Świat bez tlenu

Setki milionów ludzi z oparzeniami

Nie ma ucieczki. Jeszcze przed chwilą wszystko było tak jak zwykle: ludzie siedzieli przy kawiarnianych stolikach, odbierali dzieci ze szkoły, robili zakupy, przechadzali się po ulicach. Nagle skóra - największy narząd organizmu człowieka - odmawia posłuszeństwa. Pojawiają się na niej zaczerwienienia, tworzą się bolesne pęcherze oparzeniowe. Wielu pewnie nawet nie zdążyło tego zauważyć, ponieważ... chwilę wcześniej wyzionęło ducha wskutek udaru cieplnego. Co się stało? Z atmosfery naszej planety zniknęły cząsteczki ozonu, składające się z trzech atomów tlenu. Ozon powstał od 750 do 400 milionów lat temu i stanowi osłonę Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Dzisiaj, tak samo jak dawniej, odgrywa decydującą rolę w procesie rozwoju życia na Błękitnej Planecie. W konsekwencji zniknięcia ozonu promienie słoneczne docierałyby do nas nieprzefiltrowane. - Przez silne promieniowanie UV temperatura na Ziemi znacznie by wzrosła - wyjaśnia amerykański naukowiec Jeffrey Kargel. 

Znikają zasoby wodne

W każdym momencie dziesiątki tysięcy statków przemierzają morza oraz oceany. Niektóre z nich przepływają właśnie przez rejon Pacyfiku, w którym znajduje się Rów Mariański. Niespodziewanie masy wody, dzięki którym flota jeszcze przed chwilą płynęła, zamieniają się w strzelające do góry strumienie gazu, a olbrzymie kontenerowce spadają 11 kilometrów w dół, do najgłębszego miejsca na świecie. Zwierzęta morskie dogorywają na suchym dnie. Niezliczona ilość rzek to teraz tylko puste koryta. Mówiąc krótko: 71% powierzchni Ziemi, które wcześniej zakrywała woda, jest odsłoniętych. Dlaczego? Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Gdyby zabrakło tlenu, wszystkie zasoby wodne zamieniłyby się w wodór - a mówimy tutaj o niewyobrażalnych 1386 miliardach km3 H2O. Wodór w postaci gazowej wzniósłby się aż do górnej części troposfery. Ziemia byłaby w 100% (a nie w 29%) lądem.

Genom ludzki się rozsypuje

W ciele człowieka zaczyna panować chaos. Choć jeszcze przed chwilą sprawnie przebiegały tu istotne dla organizmu procesy oraz odbywała się przemiana materii, teraz biologiczna katastrofa dosięga nawet podstawowego budulca życia. Nici DNA rozpadają się niczym domki z kart. W strukturze podwójnej helisy ten pierwiastek bierze udział w tworzeniu wiązań łączących poszczególne nukleotydy w nić DNA. Jeśli tlen zniknie, nici rozpadną się, a szkód nie będzie można naprawić - to początek reakcji łańcuchowej, której nie sposób zatrzymać. DNA steruje m.in. produkcją określonych białek i wielu innych cząsteczek, które odpowiadają za złożone procesy przemiany materii. Bez tlenu nie będą one już zachodzić. Ale to jeszcze nie wszystko. Po chwili rozpadają się cząsteczki wody w ciele. A jesteśmy z nich zbudowani w ponad 60%...

Firmament ciemnieje

Błękitne niebo w piękny, pogodny dzień. Z punktu widzenia fizyki oznacza to tyle, że promienie słoneczne przenikają przez gazową otoczkę naszej planety, która rozciąga się na wysokość około 10 tysięcy kilometrów. Światło białe, złożone z różnych długości fal o rozmaitych barwach, przechodząc przez atmosferę, trafia na cząsteczki powietrza i rozchodzi się we wszystkich kierunkach, czyli ulega rozproszeniu. Najmocniej dotyczy to składowych światła o krótszych długościach fali, czyli niebieskich. Są one rozpraszane przez wszystkie cząstki atmosfery, nawet te najdrobniejsze. To dlatego niebo ma błękitną barwę. Jednak wraz ze zniknięciem tlenu liczba rozpraszających światło cząsteczek w najniższej warstwie atmosfery nagle by się zmniejszyła. Ziemia kiedyś miała już atmosferę, w której nie było tlenu: cztery miliardy lat temu praatmosfera składała się z wodoru, helu oraz niewielkiej ilości metanu. Później, za sprawą gazów wulkanicznych, atmosfera zawierała głównie parę wodną oraz dwutlenek węgla. Cząsteczki te są większe niż molekuły azotu oraz tlenu, dlatego bardziej rozpraszają one długie fale świetlne, które odbieramy jako czerwone. Co więc stanie się, jeśli z atmosfery zniknie tlen? Najprawdopodobniej firmament utraci swój błękit i w efekcie będzie ciemniejszy - podobnie jak na Marsie, który ma rzadką atmosferą i prawie czarne niebo.

