Если ваши комнатные растения постоянно погибают, можно утешиться хотя бы одним: растения как группа, скорее всего, будут существовать на Земле еще очень долго.
Возможно, они сохранятся почти до того времени, когда Солнце начнет испарять океаны с поверхности планеты.
К такому выводу пришли два планетолога, которые с помощью серии моделей попытались оценить максимальный срок жизни растительной биосферы Земли — то есть всей ее растительной жизни.
Их расчеты, опубликованные в Journal of Geophysical Research: Atmospheres, показывают: последнее растение на Земле может увянуть и погибнуть только примерно через 1,87 миллиарда лет.
К тому времени Солнце будет светить примерно на 20% ярче. Вероятно, это либо перегреет растения, либо лишит их условий для жизни. Но у этого вывода есть важная оговорка: теоретически растения и другие формы жизни могут продержаться даже дольше.
Сегодня растения составляют около 80% всей биомассы планеты. Для их существования Земле нужно продолжать давать им главное: солнечный свет, воду и углекислый газ. Но сколько еще планета сможет это делать?
Чтобы разобраться, астробиолог Джейкоб Хакк-Мисра и специалист по планетарному климату Эрик Вольф из исследовательского института Blue Marble Space в Сиэтле провели серию симуляций.
Они использовали трехмерную модель, чтобы рассчитать, как климат Земли может измениться в течение следующих 2 миллиардов лет. Модель учитывала, насколько ярче за это время должно стать Солнце, а также как может меняться концентрация углекислого газа в атмосфере.
Если не учитывать человеческие выбросы CO2, на Земле работает естественный карбонатно-силикатный цикл. Углекислый газ постоянно удаляется из атмосферы в океаны, постепенно оседает на морском дне, превращается в породы, а затем снова возвращается в атмосферу через вулканы и тектонические процессы.
Но ученым не до конца ясно, насколько сильно этот процесс зависит от температуры поверхности. Поэтому исследователи проверили два варианта: сильное и слабое выветривание.
В модели с сильным выветриванием температура поверхности Земли остается относительно стабильной, но уровень CO2 в атмосфере постепенно падает. В таком сценарии растения начинают испытывать углеродное голодание, и растительная биосфера исчезает примерно через 1,84 миллиарда лет.
В модели со слабым выветриванием уровень CO2 остается стабильным, но температура продолжает расти. В итоге средняя температура на Земле достигает примерно 65°C. При таких условиях наземные растения уже не смогут выжить.
Этот сценарий дает максимальный срок существования растений около 1,87 миллиарда лет в будущем — дольше, чем показывали многие предыдущие исследования.
Авторы пишут, что фотосинтезирующая биосфера Земли может оставаться жизнеспособной в каком-то виде почти до того момента, когда планета начнет терять воду. Если это так, срок существования растительной биосферы может быть сопоставим со сроком существования земных океанов.
Но есть очень важная деталь: в этих расчетах не учитывалась эволюция растений. Также не учитывались возможные технологические вмешательства со стороны людей или другой разумной цивилизации, если она когда-либо появится в далеком будущем.
Любой из этих факторов может продлить жизнь растений — на Земле или даже за ее пределами.
Исследователи допускают сценарий, в котором растения со временем могут развить способность регулировать собственную температуру и давление в ответ на меняющийся климат. По мере того как Солнце будет становиться ярче, растения теоретически могут лучше приспособиться к воздушной среде, распространиться в высокогорья, стратосферу и даже дальше.
Из верхних слоев атмосферы жизнь, как предполагают авторы, могла бы продолжить распространяться к объектам с низкой гравитацией, например к кометам и Луне, а также в свободное космическое пространство.
Технологические варианты звучат еще более фантастично. Например, геоинженерия могла бы охлаждать Землю с помощью отражающих аэрозолей в верхних слоях атмосферы или солнечных экранов на орбите. Но последствия таких рискованных методов пока не до конца понятны.
Еще более смелые идеи включают перемещение Земли на более далекую орбиту или изменение массы Солнца, чтобы оно продолжало светить с устойчивой яркостью и температурой.
Конечно, никто не может точно знать, каким будет будущее. Но сама мысль о том, что Земля может оставаться зеленой больше чем через миллиард лет, звучит неожиданно обнадеживающе.
Авторы делают вывод, что жизнь на Земле очень устойчива. Ограничения, связанные с перегревом или нехваткой CO2, могут отражать только то, что мы знаем о биосфере сегодня, а не окончательные пределы того, как она способна измениться в будущем.
По их словам, базовый сценарий для нашей планеты может быть таким: жизнь сохранится как минимум столько же, сколько сама Земля.
Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
