Wie kann sich die Zusammensetzung der Atmosphäre schnell ändern?
Vor etwa 2,3 Milliarden Jahren veränderte sich die Atmosphäre radikal: Cyanobakterien begannen, Sauerstoff abzupumpen, und die Atmosphäre wurde allmählich sauerstoffreich.
~2,3 Milliarden Jahre sind eine lange Zeit, selbst in einer geologischen Zeitskala möchte ich sehen, dass ein großes De-Oxygenation-Ereignis in einer menschlicheren Zeitskala stattfindet, sagen wir tausend Jahre. Die Veränderung muss nicht dauerhaft sein (obwohl das schön wäre) und sollte auf natürliche Weise erfolgen (z Vulkane). Die Änderung muss nur Sauerstoff reduzieren oder entfernen, andere Gase spielen keine Rolle.
Um es klar zu sagen: Die Veränderung sollte durch etwas in der Biosphäre verursacht werden, was den Menschen einschließt, aber es sollte nicht absichtlich sein. Die neue Atmosphäre sollte über lange Zeiträume nicht atembar oder zumindest schädlich sein.
Je weniger Zeit es dauert, bis die Atmosphäre unatmbar wird, desto besser.
Ihr Zeitplan ist schwer zu erreichen. Wenn die gesamte Photosynthese heute aufhören würde, aber die Atmung normal weitergehen würde, würde es etwa 4.500 Jahre dauern, bis der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre auf nahezu null absinkt – siehe diesen Wikipedia-Artikel über den Sauerstoffkreislauf der Erde. Sie brauchen etwas, das Sauerstoff aktiv aus der Atmosphäre entfernt und nicht nur verhindert, dass er wieder aufgefüllt wird.
Eine Möglichkeit, den Prozess zu beschleunigen, besteht darin, anzunehmen, dass Stufe zwei oder eine gleichwertige Stufe (neues Gas wird vom Ozean absorbiert) längst vorbei ist und Stufe 3 (Gas wird von Landoberflächen absorbiert) gerade ihr Ende erreicht hat. Angenommen, Sie sprechen von einer ähnlichen Situation wie heute, denken Sie daran, dass wir uns mit solchen Dingen erst seit relativ kurzer Zeit beschäftigen. Jede Situation, die in den letzten paar tausend Jahren relativ stabil war, wird im Allgemeinen als inhärent stabil angesehen, auch wenn einige Wissenschaftler das Gegenteil glauben.
Eine weitere gute Möglichkeit, den Prozess schnell zu gestalten, besteht darin, ihn sich selbst ernähren zu lassen. Nur ein spontanes Beispiel: Angenommen, Sie entscheiden sich für Kohlendioxid als Gas Ihrer Wahl. Steigende Kohlendioxidwerte verursachen kurzfristig ein Pflanzenwachstum, das den Sauerstoffgehalt erhöht, was mehr Brände verursacht, die den Kohlendioxidgehalt weiter erhöhen (da Sie mehr als nur den zuletzt absorbierten Kohlenstoff freisetzen). Wenn Sie einen Mechanismus haben, der den Kohlendioxidgehalt ständig erhöht (und ich ignoriere hier größtenteils die globale Erwärmung), werden die O2-Werte zuerst für den Menschen gefährlich (Symptome einer Kohlendioxidvergiftung beim Menschen beginnen bei etwa 2% Kohlendioxid in der Atmosphäre). , IIRC) und beginnen dann, Pflanzen nachteilig zu beeinflussen.
Etwas mehr Kohlendioxid kann das Pflanzenwachstum fördern, aber zu viel kann schädlich sein. Untersuchungen in kontrollierten Umgebungen (Gewächshäusern) scheinen darauf hinzudeuten, dass zu hohe Kohlendioxidkonzentrationen das Pflanzenwachstum hemmen und die Chemie der Pflanzen so verändern, dass sie anfälliger für Insekten zu werden scheinen. Wenn beides zutrifft, werden irgendwann die Pflanzen, auf die sich die Menschen verlassen, um Kohlendioxid zu verbrauchen, weniger effektiv, wodurch sich der Prozess beschleunigt.
Auch dies ist nur ein spontanes Beispiel (unterstützt durch ein paar schnelle Google-Suchen). Die Grundidee jedoch, einen Prozess zu haben, der sich entweder direkt oder indirekt von selbst ernährt, scheint ein guter Weg zu sein, um den Prozess so schnell zu machen, wie Sie suchen.
Da Sie nach einem kurzfristigen Ereignis suchen, benötigen Sie aller Wahrscheinlichkeit nach ein geologisches Ereignis mit einer Art positivem Rückkopplungszyklus.
Das einzige, was mir einfällt, ist, irgendwie eine massive Freisetzung von Methan-Clathrat-Hydraten auszulösen: also Methan, das in Eiskristallen eingeschlossen und unter dem Permafrost und in tiefen Ozeanen in Schwebe gehalten wird.
Es wird vermutet, dass Methan-Clathrat-Hydrat in riesigen Mengen vorhanden ist (Milliarden Kubikfuß Methan, wenn es freigesetzt wird, die Art von Mengen, die es lohnen würden, es für die Energieerzeugung abzubauen oder zu extrahieren), aber Methan ist auch eines der wirklich wirksamen Treibhausgase ( weit überlegen gegenüber CO 2 und nicht allzu weit hinter Wasserdampf, dem Treibhausgas Nummer eins). Da es sich an abgelegenen Stellen befindet und durch Kälte und Druck stabilisiert wird, müssen Sie die Kälte und den Druck irgendwie entfernen, um es gefangen zu halten.
