Hunter
Föld az élet után
A vég akár egyetlen szemvillanás alatt bekövetkezhet. Egy közeli szupernóva halálos gammasugárzást zúdít a Földre, vagy kiválthatja egy szuper-vírus, ami minden élő sejt számára halálos lehet. Egyik verzió sem fenyeget, de nem is zárható ki, ugyanakkor felvet egy érdekes kérdést: mi történne a Földdel, ha egyik napról a másikra minden élet eltűnne?
Nos, sokkal több, mint gondolnánk. Az élet sokkal több, mint egy jelentéktelen fertőzés bolygónk fizikai szerkezetén. Az élő organizmusok nagy szerepet játszanak a látszólag élettelen folyamatok igen széles körénél, az éghajlattól és a légköri kémiától, a tájak formálódásáig, sőt akár még a lemeztektonikát is ide sorolhatjuk. "Az élet kézjegye mindenhol ott van - az egész bolygót átalakította" - hangoztatja Colin Goldblatt, a kanadai Victoria Egyetem földrendszer tudósa. "Mi változik, ha elvesszük? Minden."
Csupán a móka kedvéért, tételezzük fel a legrosszabb bekövetkeztét, minden élő organizmus kihalt, állatok, növények, algák, sőt még a több kilométeres mélységben, a Föld kérgében élő baktériumok is. Minden halott. Ekkor mi történik? Vagy inkább mi nem? Eltűnik az a gyors bomlás, ami az elhalt organizmusokat jellemzi, mivel ezt szinte teljes egészében baktériumok és gombák végzik. Ennek ellenére persze végbemegy a folyamat, csak rendkívül lassan, a szerves molekulák és az oxigén reakciójával. A halott anyag nagy része mumifikálódna, vagy a villámok által gerjesztett tüzekben elhamvadna.
A totális kipusztulás első hatásai ezzel együtt nagyon gyorsan megmutatkoznának. Az éghajlat melegebbé és szárazabbá válna, különösen a kontinensek közepe felé, mivel az erdők és a füves síkságok hatalmas vízpumpákként viselkednek, kiszívják a vizet a talajból, majd a növények leveleiről elpárologtatva kieresztik a levegőbe. Növények nélkül a pumpa leáll, az ebből eredő esőzések megszűnnek, taglalta Ken Caldeira, a kaliforniai Stanford Egyetem éghajat tudósa. A fenti folyamat a világ egyes részein, például az Amazonas-medencében különösen erőteljes. Növények nélkül egy ilyen terület rendkívül gyorsan melegszik, akár 8 Celsius fokkal is, tette hozzá Axel Kleidon, a jénai Max Planck Biogeokémiai Intézet földtudósa.
A kezdeti kiugrás után, az évek múlásával egyre több széndioxid szivárog ki a légkörbe, mivel az óceánok planktonjai testükben tárolják ezt az üvegházgázt, vagyis a kihalásos forgatókönyvnek megfelelően csak tárolták. Ez is egyfajta "pumpa", egy szénpumpa, ami ha leáll, a szénben szegény felszíni vizek hamar egyensúlyba kerülnek a szénben gazdag mélységekkel, a felszabaduló szén egy része pedig ismételten a légkört fogja terhelni. Némi számolgatás után azt az eredményt kapjuk, hogy mindössze 20 év alatt a légköri CO2 nagyjából megháromszorozódik, ami további 5 Celsiusszal emeli a globális átlaghőmérsékletet, mondta James Kasting, a Pennsylvania Állami Egyetem földtudósa.
A planktonok hiánya nem csupán ebben mutatkozna meg, mivel nagy mennyiségű dimetil-szulfidot is kibocsátanak az óceánok feletti légrétegekbe, amik a vízpára magjaiként szolgálnak, felhőkbe állva össze. Ezek a sűrű, kis magasságokban elhelyezkedő felhők segítenek elsugározni a hőt a bolygó felszín közeléből. Nélkülük az óceánok több hőt nyelnek el, ami további 2 Celsius fokot jelentene néhány éven belül. A fentebb említett 5 fokkal együtt ez már elég lenne a sarkvidéki jég olvadásának a felgyorsítására. A melegedéssel több víz párolog el az óceánokból, így több eső esik, de csak ott, ahol ez eddig is jellemző volt az óceáni hatások által. Az eddig is csapadékos helyek még csapadékosabbá válnak, a szárazak még szárazabbá, igaz nem lesz senki és semmi, akit ez különösebben érdekelne.
