Forscher: Sauerstoff verschwindet aus Atmosphäre - Wie Leben dann aussieht

In einer Milliarde Erde ist Forschern zufolge der Sauerstoff aus der Erdatmosphäre weitgehend getilgt.
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Sauerstoff macht etwa 21 Prozent der Erdatmosphäre aus. In der Frühzeit der Erde war der Gehalt allerdings viel geringer – und auch in der Zukunft wird er wieder erheblich schrumpfen, sagen Forscher. Ein Leben wie heute wäre dann unmöglich.

Kazumi Ozaki von der Toho Universität in Funabashi, Japan, und Chris Reinhard vom Georgia Institute of Technology in Atlanta modellierten die klimatischen, biologischen und geologischen Systeme der Erde, um vorherzusagen, wie sich die atmosphärischen Bedingungen auf der Erde verändern werden, wie „The New Scientist“ berichtet.

Noch eine Milliarde Jahre

Demnach wird die Erdatmosphäre noch etwa eine Milliarde Jahre lang einen hohen Sauerstoffgehalt beibehalten wird, um dann in Kürze massiv zu schrumpfen. Am Ende werde der Planet in einen Zustand zurückversetzt, in dem er sich vor dem so genannten Great Oxidation Event (GOE) vor etwa 2,4 Milliarden Jahren befunden hat.

Sonne wird immer heißer

Maßgeblicher Grund sei, dass unsere Sonne immer heißer wird und mehr Energie freisetzt. Dies werde zu einer Abnahme der Kohlendioxidmenge in der Atmosphäre führen, da CO2 Wärme absorbiert und dann abgebaut wird.

Ozaki und Reinhard schätzen, dass in einer Milliarde Jahren der Kohlendioxidgehalt so niedrig sein wird, dass Organismen, die wie Pflanzen Photosynthese betreiben, nicht mehr überleben und Sauerstoff produzieren können. Das Massenaussterben dieser photosynthetischen Organismen wird die Hauptursache für den enormen Rückgang des Sauerstoffs sein.

Methan statt Sauerstoff

„Der Sauerstoff wird sehr, sehr stark zurückgehen - wir reden hier von etwa einer Million Mal weniger Sauerstoff als heute“, sagt Reinhard. Gleichzeitig werde die Methanmenge auf das 10.000-fache der heutigen Atmosphäre ansteigen.

Schnelle Anpassung nicht möglich

Wenn die Veränderungen in der Erdatmosphäre erst einmal begonnen haben, werden sie schnell voranschreiten: Die Berechnungen des Teams deuten darauf hin, dass die Atmosphäre ihren Sauerstoff im Laufe von nur etwa 10.000 Jahren verlieren könnte. „Die Biosphäre kann sich nicht an eine so dramatische Veränderung der Umwelt anpassen“, sagt Ozaki.

Weiter werde sich die Ozonschicht, die aus Sauerstoff besteht, abbauen. Die Erde und ihre Ozeane würden dann einem hohen Maß an ultraviolettem Licht und der Hitze der brennenden Sonne ausgesetzt werden.

Wie das Leben auf der Erde aussehen wird

Danach werde das Leben auf der Erde ausschließlich mikrobiell sein. Reinhard das Leben dann folgendermaßen: „Eine Welt, in der viele der anaeroben und primitiven Bakterien, die sich derzeit noch im Schatten verstecken, wieder die Oberhand gewinnen werden.“

Die Vorhersagen, die im Rahmen eines Nasa-Projekts erarbeitet worden sind, könnten Auswirkungen auf die künftige Suche nach Leben auf anderen Planeten haben: Bisher werden typischerweise sauerstoffhaltige Biosignaturen verwendet, um bewohnbare Planeten zu identifizieren.

Folgen für die Suche nach belebten Planeten

„Sauerstoff, in seinen vielen Formen, ist eine sehr wichtige Biosignatur, da er so eng mit dem Leben auf der Erde verwoben ist“, sagt Natalie Allen von der Johns Hopkins University in Maryland. Aber die neue Vorhersage zeige, dass das Vorhandensein von Sauerstoff variabel ist und möglicherweise nicht dauerhaft auf einem bewohnbaren Planeten ist.

Ozaki und Reinhard schlagen vor, dass anstelle von Sauerstoff auch andere Biosignaturen für die Suche nach außerirdischem Leben verwendet werden könnten. Zum Beispiel könnten Kohlenwasserstoff-Trübungen in der Atmosphäre eines Planeten eine länger anhaltende Signatur für außerirdisches Leben sein.

Hier geht's zur Original-Studie in "Nature Geoscience".

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