Ako dlho potrvá život na Zemi?

(preklad článku BBC - How long will life survive on planet Earth?)

Život na Zemi sa raz určite skončí. Koľko času mu však ešte zostáva – a čo dokáže takto sterilizovať planétu?

Fosílne záznamy nasvedčujú, že život na Zemi trvá najmenej 3,5 miliardy rokov. Za ten čas prežil mrazy, údery kameňmi z vesmíru, hromadné otravy či dokonca smrtiacu radiáciu. Očividne je vcelku zložité sterilizovať celú planétu.

Nedostatom potenciálnych apokalýps však rozhodne netrpíme. Ktorá z nich napokon vyprázdni Zem?

Vulkanické erupcie niekedy zasypú obrovské lány zeme

Vulkanická apokalypsa

Časové rozhranie: 0-100 miliónov rokov? Možno?

Najbližšie k úplnému vyhynutiu mal život pred 250 miliónmi rokov, počas tzv. veľkého permského vymierania. Táto udalosť vyhladila pravdepodobne až 85% druhov žijúcich na pevnine – a 950 druhov žijúcich v oceáne.

Nie sme si celkom istí, čo sa prihodilo, ale zrejme nie je žiadna náhoda, že toto vymretie sa prekrýva s vulkanickou aktivitou na takmer apokalyptickej škále. Dnes máme obavy z ničivej sily supervulkánov, ako je Yellowstone. Lenže škoda, ktorú by mohli spôsobiť, je v porovnaní s tým, čo sa udialo pred 250 miliónmi rokov, ničím.

V tom čase na Sibíri nastala taká výrazná a sústavná aktivita, že láva pokryla oblasť osemkrát väčšiu, ako je Spojené kráľovstvo. Vulkanická aktivita takejto sily je vzácna, ale nie neslýchaná.

Nik nevie, kedy by sa čosi podobné mohlo zopakovať, vraví Henrik Svensen z University of Oslo v Nórsku. Erupcie podobnej veľkosti sa udiali pred 200, 180 a 65 miliónmi rokov, takže nie sú až tak strašidelne pravidelné. Nejaká sa však určite ešte prihodí, a keď sa tak udeje, najpodstatnejšou otázkou bude: kde sa začne.

Sibírska náhorná plošina Putorana bola celá vytvorená vulkánmi

Svensenov výskum nasvedčuje, že „schopnosť“ mega-erupcie vyhladiť všetky druhy bude závisieť na tom, kedy prerazí zemskú kôru. A to preto, lebo vulkanická aktivita spred 250 miliónov rokov možno nezavinila hromadné vyhynutie priamo. Vražednou ingredienciou bola možno soľ.

Sibír je bohatá na ložiská soli. Svensen myslí, že keď sa „kúpali“ vo vulkanickej aktivite, vylučovali do atmosféry rozsiahle množstvá chemikálií, ktoré ničili ozón. Potom sa rôzne druhy po celej zemi museli vyrovnať so škodlivou radiáciou z vesmíru, ktorú atmosférický ozón pohlcuje. Takýto tlak možno vyhubil väčšinu z nich.

Zlá správa pre nás je, že aj dnes je na Zemi mnoho ložísk soli. „Východná Sibír je stále medzi najväčšími zásobárňami,“ hovorí Svensen.

Ak by mega-erupcia vznikla na takom mieste, vymreli by mnohé druhy. Je však nepravdepodobné, že by sa vytratil všetok život. Napokon, zatiaľ čo rastlinám a zvieratám sa počas veľkého permského vymierania ktovieako nedarilo, jednobunkové organizmy ako baktérie ho prežili prakticky bez ujmy.

Náraz asteroidu by vyhladil mnoho druhov

Hrozba asteroidu

Časový rámec: v rozsahu 450 miliónov rokov, možno?

Dnes už je známe, že asteroidy a dinosaury spolu nevychádzajú veľmi dobre. Ak mohol masívny asteroid prispieť k úhynu všetkých veľkých dinosaurov, dokázal by vyhladiť všetok život na Zemi?

Opäť by to záviselo na tom, kde presne by kameň pristál. Vieme, že do Zeme už v minulosti narazili veľmi veľké asteroidy, ktoré by sa však na zoznam „ničiteľov života“ nedostali.