Angesichts der Tatsache, dass ein Großteil davon in den ozeanischen Schichten eingeschlossen ist, könnte ein geologischer Auslöser wie ein Unterwasservulkan oder die Wirkung der Erdplatten, die große Schichten stören, den Prozess auslösen. Ein Asteroid, der die Erde trifft, wird wahrscheinlich in den Ozeanen landen (70 % der Erdoberfläche sind von Ozeanen bedeckt, also stehen die Chancen für einen Ozeaneinschlag gut), und auch das könnte eine massive Freisetzung von Methan in die Atmosphäre auslösen.
Das Methan absorbiert das Sonnenlicht und beginnt die Temperatur zu erhöhen, wodurch Bedingungen geschaffen werden, die dazu führen, dass mehr Methan-Clathrat-Hydrate in flacheren Gewässern schmelzen, mehr Methan in die Atmosphäre pumpen und eine positive Rückkopplungsschleife erzeugen, was schließlich zu einer massiven Methanfreisetzung führt und den Charakter von Methan verändert der Erdatmosphäre. Die riesige Methanmenge in der Atmosphäre wird Verbrennungsvorgänge sicherlich verstärken und die terrestrischen Ökosysteme stark belasten, sowohl durch die Temperaturänderung als auch durch die neue Zusammensetzung atmosphärischer Gase. Bakterien, die auf Methan gedeihen, werden sich schnell in viele ökologische Nischen ausdehnen (denken Sie an die Welt, die von giftigem Teichschlamm überschwemmt wird), und die Ökologie wird sich auf eine Weise verändern, die sich in der neuen Konfiguration tendenziell stabilisiert.3 Photosynthese) und auch ein massives Aussterben im Tierreich wird die Folge sein.
Das nächste Beispiel, das wir haben, ist also das Great Oxygenation Event .
Es ist etwas unplausibel, aber nehmen wir an, dass eine ähnlich dramatische Verschiebung mit einer neuen Form von Bakterien oder vielleicht etwas Interessantem wie der Entwicklung eines Schleimpilzes auftritt . Das Bakterium verbraucht Sauerstoff und Pflanzenleben, verwendet aber einen brandneuen Stoffwechselzyklus, der noch nie zuvor gesehen wurde. Möglicherweise wäre das Ergebnis dieses neuen Stoffwechselzyklus hochgiftig.
Der neue Stoffwechselkreislauf dieses Bakteriums verbraucht große Mengen an Sauerstoff, ist aber ansonsten enorm effizienter als alle bisher bekannten und übertrifft damit alles. Es breitet sich schnell auf der ganzen Welt aus und verbraucht gleichzeitig Pflanzen (reduziert die Sauerstoffproduktion) und Sauerstoff (reduziert direkt die Mengen in der Atmosphäre). Gleichzeitig werden giftige Gase produziert. Schnelle Mutationen bedeuten auch, dass es sich an alles anpasst, was wir versuchen, ihm entgegenzuwerfen, so wie sich Bakterien an Antibiotika anpassen.
Es bildet einen Film über der Wasseroberfläche und verwandelt Pflanzen (und Tiere, obwohl ihre Bewegungsfähigkeit und ihr Immunsystem ihnen einen gewissen Schutz bieten, bis sie zu verhungern beginnen) zu Brei und löst den größten Teil der Welt in eine Pfütze aus Glibber auf.
Dieser kombinierte Effekt bedeutet, dass sich die oberen Meeresschichten und die meisten Landoberflächen in nur wenigen Jahrhunderten in einen klebrigen Schlamm verwandelt haben und der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre stark erschöpft ist.
Viel Schwefeldioxid und Fluorwasserstoff aus einem Ding, das größer ist als ein Supervulkan?
Wir wissen nicht viel über Flutbasaltausbrüche der Art, die die Fallen von Deccan und Siberian geschaffen haben. Bauen sie sich langsam auf oder öffnet sich die Erdkruste in einem massiven Riss über nur ein Jahrzehnt, ein Jahr oder einen Tag? Und ist das, was zu Beginn ausgestoßen wird, ein Puls schädlicher Gase, der noch schlimmer ist als das, was er in den nächsten paar tausend Jahren ausstoßen wird? Und war das Siberian Traps-Ereignis der schlimmste Fall? Dieses Ereignis fand am „großen Sterben“ statt, der Wasserscheide zwischen Perm und Trias, wo etwa 90 % der damals noch existierenden Arten ausstarben.
Denn diese Geschichte beginnt sehr plötzlich, sehr schädlich, und die sibirischen Fallen waren nicht der schlimmste Fall. Das größte Massensterben der Erdgeschichte hat begonnen. Zu dir hinüber.
Vielleicht möchten Sie den Vulkanausbruch in Island im Jahr 1783 recherchieren, der ein Viertel der isländischen Bevölkerung tötete und sauren Regen verursachte, der Blätter von Bäumen in Irland versengte, und einen Ernteausfall in Europa verursachte. Wählen Sie dann weltweit bis elf, ohne Aussicht, dass der Ausbruch irgendwann im nächsten Jahrhundert aufhört.
JDługosz