Dobro je poznata činjenica da Zemlja neće zauvijek biti gostoljubivo mjesto za život. Iako smo danas usredotočeni na relativno kratkoročne izazove klimatskih promjena, dugoročne naučne prognoze i modeli ukazuju na neizbježne, dalekosežne promjene koje će planet najprije učiniti neprikladnim za složeniji život, a zatim ga potpuno uništiti.

Prije nego što Sunce naraste i proguta najbliže planete, uključujući možda i Zemlju, prvo će klima postati nepodnošljiva za ljude i većinu životinja. To će se dogoditi kada se svi kontinenti sjedine u jedan veliki. Potom će zbog jačanja zračenja Sunca nestati kisika što će izazvati izumiranje većine složenijih oblika života.

Kraj u vatri Sunca

Krenimo vremenski unazad – od dalekog, konačnog uništenja Zemlje prema sve bližim, djelomičnim.

Sunce je zvijezda srednje veličine, tzv. žuti patuljak (spektralni tip G2V), koja kroz stabilnu nuklearnu fuziju u jezgri trenutno pretvara vodik u helij. Međutim, za otprilike 5 milijardi godina, Sunce će potrošiti zalihe vodika u središtu, zbog čega će jezgra kolabirati, a vanjski slojevi će se proširiti. Sunce će se pretvoriti u crvenog diva, promjera stotinama puta većeg od današnjeg.

U toj fazi sigurno će progutati Merkur i Veneru, a pitanje opstanka Zemlje još je predmet rasprava. Većina modela sugerira da će, čak i ako Zemlja fizički izbjegne gutanje, toplina crvenog diva ispariti sve materijale s njezine površine i u potpunosti uništiti atmosferu. U najboljem slučaju, Zemlja bi mogla biti sterilizirana do neprepoznatljivosti.

Na kraju te faze, Sunce će odbaciti svoje vanjske slojeve i formirati tzv. planetarnu maglicu, dok će ono što ostane od njega postati bijeli patuljak – vrlo gusti, užareni ostatak zvijezde, veličine slične Zemlji, ali s masom približnom polovici današnje Sunčeve.

Prije nego izgori, Zemlja će ostati bez kisika

No, mnogo prije nego što Sunce počne gutati planete, život na Zemlji suočit će se s tišim, ali jednako kobnim problemom – gubitkom kisika. Prema istraživanju objavljenom 2021. u časopisu Nature Geoscience koje su proveli Kazumi Ozaki s Toho univerziteta u Japanu i Christopher Reinhard s Georgia Institute of Technology, biosfera na Zemlji prestat će postojati već za oko milijardu godina.

Uzrok neće biti već sada postojeća klimatska kriza, nego postupno jačanje Sunčeve svjetlosti kako stari. Veća količina zračenja dovest će do zagrijavanja Zemljine površine i promjena u ciklusima ugljika. Kako se temperatura bude povećavala, razina ugljikova dioksida u atmosferi počet će opadati jer će ga kemijske reakcije s kamenjem (karbonatizacija) vezivati u minerale.

To će imati katastrofalan utjecaj na biljke jer je CO₂ neophodan za fotosintezu, proces kojim biljke stvaraju kisik. Kada koncentracija CO₂ padne ispod kritične točke (oko 10 udjela na milion), biljke više neće moći proizvoditi kisik. Prvo će nestati one, a potom i životinje koje ovise o kisiku. Zanimljivo je da će se to, geološki gledano, dogoditi naglo, kroz nekoliko stotina hiljada godina.

Ozaki i Reinhard pišu: „Model predviđa da će do deoksigenacije atmosfere, odnosno naglog pada razina kisika na vrijednosti slične onima iz arhaika, najvjerojatnije doći prije nego što započnu uvjeti vlažnog stakleničkog efekta u klimatskom sustavu Zemlje i prije velikog gubitka površinske vode iz atmosfere."

Drugim riječima, uvjeti na našem planetu vratit će se u stanje u kakvom su bili prije 2,5 milijardi godina – prije tzv. velikoga oksidacijskog događaja. Atmosfera će tada biti bogata metanom, gotovo bez kisika i bez ozonskoga sloja. Takvi uvjeti odgovarat će jedino anaerobnim mikroorganizmima – primitivnim oblicima života koji ne trebaju kisik.

Prije nego što ostane bez kisika postat će nepodnošljiva za sisavce

Međutim, tu nije kraj - nova studija objavljena u časopisu Nature Geoscience, pod vodstvom Alexandera Farnswortha sa Univerziteta u Bristolu, ide korak dalje. Ona koristi klimatske modele daleke budućnosti kako bi istražila kada će Zemlja postati stvarno nenastanjiva za ljude i većinu složenih organizama. Njihova procjena je da će se to dogoditi za oko 250 miliona godina.

Tada će se, prema modelima, svi kontinenti ponovno spojiti u jedan golemi superkontinent. Takva geološka konfiguracija dodatno će pogoršati klimatske uslove jer će povećati unutarnje temperature, smanjiti dostupnost vode i pojačati sezonske ekstreme. Primjerice, poznato je da se danas brže zagrijava sjeverna hemisfera nego južna jer na njoj postoji više jedinstvenog kopna.

Farnsworth objašnjava da će se na formiranom superkontinentu stvoriti trostruki udar – zbog povećanih vulkanskih aktivnosti uzrokovanih sudarima kontinenata povećat će se razine CO₂ u atmosferi, zbog starenja Sunca povećat će se solarna energija na Zemlji za 2,5% W m⁻² u odnosu na današnju i pojačat će se učinak kontinentalnosti na mjestima daleko od oceana (povećat će se razlike u maksimalnoj i minimalnoj temperaturi), što će značiti nepodnošljivu vrućinu za većinu sisavaca na većini planeta.

„Temperature između 40 i 50 °C, uz visoku vlagu, učinit će da ljudi i mnogi sisavci ne mogu preživjeti jer više neće moći rashladiti svoja tijela znojenjem", tumači Farnsworth. U tom trenutku, čak i ako kisik još uvijek bude postojao, fiziološki uvjeti na površini Zemlje bit će smrtonosni za sisavce, uključujući i ljude.

Kraj života neće doći odjednom, već u fazama

Dakle, studije pokazuju da Zemlja neće "umrijeti" u jednom trenutku, već u nizu faza. Ova saznanja ne znače da nas kraj čeka uskoro, ali jasno pokazuju koliko su uvjeti na našem planetu – koje danas često uzimamo zdravo za gotovo – u stvarnosti privremeni i krhki.

Istovremeno, navedene studije sugeriraju da potraga za životom u svemiru ne smije biti ograničena samo na planete s kisikom jer kisik nije nužan pokazatelj života – može postojati i bez njega.