NASAと日本の大学が10億年後の地球生物の絶滅を計算

NASA と日本の東邦大学の研究者は、スーパーコンピューターを使用して、惑星地球の残りの居住可能時間を計算しました。計算によると、生物圏は約 10 億年後に不可逆的に崩壊するという。この出来事は、地球の大気の進行性の脱酸素によって引き起こされます。科学者たちは、地球の将来についての正確な結論に達するために、何百万もの気候変数を分析しました。

このプロセスは太陽の自然な進化に直接関係しています。この星は、地質時代を通して着実に明るさを増していきます。この余分な放射線は地球の表面を加熱し、動植物を維持する化学サイクルを変化させます。複雑な生物は、地球が物理的に破壊されるずっと前に生存能力を失います。

太陽フレアは地球の基本的な化学サイクルを変える

太陽の明るさは1億年ごとに約1パーセント増加します。この変化は人間の時間スケールでは感知できないように見えますが、この熱エネルギーの継続的な蓄積は重大な結果をもたらします。地球の表面は、地質学的に今後数千年にわたって、ますます多くのレベルの放射線を吸収することになる。海洋は不可逆的に温暖化し始め、地球規模の海流が変化するだろう。

継続的な加熱により、地殻に存在するケイ酸塩岩の風化が促進されます。この自然な化学現象により、大気から二酸化炭素が加速度的に除去されます。陸上植物と海洋植物プランクトンはこのガスに依存して光合成を行い、酸素を放出します。この基本的な原材料がなければ、食物連鎖全体にとって致命的なドミノ効果によって、地球上の植物は枯れ始めます。

酸素が急激に減少すると生物は窒息してしまいます。

気候変動は、現在知られている種のほとんどにとって敵対的な形で地球の環境を変えるでしょう。研究者たちは、複雑な数学モデルを通じて、この生物学的衰退の正確な段階をマッピングしました。惑星窒息のプロセスは、熱力学と進化生物学の法則によって規定される特定の年代順に従います。

• 太陽放射の絶え間ない増加は地球の平均気温を上昇させ、海洋蒸発に影響を与えます。
• 二酸化炭素の大幅な減少により、陸上植物や海藻の光合成が麻痺します。
• 酸素生成量は動物の呼吸と両立できない臨界レベルに達するまで急速に減少します。
• 大気はその保護オゾン層を失い、その表面は宇宙からの致死的な紫外線にさらされます。

酸素レベルの急激な低下は、大酸素化として知られる地質学的出来事の数十億年前の初期の地球に似た大気を作り出すでしょう。代謝要求の高い大型動物が最初に死亡するでしょう。嫌気性環境と非常に高い温度に完全に適応した極限環境微生物だけが、地質学的にもう少し存続することができます。

コンピューターシミュレーションが人生の時間的限界を定義する

科学者の尾崎和美氏が率いる国際チームは、非常に高性能なマシンで数十万件の気候シミュレーションを処理しました。スーパーコンピューターは、恒星の放射線、海洋化学、火山活動、進化生物学に関するテラバイト規模のデータを処理しました。膨大な処理能力により、長期にわたる熱応力の極限条件下での大気力学の挙動を予測することが可能になりました。

地球の生物学的死と最終的な天文学的破壊の間には根本的な違いがあります。太陽には、安定期であと 50 億年間輝くのに十分な水素核燃料があります。研究は、星の火が地球の地殻を決定的に焼き尽くす数十億年前に、複雑な生命が消滅することを証明しています。

発見は居住可能な惑星の探索に役立つ

この研究は私たちの世界の運命を超え、現代の天体物理学に影響を与えます。酸素が豊富な大気がどのように劣化するかを深く理解することは、新しい宇宙望遠鏡の機器の校正に役立ちます。天文学者はこれらのバイオシグネチャーを使用して、遠い世界の生物学的年齢と発達段階を評価します。酸素が存在しない状態で検出された惑星には、顕微鏡レベルの初期段階で生命が存在するか、すでに最終的な崩壊を迎えている可能性があります。

開発された計算モデルは、天の川銀河全体の惑星系に適用できる進化地図を提供します。さまざまな年齢、質量、光度を持つ星の観察により、化学分析のための新しいパラメータが得られます。生物地球化学サイクルの脆弱性に関する科学的知識は、太陽系外の居住可能な環境を探すという将来の宇宙探査ミッションを方向づけます。