Kráter Manicouagan v Kanade – jeden z najväčších kráterov vzniknutých dopadom na našej planéte – vznikol po ničivom náraze zhruba pred 215 miliónmi rokov. Lenže fosílne záznamy preukazujú, že nespôsobil úhyn dinosaurov. Je to zrejme preto, že kráter vznikol v relatívne pevnej, kryštalickej hornine. Krátery vo veľmi prchavých usadených horninách by mohli spôsobiť vylúčenie mračien plynov do atmosféry – plynov, ktoré by dokázali zmeniť klímu a tým vyvolať masové úhyny.

Dobrá správa je, že nárazy „vrahov dinosaurov“ sú zriedkavé. Také obrovské balvany Zem zasiahnu zhruba raz za 500 miliónov rokov.

No ak aj príde, masový úhyn sa len s malou pravdepodobnosťou stane i masovou sterilizáciou. Bolo by to zrejme možné jedine vtedy, keby Zem zasiahlo niečo ešte väčšie než asteroid: túlavá planéta.

Možno sa to už niekedy stalo. Niektorí vedci si myslia, že Zem zasiahla túlavá planéta skoro po tom, ako sa sformovala, pričom mračno úlomkov neskôr sformovalo Mesiac. „Podľa filmu Larsa Von Triera by sme to mohli nazvať „hypotéza melanchólie“,“ vraví Svensen. I táto možnosť sa zdá dosť nepatrná.

Zemské jadro by pod vplyvom času stuhlo

Keď jadro zamrzne

Časový rámec: 3-4 miliardy rokov

Keď už sme pri filmoch, spomeňte si na film z r. 2003, The Core. Príbeh je o tom, že zemské jadro sa záhadne prestane točiť a americká vláda vytvorí plán. Plán, podľa ktorého sa musíme prevŕtať do stredu planéty a „reštartovať“ ho – pretože bez aktívneho jadra by Zem stratila magnetické pole a všetok život by bol v ohrození.

The Core je z veľkej časti nezmysel a vedci sa z neho právom vysmievali. Avšak nie všetky vedecké zložky, ktoré obsahuje, sú blbosti. Niektorí výskumníci si skutočne myslia, že zemské magnetické pole odkláňa ionizujúce častice zo Slnka, ktoré by inak „opotrebúvali“ zemskú atmosféru. Ak majú pravdu, bez magnetického poľa by naša planéta stratila aj atmosféru – a všetok život by sa skončil.

Niečo podobné sa možno stalo na Marse, ktorý kedysi dávno mohol byť voči životu omnoho pohostinnejší než teraz.

V r. 1997 Joseph Kirschvink a jeho kolegovia z pasadenského California Institute of Technology získali presvedčivé dôkazy, že Mars kedysi mal a potom stratil magnetické pole. „Marťanská magnetosféra zanikla asi pred 3,7 miliardami rokov, keď sa planéta zároveň dostala do trvalého stavu „snehovej gule“,“ hovorí Kirschvink.

Mars je chladný, suchý a planý, ale nebol taký vždy

Možno ste počuli, že magnetické pole Zeme sa oslabuje. Ale nerobte si starosti: je to preto, že magnetické pole sa chystá zmeniť smer, nie preto, že by umieralo. Takéto zmeny sa opakovane dejú milióny rokov.

„Ak sa pole prevráti, neznamená to, že úplne zanikne,“ hovorí Richard Holme z University of Liverpool v Spojenom kráľovstve. Takáto zmena môže s magnetickým poľom vykonať zvláštne veci, ale „nedokáže vo veľkom rozvrátiť život“, vraví.

Mohlo by sa magnetické pole Zeme nakoniec úplne stratiť? Nie v blízkej dobe, tvrdí Richard Harrison z britskej University of Cambridge.

Aby sa to stalo, jadro by muselo úplne stuhnúť. V súčasnosti je vnútorné jadro tuhé, ale vonkajšie je tekuté. „Vnútorné jadro ročne narastie asi o milimeter,“ vraví Harrison, pričom roztavené vonkajšie jadro má hrúbku 2 300 kilometrov.

Záblesky gama žiarenia sa predbežne spájajú s minulými vyhynutiami

Záblesk gama žiarenia

Časový rámec: neďaleko sa nachádza binárna hviezda WR 2014, ktorá by v priebehu 500 000 rokov dokázala vytvoriť takýto záblesk, no aj ak by sa jej to podarilo, mohol by nás minúť

Sme vo vesmíre sami? Ak nie, prečo sa nám ešte nepodarilo skontaktovať mimozemské civilizácie? Obviniť by sme mohli ďalšieho ničiteľa života: prudké vlny radiácie, zvané záblesky gama žiarenia.