Miközben ezek zajlanak, a Föld fokozatosan elveszti talajrétegeit. Többé már nem lesznek gyökerek, amik a helyükön tartsák, az eső elmossa, a szél elfújja. A csapadékos hegyvidékeken ez a folyamat néhány évszázad alatt lezajlik, a sík területeken hosszabb időt vesz igénybe, míg a már korábban példaként felhozott Amazonas-medencében több tízezer évig is eltarthat, mondta William Dietrich, a kaliforniai Berkeley Egyetem geomorfológusa. Az erodált talajnak azonban valahol ki kell kötnie, hova máshova kerülne, mint az óceánokba, az egyre növekvő folyódeltákba. A meredek falú medrekben kígyózó folyóknak is búcsút mondhatunk a növények pusztulásával. Gyökereik nélkül, melyek itt is lassították az eróziót, a folyók átvágják a töltéseket és egy hatalmas főcsatornát alkotnak. A világ visszatér a közel 250 millió évvel ezelőtt bekövetkezett tömeges kihaláskor mutatott képéhez, amikor a korábban kanyargó folyók egybe fonódtak.
A talaj eltűnésével a világ egyre homokosabb lesz. A mai világot jellemző agyagos üledékek nagy mértékben a férgek és más organizmusok tevékenységének melléktermékei, amik fizikailag feltörik a talajt. Nélkülük ez a mechanizmus megtorpan, a változás látszólag kicsi a részecskék méretében, több százezer év alatt azonban két jelentős hatást eredményeznek. Az egyik a táj változását vonja maga után. A nagyobb, durvább szemcsék nagyobb koptató erőt jelentenek a folyók üledékeiben, amik idővel meredekebb utakat vágnak az óceánhoz, ami a táj képe mellett a folyóvizek átlagos vízhozamára is hatással lesz, egész pontosan csökkenti azt. Az erózióból adódó változások elvileg nem lehetnek túlzottan jelentősek, ha csak a tájat nézzük, hiszen a Mars felszínének felvételein elég sok ismerős, vagy legalábbis nem különösebben idegen felszíni forma köszön vissza a szomszédos, élettelen világból. "Ha rájuk pillantunk, akkor Arizona, vagy Új Mexikó derenghet fel előttünk" - mondta Dietrich. "Rengeteg kő és minimális talaj, ennek ellenére nem érezzük magunkat úgy, mintha egy idegen bolygón lennénk."
Ha viszont rápillanthatnánk a hőmérőre is, akkor már nem lenne ilyen egyszerű a helyzet. Az erodált és üledékes részecskék méretében bekövetkező növekedés meglepően nagy változást gyakorol az éghajlatra, azáltal hogy csökkenti a kőzetek kémiai mállásának ütemét. A kémiai mállás a szilikát tartalmú kőzetek és a széndioxid közötti reakcióra utal, amiből karbonát összetevők alakulnak ki, melyek végül eljutnak az óceánok fenekéig, beépülve a fekükőzetbe. A fekükőzetet az élőlények tevékenysége bontja finom szemcsékre, megnövelve a kőzet teljes felszíni felületét, ezáltal felgyorsítva a kémiai mállást. Hogy ez pontosan milyen mértékű, az nyitott kérdés, de a rendelkezésre álló bizonyítékok szerint akár százszoros is lehet, mondta David Schwartzmann, a washingtoni Howard Egyetem biogeokémikusa. A mállás csökkenésével a légköri széndioxid szintje emelkedésnek indul egészen addig, amíg a mállási ütemek újra ki nem egyenlítődnek. Schwartzmann becslése szerint egymillió év leforgása alatt a széndioxid szint növekedése 35-45 Celsius fokkal is emelheti az átlag hőmérsékletet, ami bőven elegendő a jégsapkák elolvasztásához.
