Учёные из компании Blue Marble Space разработали новую климатическую модель, которая показала, что растительная жизнь на Земле может сохраняться ещё от 1,35 до 1,86 миллиарда лет.
Исследователи учли постепенное увеличение яркости Солнца и снижение концентрации углекислого газа, определив ключевые сценарии выживания для разных типов растений.
Результаты опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
Новое исследование показало: растительная биосфера Земли способна просуществовать значительно дольше, чем предполагали предыдущие оценки.
Авторы работы — Джейкоб Хакк-Мисра и Эрик Вулф из Blue Marble Space — построили трёхмерную климатическую модель, учитывающую два главных долгосрочных фактора: рост светимости Солнца и снижение уровня CO₂ из-за силикатного выветривания. В зависимости от интенсивности этого процесса растения могут сохраняться на планете ещё от 1,35 до 1,86 миллиарда лет.
Главные мысли за 1 минуту:
- Растения могут существовать на Земле ещё до 1,86 миллиарда лет — это больше, чем считалось раньше.
- Основные ограничители — рост светимости Солнца (на 10% каждый миллиард лет) и падение концентрации CO₂.
- Силикатное выветривание постепенно убирает углекислый газ из атмосферы, ослабляя парниковый эффект.
- Растения типа C3 (95% видов) погибнут при падении CO₂ до 50 ppm, C4 — до 10 ppm, CAM-растения выживают дольше всех.
- Даже после исчезновения растений биосфера сохранится в виде микроорганизмов — примерно до момента испарения океанов через два миллиарда лет.
- Исследователи рассматривали два сценария: слабое и сильное выветривание, во втором случае растения живут дольше за счёт охлаждения планеты.
- Теоретически жизнь может продолжиться за пределами Земли — через технологии или эволюцию, но для современной растительности главной угрозой остаётся Солнце.
Что определило новую оценку?
Долгосрочная судьба земной жизни неразрывно связана с поведением Солнца. Наше светило медленно, но неуклонно разгорается: его яркость увеличивается примерно на 10% каждый миллиард лет. Это неизбежно повышает температуру поверхности планеты. Второй ключевой фактор — парниковый эффект, который регулируется содержанием CO₂. Именно углекислый газ необходим для фотосинтеза, но его будущее менее предсказуемо, чем солнечная активность.
Углекислый газ исчезает из атмосферы в процессе силикатного выветривания. Дождевая вода вступает в реакцию с горными породами, захватывает CO₂, и образующиеся бикарбонаты попадают в океан. Там они оседают в виде карбоната кальция. Часть углерода возвращается через вулканы, но в целом баланс смещён в сторону удаления: сегодня выветривание ежегодно уносит около 130 миллионов тонн углерода — в 90 раз меньше, чем выбрасывает человек.
Два сценария — два будущего
Авторы смоделировали два варианта развития событий. В первом силикатное выветривание остаётся слабым: по мере нагрева Земли его скорость растёт незначительно, и CO₂ держится близко к современным значениям. В таком случае благоприятная среда для сложной жизни сохранится примерно до 1,5 миллиарда лет, после чего начнётся резкое потепление. К рубежу в два миллиарда лет растения исчезнут, и биосфера сведётся к микроорганизмам.
Во втором сценарии выветривание значительно усиливается — настолько, что температура поверхности искусственно удерживается на нынешнем уровне (около 288 К). За два миллиарда лет Солнце станет ярче на 20%, но усиленное удаление CO₂ ослабит парниковый эффект и охладит планету. Это продлевает жизнь растениям, но создаёт жёсткий лимит по доступному для фотосинтеза углероду.
«Жизнь на Земле, вероятно, сможет существовать как минимум до того момента, когда усиливающееся солнечное излучение приведёт к испарению океанов почти через два миллиарда лет», — поясняет Джейкоб Хакк-Мисра.
Разные растения — разный запас прочности
Исследователи отдельно рассмотрели три типа фотосинтеза. Растения C3 — это подавляющее большинство (около 95% видов). Их порог выживания — концентрация CO₂ около 50 частей на миллион. Растения C4 (примерно 3% видов) способны дотянуть до 10 ppm, а CAM-растения (2% видов) — ещё ниже. Такое распределение означает, что первыми исчезнут самые распространённые виды, а последними — пустынные суккуленты и кактусы.
Как считали?
Для прогнозов учёные использовали трёхмерную климатическую модель Exo-CAM, созданную ими же в 2022 году. Изначально инструмент предназначался для изучения экзопланет, но оказался пригоден и для далёкого прошлого и будущего Земли. Моделирование учитывало разные темпы выветривания и динамику солнечного излучения.
Результат: растительная биосфера может просуществовать от 1,35 до 1,86 миллиарда лет — заметно дольше прежних оценок. Даже после этого, отмечают авторы, жизнь теоретически способна найти выход за пределами планеты — через технологические решения или сверхдолгую эволюцию. Но для современной флоры главным барьером останется разгорающееся с каждым миллиардом лет Солнце.