Katastrofy nuklearne na całym świecie

Awaria elektrowni atomowej w Fukushimie po tsunami w marcu 2011 roku - tylko że razy sto. Tak należy sobie wyobrazić skutki zniknięcia tlenu w przypadku reaktorów jądrowych. W Fukushimie awarii uległy jedynie cztery z nich - podczas gdy na całym świecie aktywnych jest 437. W wyniku zniknięcia z elektrowni atomowych całej wody chłodzącej w krótkim czasie wzrasta temperatura prętów paliwowych. Brak chłodzenia sprawia, że dochodzi do stopienia się rdzeni i nie można już sterować pracą elektrowni. Reaktor wymyka się spod kontroli. Skażenie promieniowaniem radioaktywnym spowodowałoby, że na wiele pokoleń ogromne obszary Ziemi stałyby się niezdatne do zamieszkania.

Zginą wszystkie organizmy żywe? Niezupełnie!

Niebo bez ptaków. Wymarła roślinność. Ciała ludzi na ulicach. Ziemia zasłana zwłokami. Niemal wszystkie formy życia potrzebują tlenu, aby przeżyć. Jest jednak kilka stworzeń, które nie przestaną istnieć, nawet jeśli inne zginą. Nie, nie chodzi o karaluchy, o których mówi się, że bez szwanku przetrwają każdą katastrofę. Im również niezbędny jest tlen. Udałoby się to gatunkom bakterii, które mogą funkcjonować w środowisku niezawierającym życiodajnego dla nas pierwiastka. To one jako jedne z pierwszych znalazły się na Ziemi - i jako ostatnie z niej odejdą. Życie narodziło się trzy do czterech miliardów lat temu z tzw. "zupy pierwotnej": mieszaniny wielu substancji chemicznych, w niczym nieprzypominającej dzisiejszych oceanów. Zielono-niebieskie sinice nauczyły się w niej, jak z pomocą światła słonecznego i przy udziale dwutlenku węgla oraz wody wytwarzać bogaty w energię cukier. Jako produkt uboczny tego procesu powstawał tlen, który w stanie gazowym wchodzi w skład powietrza. Odmieniło to na zawsze oblicze naszej planety. Od tego momentu kolejne kroki ewolucyjne były związane z cząsteczką O2, która stała się jednym z fundamentów życia.

Nawet beton nie jest wieczny

Z nieba spadają małe kamyczki. Potem słychać trzask. Brzęk. Szyby okienne rozpryskują się na tysiące drobnych kawałków, które niczym strzały przecinają powietrze. Walą się dachy. Upadają stalowe dźwigary wieżowców. Ciężkie, szare tumany kurzu jak tsunami przetaczają się nad powierzchnią ziemi i pochłaniają wszystko, co stanie na ich drodze. W świecie bez tlenu drapacze chmur, osiedla z wielkiej płyty czy domki jednorodzinne w ciągu pięciu sekund za jednym podmuchem wiatru złożyłyby się niczym domki z kart. Mało kto bowiem wie, że tlen jest istotnym składnikiem wiążącym beton. Gdyby go zabrakło, przestałyby istnieć także inne związki, jak choćby wykorzystywany w budownictwie węglan wapnia (CaC03), którego cząsteczki zawierają trzy atomy tlenu. W konsekwencji budynki nagle rozpadłyby się w pył. W miejscach, gdzie niegdyś stały osiedla domów, pozostałyby ogromne doły i usypiska.

Pęka skorupa ziemska

Gęste, szare kłęby dymu wydobywają się z wnętrza Ziemi. Planetą targają wstrząsy, z przerażającym trzaskiem powstają w niej szerokie rozpadliny. Budynki, samochody oraz lasy - wszystko znika w otwierających się ogromnych kraterach. Dlaczego? Skorupa ziemska, której średnia grubość wynosi 40 kilometrów, w około 47% składa się z tlenu. Jej pozostałą część stanowią pierwiastki, takie jak krzem, żelazo oraz aluminium. Bez tlenu powierzchnia naszej planety dosłownie rozsypałaby się, ponieważ w skałach występuje on w niezliczonych połączeniach z innymi pierwiastkami. Na szczęście przez pęknięcia w skorupie ziemskiej nie wypłynęłaby magma - ponieważ i ona w dużej mierze zbudowana jest z tlenu. Pozytywne jest również to, że nie doszłoby do pożarów, bo także one potrzebują tego pierwiastka...

Meteoryty bombardują Ziemię

Gwieździsta noc, której romantycznego uroku dodają spadające gwiazdy. W filmach w takich momentach rozlega się wzruszająca muzyka, zakochani biorą się za ręce i patrzą sobie głęboko w oczy, ale tym razem... znajdują się pod ostrzałem pocisków, które lecą w ich stronę z prędkością od 10 do 70 kilometrów na sekundę. To także następstwa zniknięcia tlenu. Kosmiczni "goście", którzy zwykle ulegają spaleniu w górnych obszarach atmosfery, nie mają już na swojej drodze przeszkody w postaci cząsteczek tlenu. A mówiąc o "gościach", mamy na myśli ponad milion meteorytów długości co najmniej centymetra, które każdego dnia pędzą w kierunku powierzchni Ziemi. W ciągu kilku sekund na naszą planetę spadłyby też większe obiekty, niszcząc miasta z mocą bomb. Szkody spowodowane przez asteroidę lub kometę, która 65 milionów lat temu prawdopodobnie doprowadziła do zagłady dinozaurów, to drobiazg w porównaniu ze zniszczeniami, do których doszłoby praktycznie w mgnieniu oka.