¿Cómo puede la atmósfera cambiar rápidamente de composición?
Hace alrededor de ~2.300 millones de años, la atmósfera cambió radicalmente: las cianobacterias comenzaron a bombear oxígeno y la atmósfera gradualmente se volvió rica en oxígeno.
~ 2.3 mil millones de años es mucho tiempo, incluso en una escala de tiempo geológica, quiero ver un gran evento de desoxigenación en una escala de tiempo más humana, digamos mil años. El cambio no tiene que ser permanente (aunque eso sería bueno) y debería ocurrir de forma natural (por ejemplo, cianobacterias inversas, todas las plantas productoras de oxígeno mueren debido a un virus de especies cruzadas, etc.) pero puede no ser geológico (así que no volcanes). El cambio solo tiene que reducir o eliminar Oxígeno, otros gases no importan.
Para ser claros: el cambio debe ser causado por algo en la biosfera, que incluye a los humanos, pero no debe ser deliberado. La nueva atmósfera debe ser irrespirable, o al menos dañina durante largos períodos.
Cuanto menos tiempo tarde la atmósfera en volverse irrespirable, mejor.
Su escala de tiempo es difícil de lograr. Si toda la fotosíntesis se detuviera hoy pero la respiración continuara con normalidad, el contenido de oxígeno de la atmósfera tardaría unos 4.500 años en caer casi a cero; consulte este artículo de Wikipedia sobre el ciclo del oxígeno de la Tierra. Necesita algo que elimine activamente el oxígeno de la atmósfera, no solo que impida que se reponga.
Una forma de acelerar el proceso es asumir que la etapa dos o equivalente (gas nuevo absorbido por el océano) ha pasado hace mucho tiempo y la etapa 3 (gas absorbido por la superficie terrestre) acaba de llegar a su fin. Suponiendo que está hablando de una situación similar a la actual, tenga en cuenta que solo hemos estado estudiando este tipo de cosas durante un tiempo relativamente corto; cualquier situación que haya sido relativamente estable durante los últimos miles de años generalmente se asumirá como inherentemente estable, incluso si algunos científicos creen lo contrario.
Otra buena manera de acelerar el proceso es hacer que se alimente de sí mismo. Solo un ejemplo de mi cabeza: supongamos que decide que el dióxido de carbono será su gas de elección. El aumento de los niveles de dióxido de carbono, a corto plazo, provoca el crecimiento de las plantas, lo que eleva los niveles de oxígeno, lo que provoca más incendios, lo que eleva más los niveles de dióxido de carbono (ya que se libera más que el carbono absorbido más reciente). Si tiene un mecanismo que aumenta constantemente los niveles de dióxido de carbono (y estoy ignorando principalmente el calentamiento global aquí), los niveles de O2 primero se volverán peligrosos para los humanos (los síntomas del envenenamiento por dióxido de carbono en los humanos comienzan en aproximadamente un 2% de dióxido de carbono en la atmósfera , IIRC), y luego comienzan a afectar negativamente a las plantas.
Un poco más de dióxido de carbono puede impulsar el crecimiento de las plantas, pero demasiado puede ser dañino. La investigación en ambientes controlados (invernaderos) parece indicar que los niveles de dióxido de carbono que son demasiado altos pueden impedir el crecimiento de las plantas y cambiar la química de las plantas de una manera que parece hacerlas más vulnerables a los insectos. Si ambos son ciertos, en algún momento las plantas de las que dependen los humanos para consumir dióxido de carbono se volverán menos efectivas, lo que hará que el proceso se acelere.
Nuevamente, este es solo un ejemplo fuera de lo común (con la ayuda de un par de búsquedas rápidas en Google). Sin embargo, la idea básica de tener un proceso que se alimenta de sí mismo, ya sea directa o indirectamente, parece ser una buena manera de hacer que el proceso sea tan rápido como está buscando.
Dado que está buscando un evento a corto plazo, con toda probabilidad necesitará un evento geológico con algún tipo de ciclo de retroalimentación positiva.
El único que me viene a la mente es desencadenar de alguna manera una liberación masiva de hidratos de clatrato de metano: es decir, metano que queda atrapado en cristales de hielo y se mantiene en suspensión debajo del permafrost y en los océanos profundos.