Tieto záblesky vznikajú pri silných výbuchoch vo vesmíre, napríklad, keď vybuchne obria hviezda alebo keď sa dve hviezdy zrazia. Môžu trvať zlomok sekundy, alebo niekoľko minút. Dostatočne dlhý záblesk gama žiarenia by teoreticky dokázal zničiť zemskú ozónovú vrstvu, po čom by život na povrchu planéty ostal vystavený smrtiacej ultrafialovej radiácii zo Slnka.

Podľa štúdie, ktorú v r. 2014 publikovali Raul Jimenez zo španielskej University of Barcelona a Tsvi Piran z Hebrew University v izraelskom Jeruzaleme, príliš časté záblesky gama žiarenia zanechali mnohé oblasti vesmíru nehostinné. Naše okolie by však malo byť v poriadku. Záblesky sa dejú častejšie blízko k stredu galaxie a v oblastiach, kde sú hviezdy nahusto „natlačené“, pričom od oboch týchto podmienok má Zem ďaleko.

„Život je možný vďaka tomu, že Zem je relatívne v bezpečí pred skutočne ničivým dlhým zábleskom gama žiarenia, aký by spôsobil úplné vyhynutie,“ vraví Jimenez. „Ak by bola Zem bližšie k stredu galaxie, život by bol preč.“

Záblesk gama žiarenia

Možno aj Zem postretli občasné záblesky gama žiarenia – a našli by sme aj ich stopy vo fosílnych záznamoch. Zhruba pred 440 miliónmi rokov vyhynuli mnohé druhy počas tzv. vymierania ordovik-silúr, ktoré podľa niektorých vedcov spôsobil záblesk gama žiarenia.

No ak je to i pravda, ani zďaleka nevyhubil všetko. Prichádzalo varovanie za varovaním, že jedného dňa by smrtiaci záblesk mohol zničiť život na Zemi, ale je nepravdepodobné, že by ktorýkoľvek z neďalekých zdrojov gama žiarenia bol vierohodnou hrozbou.

Čo je ešte lepšia správa, intenzita, s akou sa záblesky gama žiarenia objavujú, klesá. James Annis z Fermilabu v illinoiskej Batavii predpokladá, že priemerná galaxia zažije päť až päťdesiat zábleskov gama žiarenia každú miliardu rokov. Vzhľadom na to, že Mliečna cesta je veľká, šance, že by sa žiarenie dostalo blízko k Zemi, sú veľmi nízke.

Ak by aj Zem zasiahol túlavý záblesk, Annis tvrdí, že by bolo veľmi nepravdepodobné, aby vyhladil všetok život, pretože morská voda je perfektným štítom proti radiácii. „Iba ťažko by som uveril tomu, že gama žiarenie by dokázalo zabiť morský bióm,“ hovorí. „Vlastne by som veľmi ťažko veril už len tomu, že by záblesky dokázali zabiť väčšinu oceánskych rýb. Skôr si myslím, že by zničili pevninský život a možno väčšinu povrchového morského života, čím by určitým spôsobom zresetovali „hodinky evolúcie“ späť do čias pred kolonizáciou pevniny.“

Samozrejme, ľudia by vyhynuli, ale iné formy života by pokračovali ďalej.

Scholzova hviezda sa priblížila k Slnku

Potulné hviezdy

Časový rámec: pravdepodobne v najbližších milión rokoch

Celé miliardy rokov boli planéty v našej Slnečnej sústave účinkujúcimi v majestátnom tanci okolo Slnka. Dialo by sa to však rovnako, ak by sa tu objavila iná hviezda? Tento nápad možno znie takmer až neprijateľne, ale vo februári 2015 výskumníci pod vedením Erica Mamajeka z newyorskej University of Rochester vyhlásili, že sa to stalo – a až prekvapivo nedávno.

Len pred 70 000 rokmi, zhruba v čase, keď náš druh opustil Afriku, červený trpaslík zvaný Scholzova hviezda prešiel vonkajšími okrajmi Slnečnej sústavy. Prechádzal oblasťou zvanou Oortovo mračno, čo je riedky zhluk malých hrúd ľadu, ktorý leží ďaleko za planétami.

