Жизнь на Земле продержится дольше, чем считалось: учёные пересчитали сроки гибели биосферы
Учёные смоделировали два предельных сценария будущего Земли и пришли к выводу, что наземные растения могут перестать существовать примерно через 1,35–1,87 млрд лет. Причём ключевую роль будет играть не только рост температуры, но и резкое падение концентрации углекислого газа.
В исследовании использована трёхмерная климатическая модель, которая описывает взаимодействие атмосферы, океана и поверхности Земли на сверхдолгих временных масштабах.
В основе задачи — фундаментальный конфликт двух процессов. С одной стороны, Солнце постепенно увеличивает светимость по мере эволюции и через миллиарды лет превратится в красного гиганта, который в конечном итоге поглотит Землю. С другой — Земля сама регулирует климат через «геологический углеродный цикл»: углекислый газ растворяется в воде, связывается при выветривании силикатных пород, уходит в осадки и возвращается в атмосферу через вулканизм.
Этот механизм работает как климатический «термостат». При потеплении ускоряется выветривание пород, CO2 быстрее удаляется из атмосферы, что в норме охлаждает планету. Однако именно этот же процесс может привести к противоположному эффекту — критическому обеднению атмосферы углекислым газом, необходимым для фотосинтеза.
Авторы рассмотрели два предельных сценария работы этой системы.
Изображение сгенерировано: Nano BananaВ первом сценарии предполагалось, что температура Земли остаётся примерно современной, а рост светимости Солнца компенсируется постепенным падением CO2. В этом случае концентрация углекислого газа падает до экстремально низких значений: около 34 ppm через 1 млрд лет и менее 1 ppm через 2 млрд лет. Для сравнения, большинство современных наземных растений не могут существовать при уровнях ниже примерно 150 ppm, а наиболее устойчивые растения — ниже 3–10 ppm. В этих условиях растения начинают массово исчезать примерно между 1,35 и 1,64 млрд лет, а полностью — около 1,84 млрд лет.
Во втором сценарии концентрация CO2 фиксируется на современном уровне (около 400 ppm), но температура растёт вслед за усилением солнечного излучения. В этом случае критические физиологические пределы большинства наземных растений достигаются уже через 1,68 млрд лет, а полностью экосистема наземной растительности исчезает к 1,87 млрд лет. В этом варианте потепление становится главным ограничивающим фактором.
Таким образом, оба сценария приводят к одному выводу: даже без катастрофических внешних событий наземная биосфера Земли имеет срок существования, ограниченный сочетанием солнечной эволюции и геохимии планеты.
Авторы отмечают, что их оценки в целом более «оптимистичны», чем предыдущие модели, которые часто давали срок менее 1 млрд лет. Разница связана с использованием более подробной и обогащённой современными наблюдениями климатической модели и пересмотром чувствительности связи между температурой и выветриванием пород.
При этом остаются неопределённости: если будущая цивилизация появится или сохранится на таких масштабах времени, то теоретически возможны сценарии геоинженерии — от изменения альбедо атмосферы до попыток коррекции орбиты Земли. Также эволюция сама может расширить физиологические пределы растений.
В более широком контексте такие расчёты важны не только для понимания будущего Земли, но и для астробиологии: они помогают оценить, как долго на планетах вообще может существовать сложная жизнь при изменяющейся светимости звезды.
© iXBT