Se sospecha que el hidrato de clatrato de metano existe en grandes cantidades (si se liberan miles de millones de pies cúbicos de metano, el tipo de cantidades que harían que valiera la pena extraer o extraer para la producción de energía), pero el metano también es uno de los gases de efecto invernadero verdaderamente efectivos ( muy superior al CO 2 y no muy por detrás del vapor de agua, el gas de efecto invernadero número uno). Dado que está en lugares apartados y estabilizado por el frío y la presión, de alguna manera deberá eliminar el frío y la presión para mantenerlo atrapado.
Dado que gran parte está atrapada en los lechos oceánicos, un desencadenante geológico, como un volcán submarino o la acción de las placas de la Tierra que perturban grandes lechos, podría iniciar el proceso. Es probable que un asteroide que golpee la Tierra aterrice en los océanos (el 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos, por lo que las probabilidades están a favor de un impacto en el océano), y eso también podría desencadenar una liberación masiva de metano a la atmósfera.
El metano absorberá la luz del sol y comenzará a elevar la temperatura, creando condiciones que provocarán que más hidratos de clatrato de metano se derritan en aguas menos profundas, bombeando más metano a la atmósfera y creando un ciclo de retroalimentación positiva, eventualmente creando una liberación masiva de metano y cambiando el carácter de la atmósfera de la Tierra. La gran cantidad de metano en la atmósfera sin duda amplificará los eventos de combustión y causará una gran tensión en los ecosistemas terrestres, tanto por el cambio de temperatura como por la nueva composición de los gases atmosféricos. Las bacterias que prosperan con el metano se expandirán rápidamente a muchos nichos ecológicos (piense en el mundo invadido por la escoria tóxica de los estanques), y la ecología cambiará de manera que tenderá a estabilizarse en la nueva configuración.3 fotosíntesis), y también se producirá una extinción masiva en el reino animal.
Así que el ejemplo más cercano que tenemos es el Gran Evento de Oxigenación .
Es un poco inverosímil, pero digamos que ocurre un cambio dramático similar con alguna nueva forma de bacteria o tal vez algo interesante como la evolución de un moho mucilaginoso . La bacteria consume oxígeno y vida vegetal, pero utiliza un nuevo ciclo metabólico nunca antes visto. Es muy posible que el resultado de ese nuevo ciclo metabólico sea altamente tóxico.
El nuevo ciclo metabólico de esta bacteria consume grandes cantidades de oxígeno pero, por lo demás, es mucho más eficiente que cualquiera de los conocidos anteriormente y, como resultado, supera a todo. Se propaga rápidamente por todo el mundo consumiendo simultáneamente plantas (reduciendo la producción de oxígeno) y oxígeno (reduciendo directamente las cantidades en la atmósfera). al mismo tiempo se están produciendo gases tóxicos. Las mutaciones rápidas también significan que se adapta a cualquier cosa que intentemos arrojarle de la misma manera que las bacterias se adaptan a los antibióticos.
Forma una película sobre la superficie del agua y convierte las plantas (y los animales, aunque su capacidad de movimiento y sus sistemas inmunológicos les brindan cierta defensa hasta que comienzan a morir de hambre) en papilla, disolviendo la mayor parte del mundo en un charco de baba.
Este efecto combinado significa que en tan solo unos pocos siglos los niveles superiores del océano y la superficie de la mayor parte de la tierra se han convertido en un lodo pegajoso y los niveles de oxígeno en la atmósfera están severamente reducidos.
¿Un montón de dióxido de azufre y fluoruro de hidrógeno saliendo de algo más grande que un supervolcán?
No sabemos mucho acerca de las erupciones de inundación de basalto del tipo que crearon las trampas de Deccan y Siberia. ¿Se acumulan lentamente o la corteza terrestre se abre en una fisura masiva en una mera década, año o día? ¿Y lo que se emite al principio es un pulso de gases nocivos aún más desagradable que lo que se emitirá en los próximos miles de años? ¿Y fue el caso de las trampas siberianas el peor de los casos? Ese evento fue en la "gran muerte", la división Pérmico-Triásico, donde se extinguió algo así como el 90% de las especies existentes en ese momento.
Para esta historia el inicio es muy repentino, muy nocivo, y las trampas siberianas no fueron el peor de los casos. Ha comenzado la extinción masiva más grande de la historia geológica. A ti.
Es posible que desee investigar la erupción volcánica en Islandia en 1783 que mató a una cuarta parte de la población de Islandia e infligió lluvia ácida que quemó las hojas de los árboles en Irlanda y una mala cosecha en Europa. Luego marque eso hasta once a nivel mundial sin perspectivas de que la erupción se detenga en cualquier momento en el próximo siglo.
JDługosz