Sự sống trên trái đất đối mặt nguy cơ sụt giảm oxy nghiêm trọng trong tương lai

Hiện tại, trái đất đang là môi trường lý tưởng cho sự sống phát triển trong điều kiện giàu oxy. Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, tình trạng này sẽ không kéo dài mãi mãi. Khi biến đổi khí quyển diễn ra, quá trình sẽ diễn tiến rất nhanh, đẩy trái đất trở lại trạng thái tương tự trước Sự kiện Oxy hóa Lớn (Great Oxidation Event – GOE) cách đây khoảng 2,4 tỷ năm.

Nhà khoa học môi trường Kazumi Ozaki thuộc Trường Đại học Toho (Nhật Bản) nhận định: "Trong nhiều năm qua, tuổi thọ của sinh quyển trái đất đã được thảo luận dựa trên hiểu biết khoa học về độ sáng ổn định của Mặt Trời và chu trình địa hóa cacbonat-silicat toàn cầu. Một trong những hệ quả không thể tránh khỏi là sự suy giảm liên tục của nồng độ CO₂ trong khí quyển và sự nóng lên toàn cầu theo thang thời gian địa chất."

Ảnh minh họa.

Theo phân tích của các nhà nghiên cứu, về lâu dài, oxy trong khí quyển khó có thể được xem là dấu hiệu bền vững của các hành tinh có sự sống. Điều này đồng nghĩa với việc những hành tinh ngoài trái đất có thể tồn tại sự sống mà không có oxy – một hướng đi mới cho nỗ lực tìm kiếm sự sống ngoài vũ trụ.

Mô hình dự đoán khí hậu cho thấy sự khử oxy sẽ xảy ra trước cả khi điều kiện nhà kính ẩm ướt hình thành trong khí hậu trái đất và trước cả khi lượng nước bề mặt bị mất đi trên quy mô toàn cầu. Thời điểm đó được ước tính sẽ xảy ra trong khoảng một tỷ năm nữa. Khi đó, loài người và hầu hết sinh vật phụ thuộc vào oxy sẽ đứng trước "điểm kết thúc", trừ phi con người kịp tìm ra cách rời khỏi hành tinh.

Để đưa ra kết luận này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng các mô hình mô phỏng chi tiết sinh quyển trái đất, xét đến sự tăng dần độ sáng của Mặt Trời và sự suy giảm hàm lượng carbon dioxide khi khí này bị phân hủy do nhiệt độ cao. Nồng độ CO₂ thấp hơn đồng nghĩa với số lượng sinh vật quang hợp như thực vật cũng giảm, kéo theo sự suy giảm mạnh mẽ của oxy trong khí quyển.

Trước đó, các nhà khoa học từng dự đoán rằng bức xạ Mặt Trời sẽ khiến nước biển bốc hơi khỏi bề mặt trái đất trong khoảng 2 tỷ năm tới. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy sự sụt giảm oxy sẽ là yếu tố giết chết sự sống trước tiên.

Nhà khoa học trái đất Chris Reinhard, công tác tại Viện Công nghệ Georgia (Mỹ), nhấn mạnh: "Mức sụt giảm oxy là cực kỳ nghiêm trọng, chỉ còn ít hơn một triệu lần so với hiện tại."

Trong bối cảnh đó, giới khoa học hiện đang mở rộng phạm vi tìm kiếm dấu hiệu sự sống ngoài hành tinh, hướng đến các dấu hiệu sinh học khác ngoài oxy nhưng vẫn có khả năng hỗ trợ sự sống phát triển.

Nghiên cứu nói trên cũng thuộc khuôn khổ dự án do NASA chủ trì, nhằm khám phá mối liên hệ giữa các hệ sinh thái trên các hành tinh ngoài trái đất và khả năng tồn tại sự sống. Dựa trên các tính toán, nhóm nghiên cứu kết luận rằng giai đoạn tồn tại sự sống giàu oxy trên trái đất chỉ chiếm khoảng 20 đến 30% tổng tuổi thọ hành tinh, trong khi sự sống ở dạng vi sinh vật có thể kéo dài lâu hơn rất nhiều sau khi con người biến mất.

Nhà nghiên cứu Ozaki cho biết: "Sau quá trình khử oxy, bầu khí quyển sẽ chứa chủ yếu là methane ở nồng độ cao, rất ít carbon dioxide và tầng ozone sẽ không còn tồn tại. Hệ sinh thái trái đất khi đó có thể sẽ chỉ là một thế giới của các sinh vật kỵ khí."