Земля не всегда останется пригодной для жизни растений, какой мы знаем её сегодня. Международная группа учёных смоделировала будущую эволюцию планеты и пришла к выводу, что примерно через 1,9 миллиарда лет средняя температура на поверхности может вырасти до 65°C. В таких условиях не выживут даже самые выносливые наземные растения.
Соответствующие расчёты приведены в исследовании Джейкоба Хакк-Мисры и Эрика Вулфа. Чтобы смоделировать изменения в течение следующих двух миллиардов лет, исследователи использовали трёхмерную климатическую модель. Особое внимание уделили увеличению солнечной энергии и уменьшению концентрации углекислого газа в атмосфере.
Солнце будет становиться всё ярче
Результаты показали, что растительность может просуществовать дольше, чем предполагали предыдущие исследования. По самому оптимистичному сценарию растения выживут ещё примерно 1,87 миллиарда лет. «Мы стремились показать, что жизнь на Земле, в том числе сложная растительность, может сохраняться в будущем дольше, чем указывали предыдущие исследования», — пояснил соавтор Джейкоб Хакк-Мисра.
По мере старения Солнце будет излучать больше энергии, и Земля будет получать всё больше тепла. Примерно через 1,87 миллиарда лет количество солнечной энергии, достигающей планеты, будет почти на 20 % больше, чем сейчас. Этот момент почти совпадёт с началом потери океанов. Растительность может просуществовать почти до того времени, когда Земля потеряет свои океаны в космосе. В итоге жара сделает фотосинтез невозможным, и после исчезновения растительности пострадают все пищевые цепи.
В одном из сценариев примерно через 1,68 миллиарда лет средняя глобальная температура превысит 50°C. Примерно через 1,87 миллиарда лет она может превысить 65°C — предел, после которого даже самые выносливые наземные растения не выживут. Речь идёт о средней температуре всей планеты.
Во втором сценарии растения могут исчезнуть из-за нехватки углекислого газа. Растения типа C4 столкнутся с трудностями при концентрации CO₂ около 10 частей на миллион — это может произойти примерно через 1,35 миллиарда лет. Отдельные более выносливые виды, в частности суккуленты с механизмом CAM-фотосинтеза, требуют меньше углекислого газа. Некоторые водные растения могут использовать бикарбонат. Если фотосинтез останется возможным при концентрации всего одна часть CO₂ на миллион, растительная биосфера просуществует примерно 1,84 миллиарда лет.
Гибель последних растений почти совпадёт с моментом, когда Земля приблизится к границе влажного парникового эффекта. Из-за более высокой температуры из океанов будут испаряться огромные объёмы воды. Водяной пар будет подниматься вверх, молекулы воды разрушаться, а водород покидать атмосферу. Исследование показывает, что максимальный срок существования растений почти совпадает с этим событием, которое произойдёт примерно через два миллиарда лет.
Исследователи признают, что будущие растения могут адаптироваться к более высоким температурам или более низким уровням CO₂. Жизнь может переместиться в более холодные регионы, на большие высоты или в водоёмы. «Границы, 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 результаты в определённой степени успокаивающими: «Система Земли чрезвычайно устойчива, а мы являемся частью чего-то, что может иметь гораздо, гораздо более долгую историю».
В исследовании также рассматриваются гипотетические решения, такие как гигантские экраны в космосе или частицы, которые отражали бы солнечный свет. Авторы считают, что естественная эволюция жизни или технологические вмешательства могут ещё больше продлить существование растительности на Земле. Эта работа описывает естественную эволюцию Солнца и Земли, а не прогноз изменений климата на ближайшие десятилетия.