Scholzova hviezda nebola prvou potulnou hviezdou, ktorá prešla Slnečnou sústavou, a nebude ani poslednou. Astronómovia identifikovali ďalšie hviezdy, ktoré o niekoľko miliónov rokov prídu do stretu so Slnečnou sústavou.

Taktiež vo februári 2015 Coryn Bailer-Jones z heidelberského Max Planck Institute for Astronomy v Nemecku zdôraznili dve hviezdy, ktoré by mohli byť problematické. Hip 85605 sa do nášho „susedstva“ dostane zhruba o 240 000 až 470 000 rokov, zatiaľ čo GL 710 „pricestuje“ zhruba o 1,3 milióna rokov. GL 710 je „trošku väčšia ako Scholzova hviezda,“ vraví Mamajek, ale pravdepodobne prejde vo väčšej vzdialenosti. Mohla by však i napriek tomu ona, alebo i Hip 85605, ohroziť život na Zemi?

Oortovo mračno leží ďaleko za planétami

Jedným slovom, nie. „Len preto, že do Oortovho mračna vnikne hviezda, nemusí sa všetok život na Zemi skončiť,“ tvrdí Bailer-Jones.

Obe hviezdy by mohli posunúť iné malé telesá v Oortovom mračne a nasmerovať ich k Zemi. Ale, ako sme už videli, ak by niektoré z nich i zasiahlo našu planétu, pravdepodobne by to nezničilo všetok život.

Teoreticky by to mohlo dopadnúť horšie, keby sa väčšia potulná hviezda počas prechodu Oortovým mračnom stala supernovou, čím by do vnútornej Slnečnej sústavy vyslala gama lúče. „Čím bližšie supernova je, tým silnejšia je ionizujúca radiácia. Desaťkrát bližšie znamená stokrát silnejšie,“ hovorí Bailer-Jones. „Mohlo by to byť dostatočne vážne a spôsobiť skutočné škody.“ No tvrdí aj, že šanca, že by sa prihodila takáto „dokonalá búrka“, sú nepatrné.

Potulná hviezda by mohla byť nebezpečná i v prípade, že by prechádzala vnútornou časťou Slnečnej sústavy, kde sa nachádzajú planéty. Avšak i to je nepravdepodobné. „Žiadna hviezda z tých, o ktorých vieme, nemá viac než extrémne maličkú pravdepodobnosť vstupu do vnútornej Slnečnej sústavy,“ vraví Bailer-Jones. Je to príliš drobný cieľ: vzdialenosť Zeme od Slnka je asi 50 000 ráz menšia než vzdialenosť k okraju Oortovho mračna.

Výskumníci ani nevedia zrátať všetky možné hrozby pre život na Zemi. Február 2015 bol evidentne „apokalyptický mesiac“: ďalšia štúdia naznačila, že by nás mala trápiť ešte aj záhadná „temná hmota“ v našej galaxii. Podľa Mamajeka by sme si ale starosti robiť nemali, vzhľadom na to, ako málo o temnej hmote zatiaľ vieme. „Nevieme, aké sú častice temnej hmoty, ani to, ako a či by sa premenili na iné antičastice a tým vytvorili energiu,“ hovorí.

V podstate sa dá povedať, že z vonkajšej Slnečnej sústavy k nám pravdepodobne nepríde život ohrozujúca katastrofa prinajmenšom niekoľko miliárd rokov. „Takmer určite jestvujú organizmy, ktoré by prežili hocijakú kataklizmu,“ tvrdí Mamajek.

Život na Zemi je možno od základu nestabilný

Niet sa čoho báť – okrem života samotného

Časový rámec: 500 miliónov rokov

Jestvuje jeden „sprostredkovateľ skazy“, ktorý by bol určite dostatočne mocný na to, aby zničil všetky druhy. Najväčšia hrozba pre život prichádza z jeho vlastných radov, aspoň podľa Petera Warda z University of Washington v Seattli.

Nazýva túto myšlienku „hypotéza Medea“. Názov dostala na počesť známej „hypotézy Gaia“, pomenovanej po gréckej bohyni Zeme, ktorá tvrdí, že život pomáha Zemi ostať obývateľnou. Naopak, Medea je grécky mytologický tvor známy zabíjaním svojich vlastných detí. Ward sa nazdáva, že mnoho hromadných vyhynutí na Zemi zapríčinil život sám.