Míközben a széndioxid felhalmozódik a légkörben, az oxigén eltűnik. A korai Föld szinte teljes egészében mentes volt a molekuláris oxigéntől, ami túl reaktív ahhoz, hogy folyamatos utánpótlás nélkül fennmaradjon. Csak a fotoszintézis beindulása után, 2,6-3 milliárd évvel ezelőtt jelent meg és kezdett felhalmozódni az oxigén a légkörben. Az élet pusztulásával fokozatosan az oxigén is eltűnik, 10 millió éven belül a légkörben fellelhető oxigén a mai érték kevesebb, mint 1 százalékára csökkenne, véli David Catling, a Washington Egyetem bolygótudósa. Ez lenne az a pont, ahol már annyira minimális az oxigén, hogy képtelen fenntartani az ózonréteget. Enélkül a védőréteg nélkül a Föld felszínére zavartalanul záporozhatna az ultraibolya fény.
Oxigén nélkül a Föld elszürkülne. A vasban gazdag kőzetek oxidálódása megszűnne, így eltűnne a megszokott vöröses szín, ugyanakkor gyakorivá válnának az alacsony oxigéntartalmú közegekben kialakuló ásványok, mint a pirit és az uránszurokérc. A megszólaltatott szakértők szerint az élet teljes pusztulását követően 100 millió évvel a bolygó úgy nézne ki, mint amin soha nem is létezett volna élet.
Az élettelen jövő egyetlen lényeges dologban különbözne az élettelen múlttól. A Föld születésekor a Nap 30 százalékkal halványabb volt, ezért a bőséges légköri CO2 tartalom segített megóvni a korai Földet az eljegesedéstől. Egy aktívabb Nap esetében a széndioxid egy jóval szélsőségesebb állapotba taszíthatná bolygónkat, olyan mértékben elszabadítva az üvegházhatást, amire az emberi tevékenység soha nem lenne képes. Egy ilyen szélsőség már képes lenne elpárologtatni az óceánokat, melynek végén a bolygó felszíni hőmérséklete már átlépné az 1000 Celsius fokot, gyakorlatilag eljutva egy a Vénuszéhoz nagyon hasonló állapothoz, magyarázta Goldblatt.
A többiek nem vonnak ilyen összefüggést a két bolygó között. A Vénusz valószínűleg a lemeztektonika korai megállása miatt vált ilyen pokoli hellyé, tette hozzá Peter Cox, a brit Exeter Egyetem éghajlat modellezője. Szerinte a Föld, ami tektonikailag még mindig lendületben van, a lemezek szubdukciójával folytatni fogja a szén magába temetését, hatalmas mennyiségű széndioxidot vonva ki a légkörből, ezáltal nem következik be a Goldblatt által felvázolt vég. Más kérdés, hogy a szubdukcióra is hatással van az élet, és a hiánya lelassíthatja ezt a folyamatot is. Itt is belép a képbe a szemcseméret növekedés problémája, a finom agyagos üledék ugyanis afféle kenőanyagként szolgál a kéregmozgásnak a szubdukciós zónákban. Norm Sleep, a Stanford geofizikusa szerint a szemcsék méretének növekedése akár meg is állíthatja a tektonikus tevékenységet.
A vélemények tehát itt-ott eltérnek egymástól, abban viszont mindenki egyetért, hogy a hosszútávú kilátások nem túl kedvezők. Élet nélkül bár bolygónk külalakja nem változik meg gyökeresen, jóval barátságtalanabb hely lesz egy esetleges későbbi élet számára, hosszú távon pedig akár lakhatatlanná is válik - hacsak nem történik valami váratlan. Senki sem tudja igazán, hogyan alakult ki először az élet, az azonban egyértelműnek tűnik, hogy ez a lehűlését követő néhány százmillió éven belül történt. Ugyanez bekövetkezhet nem sokkal a teljes kihalást követően. Összességében a légköri oxigén nagy része, ami megöli a legtöbb prebiotikus kémiai reakciót, eltűnik. Külön előny, hogy nem lenne olyan maradvány élet, ami összekuszálhatná egy új élet első lépéseit. Egy steril Föld összességében nagy ajándék lenne egy új jövőbeli életforma számára, előidézve a második genezist.
