Максимальный срок жизни вегетативной биосферы Земли оценён в 1,86 миллиарда лет

Учёные использовали трёхмерную климатическую модель для оценки будущего земного климата. Оказалось, что растительная биосфера может сохраняться гораздо дольше, чем предсказывали предыдущие работы.

Ключевую роль в долгосрочной эволюции климата играет карбонатно-силикатный цикл, регулирующий содержание углекислого газа в атмосфере. Предыдущие оценки, основанные на одномерных моделях, предсказывали исчезновение биосферы уже через 0,9–1,5 миллиарда лет из-за нехватки CO₂ для фотосинтеза. Однако новое исследование с использованием трёхмерной модели ExoCAM показывает, что эти прогнозы были излишне пессимистичными.

Учёные рассмотрели два предельных сценария. В первом, при сильной температурной зависимости выветривания, содержание CO₂ будет падать, компенсируя рост светимости, а температура останется постоянной. Во втором, при слабой зависимости, температура будет расти, а уровень CO₂ останется неизменным.

В случае сильного выветривания традиционный предел для C4-фотосинтеза (10 ppm CO₂) достигается через 1,35 миллиарда лет. Однако авторы указывают, что некоторые растения с САМ-метаболизмом и водные макрофиты способны использовать углекислый газ при концентрациях до 1 ppm, что продлевает срок до 1,84 миллиарда лет.

При слабом выветривании ограничителем становится перегрев. При достижении средней температуры 323 К большинство наземных растений погибнут через 1,68 миллиарда лет, а при 338 К — через 1,87 миллиарда лет. Таким образом, максимальная продолжительность существования вегетативной биосферы составляет около 1,86 миллиарда лет.

Интересно, что этот срок сопоставим с временем, когда Земля может потерять свои океаны из-за влажного или неконтролируемого парникового эффекта. Модели дают разные оценки этого момента — от 1,1 до 2,19 миллиарда лет, но в любом случае растительность может дожить до этого рубежа.

Авторы также обсуждают возможности технологического вмешательства и эволюционных адаптаций, которые могли бы ещё больше продлить существование биосферы. Например, изменение орбиты планеты или создание космических экранов, отражающих солнечный свет, могли бы отсрочить нагрев.

Несмотря на неопределённости, исследование показывает, что жизнь на Земле устойчива и может сохраняться гораздо дольше, чем считалось ранее. По крайней мере, вегетативная биосфера имеет все шансы просуществовать до тех пор, пока на планете ещё есть жидкая вода.