عمر زندگی روی کره زمین چقدر است؟

همه موجودات زنده از سلول های زنده ساخته شده اند. تعیین زمان دقیق پیدایش اولین سلول های زنده دشوار است، اما بهترین تخمین های زمین شناسان این زمان را 3.8 میلیارد سال پیش نشان می دهد. اما سوال اینجاست که چقدر از پیدایش اولین سلول روی سیاره و آغاز حیات می گذرد و چقدر زندگی روی زمین وجود خواهد داشت؟

به گزارش خبرآنلاین، در مطالعه جدیدی که در مجله Current Biology منتشر شده به این موضوع پرداخته شده است.

کربن روی زمین

سالانه حدود 200 میلیارد تن کربن از طریق آنچه به عنوان تولید اولیه شناخته می شود، جذب می شود. در طول تولید اولیه، کربن آلی مانند دی اکسید کربن در جو و بی کربنات در اقیانوس ها برای انرژی و ساخت مولکول های آلی مورد نیاز برای زندگی استفاده می شود.

امروزه مهمترین عامل در این تلاش، فتوسنتز اکسیژنی است که مواد اصلی آن نور خورشید و آب است. با این حال، رمزگشایی میزان گذشته تولید اولیه این ماده یک کار چالش برانگیز بوده است. به جای ماشین زمان، دانشمندان برای بازسازی محیط های گذشته بر سرنخ های باقی مانده در سنگ های رسوبی باستانی تکیه می کنند.

در مورد تولید اولیه، ترکیب ایزوتوپی اکسیژن به شکل سولفات در رسوبات نمک باستانی امکان چنین ارزیابی هایی را فراهم می کند.

در این مطالعه، محققان تخمین های قبلی از تولید اولیه باستانی به دست آمده از روش فوق و همچنین تخمین های دیگر را جمع آوری کردند و نتیجه این بررسی بهره وری این بود که آنها توانستند به آمار جالبی دست یابند: تولید اولیه 100 کوینتیلیون ( یا 100 میلیارد میلیارد) تن کربن از آغاز حیات در قالب تولید اولیه.

چنین اعدادی خیره کننده هستند: 100 کوئینتیلیون تن کربن تقریباً 100 برابر کربن روی زمین است که یک شاهکار شگفت انگیز برای تولید اولیه است.

محصول اولیه

امروزه تولید اولیه کربن بیشتر توسط گیاهان روی کره زمین و همچنین میکروارگانیسم های دریایی مانند جلبک ها و سیانوباکتری ها انجام می شود. اما در گذشته نسبت شرکت کنندگان در این تولید بسیار متفاوت بود. با بررسی تاریخ اولیه زمین، متوجه می‌شویم که بیشتر تولیدات اولیه توسط گروهی کاملاً متفاوت از ارگانیسم‌ها انجام شده است که برای بقا به فتوسنتز اکسیژنی متکی نبوده‌اند.

ترکیبی از تکنیک های مختلف این تصور را ایجاد کرد که تولیدکنندگان اولیه کربن در گذشته زمین بیشترین فعالیت را داشتند. نمونه هایی از این تکنیک ها شامل شناسایی قدیمی ترین جنگل ها یا استفاده از فسیل های مولکولی به نام نشانگرهای زیستی است.

در این مطالعه، محققان از این اطلاعات برای کشف اینکه کدام موجودات بیشترین سهم را در تولید اولیه تاریخی سیاره داشتند، استفاده کردند. آنها دریافتند که گیاهان زمینی بیشترین نقش را در این زمینه ایفا می کنند. با این حال، هنوز هم می توان گفت که سیانوباکتری ها بیشترین سهم را داشته اند.

کل زندگی

دانشمندان با تعیین میزان تولید اولیه تاکنون و با شناسایی ارگانیسم‌هایی که در آن دخیل بوده‌اند، می‌توانند پیش‌بینی کنند که زندگی روی زمین چقدر طول می‌کشد.

امروزه می توان تعداد افراد روی کره زمین را بر اساس میزان غذای مصرفی پیش بینی کرد. در عین حال، اندازه گیری نسبت تولید اولیه به سلول ها در محیط مدرن امکان پذیر است.

با وجود تنوع زیاد در تعداد سلول های موجود در هر موجود و اندازه سلول های مختلف، چنین عوارضی در رتبه دوم قرار می گیرند. زیرا میکروب های تک سلولی بر جمعیت سلولی جهانی تسلط دارند. در نهایت، محققان توانستند تخمین بزنند که امروزه حدود 10 به توان سی (ده غیرنیلیون) سلول و بین 10 به توان 39 تا 10 به توان 40 سلول تا به امروز روی زمین وجود دارد.

تا کی زندگی روی زمین وجود خواهد داشت؟

جدای از توانایی حرکت زمین به مدار یک ستاره جوانتر، طول عمر زمین محدود است. این واقعیت نتیجه چرخه زندگی ستارگان ماست. خورشید از زمان تولدش در چهار و نیم میلیارد سال گذشته به تدریج درخشان‌تر شده است. زیرا هیدروژن در هسته خورشید به هلیوم تبدیل می شود.

در آینده ای بسیار دور، حدود 2 میلیارد سال دیگر، تمام ذخایر بیوژئوشیمیایی که زمین را قابل سکونت نگه داشته اند از حد خود فراتر خواهند رفت. در ابتدا گیاهان زمینی از بین می روند و در نهایت آب اقیانوس ها تبخیر می شود و زمین به سیاره ای سنگی و بی جان تبدیل می شود. همانطور که در ابتدا بود.

اما تا آن زمان، زمین تا چه زمانی حیات خواهد داشت و قابل سکونت خواهد بود؟ با پیش بینی شرایط فعلی و سطوح فعلی بهره وری اولیه، به نظر می رسد که سلول 10 تا 40 زمین را اشغال خواهد کرد.