Nos, sokkal több, mint gondolnánk. Az élet sokkal több, mint egy jelentéktelen fertőzés bolygónk fizikai szerkezetén. Az élő organizmusok nagy szerepet játszanak a látszólag élettelen folyamatok igen széles körénél, az éghajlattól és a légköri kémiától, a tájak formálódásáig, sőt akár még a lemeztektonikát is ide sorolhatjuk. "Az élet kézjegye mindenhol ott van - az egész bolygót átalakította" - hangoztatja Colin Goldblatt, a kanadai Victoria Egyetem földrendszer tudósa. "Mi változik, ha elvesszük? Minden."
Csupán a móka kedvéért, tételezzük fel a legrosszabb bekövetkeztét, minden élő organizmus kihalt, állatok, növények, algák, sőt még a több kilométeres mélységben, a Föld kérgében élő baktériumok is. Minden halott. Ekkor mi történik? Vagy inkább mi nem? Eltűnik az a gyors bomlás, ami az elhalt organizmusokat jellemzi, mivel ezt szinte teljes egészében baktériumok és gombák végzik. Ennek ellenére persze végbemegy a folyamat, csak rendkívül lassan, a szerves molekulák és az oxigén reakciójával. A halott anyag nagy része mumifikálódna, vagy a villámok által gerjesztett tüzekben elhamvadna.
A totális kipusztulás első hatásai ezzel együtt nagyon gyorsan megmutatkoznának. Az éghajlat melegebbé és szárazabbá válna, különösen a kontinensek közepe felé, mivel az erdők és a füves síkságok hatalmas vízpumpákként viselkednek, kiszívják a vizet a talajból, majd a növények leveleiről elpárologtatva kieresztik a levegőbe. Növények nélkül a pumpa leáll, az ebből eredő esőzések megszűnnek, taglalta Ken Caldeira, a kaliforniai Stanford Egyetem éghajat tudósa. A fenti folyamat a világ egyes részein, például az Amazonas-medencében különösen erőteljes. Növények nélkül egy ilyen terület rendkívül gyorsan melegszik, akár 8 Celsius fokkal is, tette hozzá Axel Kleidon, a jénai Max Planck Biogeokémiai Intézet földtudósa.
A kezdeti kiugrás után, az évek múlásával egyre több széndioxid szivárog ki a légkörbe, mivel az óceánok planktonjai testükben tárolják ezt az üvegházgázt, vagyis a kihalásos forgatókönyvnek megfelelően csak tárolták. Ez is egyfajta "pumpa", egy szénpumpa, ami ha leáll, a szénben szegény felszíni vizek hamar egyensúlyba kerülnek a szénben gazdag mélységekkel, a felszabaduló szén egy része pedig ismételten a légkört fogja terhelni. Némi számolgatás után azt az eredményt kapjuk, hogy mindössze 20 év alatt a légköri CO2 nagyjából megháromszorozódik, ami további 5 Celsiusszal emeli a globális átlaghőmérsékletet, mondta James Kasting, a Pennsylvania Állami Egyetem földtudósa.A planktonok hiánya nem csupán ebben mutatkozna meg, mivel nagy mennyiségű dimetil-szulfidot is kibocsátanak az óceánok feletti légrétegekbe, amik a vízpára magjaiként szolgálnak, felhőkbe állva össze. Ezek a sűrű, kis magasságokban elhelyezkedő felhők segítenek elsugározni a hőt a bolygó felszín közeléből. Nélkülük az óceánok több hőt nyelnek el, ami további 2 Celsius fokot jelentene néhány éven belül. A fentebb említett 5 fokkal együtt ez már elég lenne a sarkvidéki jég olvadásának a felgyorsítására. A melegedéssel több víz párolog el az óceánokból, így több eső esik, de csak ott, ahol ez eddig is jellemző volt az óceáni hatások által. Az eddig is csapadékos helyek még csapadékosabbá válnak, a szárazak még szárazabbá, igaz nem lesz senki és semmi, akit ez különösebben érdekelne.