Napríklad, pred asi 2,3 miliardami rokov nové formy fotosyntetického života uvoľnili do atmosféry vysoké množstvo kyslíka. Predtým nejestvoval samostatný kyslík, takže mikróby žijúce na Zemi sa s ním nedokázali vysporiadať, a nasledovalo hromadné vyhynutie.

Potom vznikli prvé pevninské rastliny, zhruba pred 450 miliónmi rokov. Ich korene prelomili solídny základ pôdy a urýchlili chemické reakcie medzi minerálmi a oxidom uhličitým v atmosfére. Oxid uhličitý z atmosféry zmizol  a oslabil sa skleníkový efekt, čo spustilo smrtiacu dobu ľadovú.

Keď sa Slnko príliš zohreje, zemské oceány sa vyparia

Keď sa pozrieme do ďalekej budúcnosti Zeme, podobné udalosti by mohli planétu sterilizovať, vraví Ward. Slnko sa s vyšším vekom väčšmi ohrieva a v dôsledku toho sa otepľuje i Zem. Znamená to, že chemické reakcie medzi horninami a atmosférickým oxidom uhličitým sa urýchlia – a tento proces ešte väčšmi urýchľujú korene rastlín.

Nakoniec by zo vzduchu zmizlo také vysoké množstvo oxidu uhličitého, že rastliny by už nemohli vykonávať fotosyntézu. Všetko rastlinstvo by vyhynulo a živočíchy by ho onedlho nasledovali. Mohlo by sa to podľa Warda prihodiť až prekvapivo skoro, možno už o 500 miliónov rokov.

Prežili by však mikróby, no ostali by zraniteľné. „Keď už zvýši iba pár mikróbov a neveľmi silný systém, vtedy by fyzikálne odchýlky mohli spôsobiť masovú sterilizáciu,“ vraví Ward.

Rovnako ako vo Vražde v Orient Expresse od Agathy Christie – pozor, spoilery k románu vydanému v r. 1934 –, chcelo by to zrejme niekoľko vrahov, ktorí by konali súčasne. „Mohlo by to zahŕňať veľké nárazy, blízke supernovy alebo dokonca zmrznutie jadra. Ani jedna z týchto udalostí by nezvládla zničiť všetok život sama.“ Keby sa však objavil obrovský asteroid alebo záblesk gama žiarenia po tom, čo by bol život na Zemi už narušený, mohla by nasledovať masová sterilizácia.

Mimozemskí súdni lekári možno usúdia, že život na Zemi mal prsty vo vlastnom zániku.

Slnko sa bude zväčšovať a napokon zhltne Zem

Zväčšujúce sa Slnko

Časový rámec: medzi 1 a 7,5 miliardami rokov

Ak nás nedostane nič z predošlého zoznamu, Slnko áno. Naša domáca hviezda nás kúpe v svetle a zabezpečuje energiu takmer pre všetok život na Zemi. Nebude však priateľská navždy.

Ako sme už videli, Slnko sa postupne otepľuje. Nakoniec bude dostatočne horúce, aby sa vyparili všetky zemské oceány, a spôsobí nekontrolovateľný skleníkový efekt, ktorý všetky teploty ešte väčšmi zdvihne. Tento proces sa možno začne o miliardu rokov a zničil by všetky okrem tých najodolnejších mikroorganizmov.

Akonáhle bude Slnko vyzerať takto, bude to pre život znamenať koniec hry

To však nie je všetko. Zhruba o päť miliárd rokov sa Slnko začne zväčšovať a zmení sa na nafúknutú hviezdu zvanú červený obor. O 7,5 miliardy rokov bude jeho povrch ďalej, než je teraz obežná dráha Zeme. Takže zväčšujúce sa Slnko pohltí a tým i zničí Zem.

Vraj by Zem mohla tomuto osudu uniknúť. Slnko počas svojho rastu bude strácať hmotnosť, takže Zem sa od neho vzdiali. Podľa výpočtov z r. 2008 to však nebude stačiť na záchranu planéty.

Ak je to pravda, jedinou nádejou sme my sami. Ak ešte budú v tom čase jestvovať ľudia, možno vynájdu technológiu, ktorá Zem dostane do bezpečia. V opačnom prípade bude život na Zemi trvať ešte nanajvýš 7,5 miliardy rokov.