Ученые смоделировали несколько сценариев будущей эволюции нашей планеты.
Земля не всегда будет оставаться пригодной для жизни растений в том виде, в каком мы знаем её сегодня. Международная группа ученых смоделировала будущую эволюцию нашей планеты и пришла к выводу, что примерно через 1,9 миллиарда лет средняя температура на ее поверхности может подняться до 65 °C. В таких условиях не выживут даже самые выносливые наземные растения, пишет Libertatea.
Соответствующие расчеты приведены в исследовании ученых Джейкоба Хакк-Мисры и Эрика Вульфа, опубликованном в научном журнале JGR Atmospheres.
Чтобы смоделировать, как может измениться наша планета в течение следующих двух миллиардов лет, исследователи использовали трехмерную климатическую модель. Особое внимание они уделили двум факторам: увеличению количества солнечной энергии, которую получает Земля, и постепенному снижению концентрации углекислого газа в атмосфере.
Результаты показали, что растительность может просуществовать значительно дольше, чем предполагали некоторые предыдущие исследования. По самому оптимистичному сценарию растения смогут выживать ещё примерно 1,87 миллиарда лет.
"Мы пытались показать, что жизнь на Земле, в частности сложная растительность, может сохраняться в будущем дольше, чем указывали предыдущие исследования", – пояснил соавтор исследования Джейкоб Хакк-Мисра.
По оценкам исследователей, Солнце не всегда будет таким, как сегодня. По мере старения оно будет излучать все больше энергии, а Земля будет получать все больше тепла. И примерно через 1,87 миллиарда лет количество солнечной энергии, достигающей нашей планеты, будет почти на 20% больше, чем сейчас.
Как отметили учёные, этот момент почти совпадёт с другим грандиозным изменением – началом потери Землёй своих океанов. Авторы исследования считают, что растительность может просуществовать почти до того момента, когда "Земля потеряет свои океаны в космосе". Этот процесс будет постепенно нагревать поверхность планеты. Речь идет не о резкой катастрофе, а об очень медленных изменениях, которые будут продолжаться в течение огромного промежутка времени.
В конечном итоге, как отмечается в издании, жара может сделать фотосинтез невозможным. После исчезновения растительности пострадают и все пищевые цепи, которые от неё зависят.
В одном из сценариев исследования уровень углекислого газа в атмосфере остается относительно стабильным, но температура продолжает повышаться из-за постепенного увеличения яркости Солнца.
Примерно через 1,68 миллиарда лет средняя глобальная температура может превысить 50 °C. В этот момент Земля станет слишком жаркой для большинства наземных растений.
Примерно через 1,87 миллиарда лет средняя температура на планете может превысить 65 °C. По словам исследователей, именно эта температура является пределом, после которого даже самые выносливые из известных сегодня наземных растений уже не смогут выжить. При этом, как подчеркнули в издании, речь идет именно о средней температуре всей планеты, а не о показателях в отдельном регионе или в конкретный день.
Второй сценарий, рассмотренный учёными, показывает, что растения могут исчезнуть по другой причине. На Земле существует естественный механизм, который постепенно удаляет углекислый газ из атмосферы и связывает его в горных породах. Именно этот процесс, по мнению ученых, помогает планете не перегреваться слишком быстро. Однако он может привести к тому, что растениям просто не хватит CO₂ для фотосинтеза.
В этом сценарии температура будет оставаться относительно стабильной, но концентрация углекислого газа продолжит постепенно снижаться, говорится в статье.
Растения, использующие фотосинтез типа C4, могут столкнуться с серьезными трудностями, когда концентрация CO₂ снизится примерно до 10 частей на миллион. По расчетам исследователей, это может произойти примерно через 1,35 миллиарда лет.
Впрочем, авторы отмечают, что отдельные более выносливые растения могут выживать даже при еще более низких концентрациях. Суккуленты и другие виды, использующие механизм CAM-фотосинтеза, нуждаются в меньшем количестве углекислого газа.
"Некоторые водные растения также могут использовать бикарбонат, растворенный в воде. Если фотосинтез останется возможным даже при концентрации всего одной части CO₂ на миллион, растительная биосфера может просуществовать примерно 1,84 миллиарда лет", – пояснили в издании.
По мнению ученых, гибель последних растений почти совпадет с моментом, когда Земля приблизится к пределу так называемого влажного или неконтролируемого парникового эффекта. Ведь из-за постоянно растущей температуры из океанов будут испаряться огромные объемы воды.
Водяной пар будет подниматься в верхние слои атмосферы, где молекулы воды начнут разрушаться под действием солнечного излучения. Освободившийся водород постепенно будет покидать атмосферу и улетать в космос. Со временем Земля лишится своих океанов.
Исследование показывает, что максимальный срок существования растений почти совпадает с этим событием, которое, по современным оценкам, произойдет примерно через два миллиарда лет.
Авторы подчеркивают, что эта работа не является прогнозом климатических изменений на ближайшие десятилетия или столетия. Она описывает естественную эволюцию Солнца и Земли на протяжении почти двух миллиардов лет.
Исследователи признают, что даже самые современные модели не способны точно предсказать, как будет эволюционировать жизнь за столь длительный период. По их мнению, будущие растения могут научиться выдерживать еще более высокие температуры или нуждаться в еще меньшем количестве углекислого газа. Жизнь также может переместиться в более холодные регионы, на большие высоты, в водоемы или другие места, где условия останутся пригодными для существования.
"Пределы, которые сегодня определяются тепловым стрессом или нехваткой ресурсов, могут отражать лишь современное состояние биосферы, а не реальные пределы её эволюционных возможностей", – говорят авторы.
Хакк-Мисра считает, что результаты исследования в определенной степени даже обнадеживают.
"Система Земли чрезвычайно устойчива, а мы являемся частью чего-то, что может иметь гораздо, гораздо более долгое будущее", – сказал он.
В исследовании также рассматриваются решения, которые сегодня больше напоминают сюжеты научной фантастики. Ученые предположили, что значительно более развитая цивилизация могла бы попытаться уменьшить количество солнечной энергии, достигающей Земли, используя гигантские экраны в космосе или специальные частицы, которые отражали бы часть солнечного света.
"Жизнь на Земле чрезвычайно устойчива, а пределы, определяемые температурой или недостатком углекислого газа, могут отражать лишь современное состояние биосферы, а не ее истинную способность к эволюции. Мы считаем, что наиболее вероятным является сценарий, при котором жизнь сохранится как минимум до тех пор, пока сама планета будет оставаться пригодной для существования", – подытожили исследователи.
Еще одной теоретически возможной идеей могло бы стать постепенное смещение орбиты Земли, чтобы планета медленно удалялась от Солнца, которое со временем будет становиться всё ярче.
Учёные не могут сказать, появятся ли когда-нибудь подобные технологии. Однако они считают, что как естественная эволюция жизни, так и возможные технологические вмешательства могут ещё больше продлить существование растительности на Земле.
Ранее УНИАН писал, что летняя жара усилится, поскольку глобальное потепление приближается к отметке в 2 °C. По данным некоммерческой научной организации Climate Central, в мае концентрация углекислого газа в атмосфере достигла рекордного уровня. Это означает, что среднемесячная глобальная температура этим летом может подняться на 1,9 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальным уровнем, который является отправной точкой для измерения парниковых газов.
Также мы сообщали, что, по мнению ученых, нынешняя европейская жара была бы "практически невозможна" без антропогенных изменений климата, которые сделали нынешние ночные температуры в 100 раз более вероятными, чем они были бы всего два десятилетия назад.