Miközben ezek zajlanak, a Föld fokozatosan elveszti talajrétegeit. Többé már nem lesznek gyökerek, amik a helyükön tartsák, az eső elmossa, a szél elfújja. A csapadékos hegyvidékeken ez a folyamat néhány évszázad alatt lezajlik, a sík területeken hosszabb időt vesz igénybe, míg a már korábban példaként felhozott Amazonas-medencében több tízezer évig is eltarthat, mondta William Dietrich, a kaliforniai Berkeley Egyetem geomorfológusa. Az erodált talajnak azonban valahol ki kell kötnie, hova máshova kerülne, mint az óceánokba, az egyre növekvő folyódeltákba. A meredek falú medrekben kígyózó folyóknak is búcsút mondhatunk a növények pusztulásával. Gyökereik nélkül, melyek itt is lassították az eróziót, a folyók átvágják a töltéseket és egy hatalmas főcsatornát alkotnak. A világ visszatér a közel 250 millió évvel ezelőtt bekövetkezett tömeges kihaláskor mutatott képéhez, amikor a korábban kanyargó folyók egybe fonódtak.
A talaj eltűnésével a világ egyre homokosabb lesz. A mai világot jellemző agyagos üledékek nagy mértékben a férgek és más organizmusok tevékenységének melléktermékei, amik fizikailag feltörik a talajt. Nélkülük ez a mechanizmus megtorpan, a változás látszólag kicsi a részecskék méretében, több százezer év alatt azonban két jelentős hatást eredményeznek. Az egyik a táj változását vonja maga után. A nagyobb, durvább szemcsék nagyobb koptató erőt jelentenek a folyók üledékeiben, amik idővel meredekebb utakat vágnak az óceánhoz, ami a táj képe mellett a folyóvizek átlagos vízhozamára is hatással lesz, egész pontosan csökkenti azt. Az erózióból adódó változások elvileg nem lehetnek túlzottan jelentősek, ha csak a tájat nézzük, hiszen a Mars felszínének felvételein elég sok ismerős, vagy legalábbis nem különösebben idegen felszíni forma köszön vissza a szomszédos, élettelen világból. "Ha rájuk pillantunk, akkor Arizona, vagy Új Mexikó derenghet fel előttünk" - mondta Dietrich. "Rengeteg kő és minimális talaj, ennek ellenére nem érezzük magunkat úgy, mintha egy idegen bolygón lennénk."Ha viszont rápillanthatnánk a hőmérőre is, akkor már nem lenne ilyen egyszerű a helyzet. Az erodált és üledékes részecskék méretében bekövetkező növekedés meglepően nagy változást gyakorol az éghajlatra, azáltal hogy csökkenti a kőzetek kémiai mállásának ütemét. A kémiai mállás a szilikát tartalmú kőzetek és a széndioxid közötti reakcióra utal, amiből karbonát összetevők alakulnak ki, melyek végül eljutnak az óceánok fenekéig, beépülve a fekükőzetbe. A fekükőzetet az élőlények tevékenysége bontja finom szemcsékre, megnövelve a kőzet teljes felszíni felületét, ezáltal felgyorsítva a kémiai mállást. Hogy ez pontosan milyen mértékű, az nyitott kérdés, de a rendelkezésre álló bizonyítékok szerint akár százszoros is lehet, mondta David Schwartzmann, a washingtoni Howard Egyetem biogeokémikusa. A mállás csökkenésével a légköri széndioxid szintje emelkedésnek indul egészen addig, amíg a mállási ütemek újra ki nem egyenlítődnek. Schwartzmann becslése szerint egymillió év leforgása alatt a széndioxid szint növekedése 35-45 Celsius fokkal is emelheti az átlag hőmérsékletet, ami bőven elegendő a jégsapkák elolvasztásához.
