, un poco alla volta, l’atmosfera terrestre si arricchì di ossigeno e allo stesso tempo si impoverì di anidride carbonica.
Nel giro di alcuni miliardi di anni, l’ossigeno presente nell’atmosfera raggiunse un livello tale da permettere la formazione di uno strato di ozono ad alta quota. L’ozono è una molecola composta da tre atomi di ossigeno in grado di schermare dai raggi ultravioletti, estremamente nocivi per le forme di vita.
L’ossigeno, indispensabile alla maggior parte degli organismi oggi esistenti, rappresentò un vero problema per gli organismi primordiali: l’aumento della concentrazione di un gas così velenoso e aggressivo avrebbe potuto causare l’estinzione di gran parte delle forme di vita che allora popolavano le acque, se non fossero esistiti microrganismi capaci di usare l’ossigeno per ricavare maggiori quantità di energia dalle sostanze organiche che essi stessi producevano.
La fotosintesi e la respirazione determinarono, nel corso di milioni di anni, quel rapporto tra le quantità di ossigeno e di anidride carbonica che ancora oggi consente alla vita di prosperare sulla Terra.
La fine dell’atmosfera ricca di ossigeno
Il privilegio che la Terra ha ricevuto non durerà a lungo. Certo, non dobbiamo preoccuparci del nostro domani, se non per ragioni legate al consumo delle risorse e all’inquinamento, ma anche l’atmosfera ricca di ossigeno che oggi garantisce il sostentamento alla maggioranza degli esseri viventi non durerà in eterno.
Due ricercatori della Toho University e della NASA Nexus per Exoplanet System Science utilizzando delle simulazioni computerizzate hanno scoperto che il nostro pianeta perderà la sua atmosfera ricca di ossigeno tra 1 miliardo di anni circa.
Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature Geoscience, Kazumi Ozaki e Christopher Reinhard descrivono i fattori utilizzati nella loro simulazione e ciò che il risultato ha mostrato.
Tutti gli scienziati concordano sul fatto che la vita non può andare avanti eternamente sul pianeta Terra, alla fine, il Sole non sarà più in grado di generare energia e si spegnerà.
Le forme di vita probabilmente troveranno sempre più difficile sopravvivere prima che ciò accada man mano che il Sole diventa sempre più grande, caldo e luminoso.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno cercato di calcolare il momento in cui il nostro pianeta azzurro con un’atmosfera ricca di ossigeno non sarà più in grado di sostenere la maggior parte delle piante e degli animali.
Per trovare quel momento esatto, i ricercatori hanno creato una simulazione della Terra che ha preso in considerazione le variabili che descrivono il clima, i processi geologici e biologici e, soprattutto, l’attività del Sole. I ricercatori hanno quindi eseguito la loro simulazione per vedere come evolve la Terra da oggi a un miliardo di anni nel futuro.
Il Sole tra un miliardo di anni emetterà molta più luce e calore. La simulazione mostra, da quel momento in poi, che i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre inizieranno a diminuire in quanto le molecole di CO2 assorbiranno energia scindendosi.
Anche lo strato protettivo di ozono verrà compromesso. L’abbassamento dei livelli di anidride carbonica causerà seri danni alla vita vegetale che produrrà meno ossigeno impoverendo l’atmosfera del prezioso gas.
Nel corso di soli 10.000 anni, i livelli di CO 2 scenderanno così tanto che la vita vegetale si estinguerà. Senza la vita vegetale, anche le creature terrestri e marine si estinguerebbero presto, a causa della mancanza di cibo e di un’atmosfera ricca di ossigeno.
Nel frattempo, la simulazione ha mostrato livelli crescenti di metano nell’atmosfera, che accelererà la scomparsa di creature che necessitano di ossigeno per respirare.
Il risultato della simulazione è un pianeta privo di vita, ad eccezione di minuscole creature anaerobiche come i batteri, che potrebbero sopravvivere in condizioni molto simili a quelle presenti sulla Terra prima dell’evoluzione di piante e animali.
I ricercatori suggeriscono che la loro simulazione potrebbe essere utile a coloro che cercano la vita su altri pianeti: la finestra di opportunità per la vita, sottolineano, potrebbe essere più breve di quanto si pensasse in precedenza.
