Le manque d’oxygène éradiquera la plupart des formes de vie sur Terre dans un milliard d’années

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| Dreksler Astral (YouTube)

La vie sur Terre prendra-t-elle fin lorsque le soleil mourra (dans environ 6 milliards d’années) ? Selon une nouvelle modélisation, elle disparaîtra bien avant : dans un milliard d’années environ, l’atmosphère terrestre contiendra si peu d’oxygène qu’elle sera inhabitable pour la vie aérobie complexe, soit pour la majorité des formes de vie.

Kazumi Ozaki, de l’université de Toho à Funabashi, au Japon, et Chris Reinhard, du Georgia Institute of Technology à Atlanta, ont modélisé les systèmes climatiques, biologiques et géologiques de la Terre afin de prédire comment les conditions atmosphériques sur Terre vont changer dans des milliers, millions et milliards d’années.

Sur notre belle planète, l’oxygène représente environ 21% de l’atmosphère. Sa nature riche en oxygène est idéale pour les organismes complexes et de grande taille — comme nous, êtres humains —, qui ont besoin de ce gaz pour survivre. Mais au début de l’histoire de la Terre, les niveaux d’oxygène étaient beaucoup plus faibles, et ils le seront probablement encore plus dans un avenir lointain.

Dans leur étude, les chercheurs affirment que l’atmosphère terrestre maintiendra des niveaux élevés d’oxygène pendant le prochain milliard d’années avant de revenir de façon spectaculaire à des niveaux très bas, rappelant ceux qui existaient avant ce que l’on appelle la « Grande Oxydation », une crise écologique s’étant déroulée il y a environ 2,4 milliards d’années dans les océans et l’atmosphère terrestre. « Nous constatons que l’atmosphère oxygénée de la Terre ne sera pas une caractéristique permanente », déclare Kazumi Ozaki.

La Grande Oxydation, partie 2

L’une des raisons principales de ce changement est que, à mesure que notre soleil vieillit, il se réchauffe et libère plus d’énergie. Selon les calculs des chercheurs, cela entraînera une diminution de la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, car le CO2 absorbe la chaleur et se décompose ensuite.

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Ozaki et Reinhard estiment que dans un milliard d’années, les niveaux de dioxyde de carbone seront si bas que les organismes photosynthétiques, y compris les plantes, seront incapables de survivre et de produire de l’oxygène. L’extinction massive de ces organismes photosynthétiques sera la principale cause de l’énorme réduction de l’oxygène.

« La baisse de l’oxygène est très, très extrême – nous parlons d’environ un million de fois moins d’oxygène qu’aujourd’hui », déclare Reinhard. Les chercheurs estiment également qu’il y aura une augmentation simultanée du méthane à des niveaux pouvant atteindre 10 000 fois la quantité présente dans l’atmosphère aujourd’hui.

Un effet boule de neige

Une fois que les changements dans l’atmosphère terrestre commenceront à se produire, ils progresseront rapidement. En effet, selon les calculs de l’équipe, l’atmosphère pourrait perdre son oxygène sur une période d’environ 10 000 ans seulement. « La biosphère ne peut pas s’adapter à un changement aussi radical de l’environnement », explique Ozaki. Par la suite, la vie sur Terre sera exclusivement microbienne. « Un monde où de nombreuses bactéries anaérobies et primitives se cachent actuellement dans l’ombre prendra, une fois de plus, le dessus ».

La vie terrestre cessera d’exister, tout comme la vie aquatique. La couche d’ozone (qui est composée d’oxygène) s’appauvrira, exposant la Terre et ses océans à des niveaux élevés de rayonnement ultraviolet et de chaleur solaire.

Ces études ont été menées dans le cadre d’un projet de la NASA sur l’habitabilité des planètes, et les prévisions ont des implications pour la recherche de la vie sur d’autres planètes. Les biosignatures contenant de l’oxygène sont généralement utilisées pour identifier les planètes habitables.

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« L’oxygène, sous ses nombreuses formes, est une biosignature très importante puisqu’elle est intimement liée à la vie sur Terre », explique Natalie Allen de l’université Johns Hopkins dans le Maryland. Mais la nouvelle prédiction montre que la présence d’oxygène est variable et peut ne pas être permanente sur une planète habitable. « Elle suggère que même pour les exoplanètes très similaires à la Terre, de grandes quantités d’oxygène pourraient ne pas être détectées dans leur atmosphère, même si elles peuvent supporter, ou ont supporté, une vie complexe », déclare Kevin Ortiz Ceballos, de l’université de Porto Rico. Mais le fait de ne pas détecter d’oxygène autour des planètes ne signifie pas qu’elles sont inhabitables, précise-t-il.

Ozaki et Reinhard suggèrent que d’autres biosignatures pourraient être utilisées pour rechercher des traces de vie extraterrestre au lieu de l’oxygène. Par exemple, les brumes d’hydrocarbures dans l’atmosphère d’une planète pourraient fournir une signature plus durable d’une vie extraterrestre.

« Nos résultats suggèrent que le cycle carbonate-silicate planétaire aura tendance à conduire à des biosphères limitées en CO2 en phase terminale et à une désoxygénation atmosphérique rapide, soulignant le besoin de biosignatures atmosphériques robustes applicables aux atmosphères exoplanétaires faiblement oxygénées et anoxiques, et mettant en évidence l’importance potentielle de la brume organique atmosphérique pendant les phases terminales de l’habitabilité planétaire », peut-on lire dans le document.

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Source : Nature Geoscience

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