Míközben a széndioxid felhalmozódik a légkörben, az oxigén eltűnik. A korai Föld szinte teljes egészében mentes volt a molekuláris oxigéntől, ami túl reaktív ahhoz, hogy folyamatos utánpótlás nélkül fennmaradjon. Csak a fotoszintézis beindulása után, 2,6-3 milliárd évvel ezelőtt jelent meg és kezdett felhalmozódni az oxigén a légkörben. Az élet pusztulásával fokozatosan az oxigén is eltűnik, 10 millió éven belül a légkörben fellelhető oxigén a mai érték kevesebb, mint 1 százalékára csökkenne, véli David Catling, a Washington Egyetem bolygótudósa. Ez lenne az a pont, ahol már annyira minimális az oxigén, hogy képtelen fenntartani az ózonréteget. Enélkül a védőréteg nélkül a Föld felszínére zavartalanul záporozhatna az ultraibolya fény.
Oxigén nélkül a Föld elszürkülne. A vasban gazdag kőzetek oxidálódása megszűnne, így eltűnne a megszokott vöröses szín, ugyanakkor gyakorivá válnának az alacsony oxigéntartalmú közegekben kialakuló ásványok, mint a pirit és az uránszurokérc. A megszólaltatott szakértők szerint az élet teljes pusztulását követően 100 millió évvel a bolygó úgy nézne ki, mint amin soha nem is létezett volna élet.
Az élettelen jövő egyetlen lényeges dologban különbözne az élettelen múlttól. A Föld születésekor a Nap 30 százalékkal halványabb volt, ezért a bőséges légköri CO2 tartalom segített megóvni a korai Földet az eljegesedéstől. Egy aktívabb Nap esetében a széndioxid egy jóval szélsőségesebb állapotba taszíthatná bolygónkat, olyan mértékben elszabadítva az üvegházhatást, amire az emberi tevékenység soha nem lenne képes. Egy ilyen szélsőség már képes lenne elpárologtatni az óceánokat, melynek végén a bolygó felszíni hőmérséklete már átlépné az 1000 Celsius fokot, gyakorlatilag eljutva egy a Vénuszéhoz nagyon hasonló állapothoz, magyarázta Goldblatt.
A többiek nem vonnak ilyen összefüggést a két bolygó között. A Vénusz valószínűleg a lemeztektonika korai megállása miatt vált ilyen pokoli hellyé, tette hozzá Peter Cox, a brit Exeter Egyetem éghajlat modellezője. Szerinte a Föld, ami tektonikailag még mindig lendületben van, a lemezek szubdukciójával folytatni fogja a szén magába temetését, hatalmas mennyiségű széndioxidot vonva ki a légkörből, ezáltal nem következik be a Goldblatt által felvázolt vég. Más kérdés, hogy a szubdukcióra is hatással van az élet, és a hiánya lelassíthatja ezt a folyamatot is. Itt is belép a képbe a szemcseméret növekedés problémája, a finom agyagos üledék ugyanis afféle kenőanyagként szolgál a kéregmozgásnak a szubdukciós zónákban. Norm Sleep, a Stanford geofizikusa szerint a szemcsék méretének növekedése akár meg is állíthatja a tektonikus tevékenységet.A vélemények tehát itt-ott eltérnek egymástól, abban viszont mindenki egyetért, hogy a hosszútávú kilátások nem túl kedvezők. Élet nélkül bár bolygónk külalakja nem változik meg gyökeresen, jóval barátságtalanabb hely lesz egy esetleges későbbi élet számára, hosszú távon pedig akár lakhatatlanná is válik - hacsak nem történik valami váratlan. Senki sem tudja igazán, hogyan alakult ki először az élet, az azonban egyértelműnek tűnik, hogy ez a lehűlését követő néhány százmillió éven belül történt. Ugyanez bekövetkezhet nem sokkal a teljes kihalást követően. Összességében a légköri oxigén nagy része, ami megöli a legtöbb prebiotikus kémiai reakciót, eltűnik. Külön előny, hogy nem lenne olyan maradvány élet, ami összekuszálhatná egy új élet első lépéseit. Egy steril Föld összességében nagy ajándék lenne egy új jövőbeli életforma számára, előidézve a második genezist.