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Dans un milliard d’années, l’atmosphère terrestre contiendra très peu d’oxygène, ce qui la rendra inhabitable pour la vie aérobie complexe. Aujourd’hui, l’oxygène représente environ 21 % de l’atmosphère terrestre.

Le taux d’oxygène diminuera

Sa nature riche en oxygène est idéale pour les organismes complexes et de grande taille, comme les 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 dans un avenir lointain.
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. 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 le Grand événement d’oxydation d’il y a environ 2,4 milliards d’années.
« Nous constatons que l’atmosphère oxygénée de la Terre ne sera pas une caractéristique permanente », déclare Ozaki. L’une des raisons principales de ce changement est que, à mesure que notre Soleil vieillit, il va se réchauffer et libérer plus d’énergie. Les chercheurs calculent que cela entraînera une diminution de la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, car le CO2 absorbe la chaleur et se décompose ensuite.
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.

Cette diminution sera extrême

« La baisse de l’oxygène est 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.
Une fois que ces changements dans l’atmosphère terrestre commenceront à se produire, ils progresseront rapidement : les calculs de l’équipe suggèrent que l’atmosphère pourrait perdre son oxygène sur une période d’environ 10 000 ans. « La biosphère ne peut pas s’adapter à un changement aussi radical de l’environnement », déclare Ozaki.
Par la suite, la vie sur Terre sera exclusivement microbienne, dit Reinhard. « 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 lumière ultraviolette et à la chaleur du Soleil brûlant.

Une recherche pour la NASA sur l’habitabilité 

Ces recherches ont été menées dans le cadre d’un projet de la NASA sur l’habitabilité des planètes, et ces 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.
« 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 cette 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 planètes autour d’autres étoiles très similaires à la Terre, ayant 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 à l’université de Porto Rico. Le fait de ne pas détecter d’oxygène autour des planètes ne signifie pas qu’elles sont inhabitables, dit-il.

Une autre signature

Ozaki et Reinhard suggèrent que d’autres biosignatures pourraient être utilisées pour rechercher la 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 de la vie extraterrestre.
Cette recherche a été publiée dans Nature Geoscience.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay