اگر اکسیژن زمین برای چند ثانیه ناپدید شود چه می‌شود؟
وجود اکسیژن در هوای کره زمین آن‌قدر عادی و همیشگی است که کمتر به نبودنش فکر می‌کنیم؛ اما اگر همین گاز حیاتی ناگهان برای چند ثانیه از جو زمین حذف شود، چه اتفاقی برای انسان، آتش، هواپیماها و حتی محیط اطراف ما خواهد افتاد؟ آیا همه موجودات فوراً می‌میرند یا زمین چند ثانیه بدون اکسیژن را تحمل می‌کند؟
به گزارش سیناپرس، تصور اینکه زمین بدون داشتن اکسیژن به حیات خود ادامه دهد بسیار دشوار است و در این صورت قطعا انسان و بیشتر موجودات زنده به سرعت نابود خواهند شد اما اگر این اتفاق فقط برای چند ثانیه رخ دهد، شرایط چگونه خواهد شد؟ در این گزارش قصد داریم به بررسی دقیق این موضوع بپردازیم. در گام نخست باید توجه داشت هوایی که هر لحظه تنفس می‌کنیم، ترکیبی از چندین گاز است که حدود ۷۸ درصد آن را نیتروژن و حدود ۲۱ درصد آن را اکسیژن تشکیل می‌دهد. اکسیژن مولکولی یا O₂ برای تنفس سلولی انسان ضروری است و سلول‌ها از آن برای تولید انرژی استفاده می‌کنند. بنابراین حذف ناگهانی اکسیژن، حتی اگر کوتاه باشد، از نظر فیزیولوژیک اتفاقی بسیار غیرعادی خواهد بود.
اما در این رابطه یک نکته مهم وجود دارد: برای سناریوی دقیق ناپدیدشدن کامل اکسیژن جو برای چند ثانیه، آزمایش مستقیمی روی انسان وجود ندارد. بنابراین نمی‌توان با قطعیت گفت که مثلاً در ثانیه سوم چه اتفاقی برای تمام انسان‌های روی زمین رخ خواهد داد. دانشمندان برای پاسخ به این پرسش باید از اطلاعات مربوط به «هیپوکسی» یا کمبود اکسیژن، فیزیولوژی انسان و ویژگی‌های فیزیکی جو استفاده کنند.
نخستین تصور اشتباه این است که اگر اکسیژن حذف شود، همه انسان‌ها بلافاصله بیهوش خواهند شد. چنین اتفاقی لزوماً در همان لحظه رخ نمی‌دهد. خون و بافت‌های بدن مقداری اکسیژن در اختیار دارند و این ذخیره فوراً تمام نمی‌شود. در یک مطالعه انسانی توسط پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، سان‌فرانسیسکو و دانشگاه دوک در سال ۲۰۱۷، ۱۱ فرد سالم در معرض هیپوکسی شدید کوتاه‌مدت قرار گرفتند. در این پژوهش، اشباع اکسیژن خون به حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد کاهش یافت و این وضعیت برای حدود ۱۰ دقیقه ادامه داشت. افراد افزایش تهویه و برون‌ده قلبی و کاهش موقتی عملکرد شناختی نشان دادند، اما در شرایط مطالعه، شواهدی از آسیب پایدار مشاهده نشد.
این نتیجه به معنای بی‌خطر بودن حذف کامل اکسیژن نیست؛ اتفاقاً تفاوت این مطالعه با سناریوی فرضی ما بسیار مهم است. در آزمایش، هنوز اکسیژن وجود داشت و بدن می‌توانست از مقدار باقی‌مانده استفاده کند. در سناریوی فرضی، اکسیژن محیط تقریباً به صفر می‌رسد و فشار جزئی اکسیژن نیز عملاً از بین می‌رود.
مغز احتمالاً یکی از نخستین اندام‌هایی است که واکنش نشان می‌دهد. سلول‌های عصبی برای ادامه فعالیت خود به تولید مداوم انرژی نیاز دارند و کاهش اکسیژن می‌تواند عملکردهایی مانند توجه، حافظه و پردازش اطلاعات را مختل کند. نتایج یک مرور نظام‌مند منتشرشده در سال ۲۰۲۳ که توسط پژوهشگران دانشگاه ویکتوریا در استرالیا و مراکز همکار انجام شد، ۳۰ مطالعه درباره روند بهبود پس از هیپوکسی حاد را بررسی کرد. این مرور نشان داد برخی شاخص‌های فیزیولوژیک معمولاً طی چند ثانیه تا چند دقیقه به حالت عادی برمی‌گردند، اما برخی شاخص‌های شناختی و عصبی ممکن است برای مدت بیشتری تحت تأثیر باقی بمانند.
بنابراین اگر اکسیژن فقط برای دو یا سه ثانیه ناپدید شود، نمی‌توان انتظار داشت همه انسان‌ها فوراً بیهوش شوند. اما هرچه مدت این وضعیت بیشتر شود، خطر اختلال عملکرد مغز و سایر اندام‌ها افزایش می‌یابد.
موضوع جالب بعدی، آتش است. برای ادامه بسیاری از فرایندهای احتراق، اکسیژن ضروری است. بنابراین اگر اکسیژن موجود در جو واقعاً برای چند ثانیه حذف شود، شعله‌های باز نمی‌توانند به شکل معمول ادامه پیدا کنند. شمع، اجاق گاز و آتش‌های سطحی در چنین شرایطی خاموش خواهند شد یا دست‌کم احتراق آنها متوقف می‌شود. البته اگر اکسیژن پس از چند ثانیه دوباره بازگردد، شرایط احتراق نیز می‌تواند دوباره برقرار شود.
اما آیا با حذف اکسیژن، فشار هوا هم از بین می‌رود؟ خیر. این یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های سناریوی علمی با برخی روایت‌های اغراق‌آمیز اینترنتی است. اکسیژن فقط یکی از گازهای تشکیل‌دهنده جو است. اگر فرض کنیم فقط مولکول‌های O₂ حذف شوند و نیتروژن و سایر گازها باقی بمانند، بخش بزرگی از جو همچنان وجود خواهد داشت. بر اساس داده‌های ناسا، فشار استاندارد سطح دریا حدود ۱۰۱ کیلوپاسکال است و فشار جزئی اکسیژن حدود ۲۱ کیلوپاسکال است؛ بنابراین حذف اکسیژن به معنای تبدیل ناگهانی زمین به خلأ نیست.
در نتیجه، انسان‌ها منفجر نمی‌شوند، اقیانوس‌ها ناگهان به جوش نمی‌آیند و ساختمان‌ها نیز صرفاً به دلیل نبود چندثانیه‌ای اکسیژن فرو نمی‌ریزند. بسیاری از این ادعاها ناشی از اشتباه گرفتن حذف اکسیژن با حذف کل جو است.
البته این رویداد برای هواپیماها، خودروها و تجهیزات وابسته به احتراق نیز مهم خواهد بود. موتورهای احتراق داخلی برای سوزاندن سوخت به اکسیژن نیاز دارند؛ بنابراین در صورت حذف کامل اکسیژن، فرایند احتراق در موتورهای معمولی متوقف می‌شود. پس از بازگشت اکسیژن، بسته به وضعیت موتور و شرایط آن، عملکرد می‌تواند دوباره برقرار شود.
گیاهان نیز در چند ثانیه نابود نمی‌شوند. گیاه برای فتوسنتز از دی‌اکسیدکربن استفاده می‌کند، اما سلول‌های گیاهی نیز برای تنفس و تولید انرژی به اکسیژن نیاز دارند. با این حال، چند ثانیه کمبود اکسیژن با محرومیت طولانی‌مدت کاملاً متفاوت است و نمی‌توان آثار طولانی‌مدت کمبود اکسیژن را به یک وقفه چندثانیه‌ای تعمیم داد.
نکته مهم دیگر این است که مدت زمان دقیق، اهمیت بسیار زیادی دارد. پژوهش‌های انسانی درباره هیپوکسی نشان می‌دهند که بدن تا حدی می‌تواند کمبود کوتاه‌مدت اکسیژن را تحمل کند، اما با افزایش شدت و مدت کمبود، احتمال اختلال عملکرد اندام‌ها بیشتر می‌شود. نتایج یک مرور پژوهشی در ۲۰۲۱ با مشارکت پژوهشگران مؤسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس در دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیگو، دانشگاه آکسفورد، دانشگاه مگالان و دانشگاه کپنهاگ نشان داد حتی تغییرات بسیار کوچک و تدریجی اکسیژن جو در مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی با حذف ناگهانی اکسیژن برای چند ثانیه قابل مقایسه نیست.
بنابراین اگر اکسیژن زمین تنها برای چند ثانیه ناپدید شود، شدیدترین پیامد فوری برای انسان، قطع اکسیژن‌رسانی از طریق تنفس و آغاز هیپوکسی است؛ اما مدت چند ثانیه به‌تنهایی به معنای مرگ فوری همه انسان‌ها نیست. در کنار آن، آتش‌ها و موتورهای احتراقی با مشکل جدی مواجه می‌شوند و ویژگی‌های فیزیکی جو نیز تغییر می‌کند. با این حال، بسیاری از پیامدهای عجیب و فاجعه‌باری که در روایت‌های عامه‌پسند مطرح می‌شوند، با اصول فیزیک و شواهد فیزیولوژیک موجود سازگار نیستند. مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده، مدت واقعی حذف اکسیژن و سرعت بازگشت آن خواهد بود.
گزارش:فاطمه کردی
