Augalai Žemėje gali išlikti milijardus metų dar ilgiau

Nesijaudinkite, jei neturite žalio piršto: Žemės augalų istorija yra kur kas didesnė nei jūsų kambarinio augalo likimas. Naujos klimato simuliacijos rodo, kad planetos lapuotieji gali išlikti stulbinamai ilgą laiką, maždaug milijardų metų mastu.

Astrobiologas Jacob Haqq-Misra ir planetų mokslininkas Eric Wolf siekė atsakyti į apgaulingai paprastą klausimą: kiek ilgai Žemės vegetacinė biosfera gali tęstis, kol Saulė ims šviesėti? Jų tyrimas nebuvo laboratorinis bandymas, o kompiuterių simuliacijų ciklas, atliktas trimačiu klimato modeliu, kuris prognozuoja, kaip temperatūra ir atmosferos anglies dioksidas kinta per ateinančius du milijardus metų. Rezultatai publikuoti žurnale „Journal of Geophysical Research: Atmospheres“.

Modeliai seka dvi konkuruojančias grėsmes augalams. Pirmoji yra terminis stresas: kai Saulė tampa maždaug 20 procentų šviesesnė, šiluma didėja ir galiausiai tampa mirtina. Antroji yra anglies badavimas: natūralus uolienų erozijos procesas geologiniais laikotarpiais ištraukia CO2 iš oro, o augalai fotosintezei jį turi. Kuri grėsmė dominuos, priklauso nuo to, kiek stipriai uolienų išplovimo procesas reaguoja į temperatūrą - tai yra parametras, kuris vis dar nėra tiksliai žinomas.

Esant stipriam išplovimo scenarijui, Žemės paviršiaus temperatūra lieka santykinai stabili, tačiau atmosferos CO2 lygis leidžiasi tol, kol augalai nebegali palaikyti fotosintezės. Toks modelis numato vegetacinės biosferos paskutinį atodūsį maždaug po 1,84 milijardo metų. Alternatyviame, silpno išplovimo modelyje temperatūra kyla tol, kol vidutinė sausumos temperatūra pasiekia apie 65 °C (150 °F), slenkstį, kurio viršuje sausumos augalai nebegali išgyventi. Ši hipotezė atkelia galutinį laiką iki maždaug 1,87 milijardo metų, šiek tiek ilgesnio nei dauguma ankstesnių vertinimų.

NASA vizualizacija Žemės biosferos, matuota palydovų duomenimis.

Kitaip tariant: pagal kai kuriuos kriterijus augalai gali išlikti Žemėje tol, kol planeta pradės prarasti vandenynus, maždaug už 1,87 milijardo metų.

Kontekstas svarbus. Šiandien augalai sudaro maždaug 80 procentų Žemės biomasės, todėl fotosintezės išlikimas turi įtakos pasauliniams anglies ciklams, klimato reguliavimui ir įprastai priimtiniam gyvenamumui. Tačiau tyrime tikslingai nebuvo nagrinėjami du „juodieji kardai": biologinė evoliucija ir technologinės intervencijos. Abu gali perrašyti laiko juostą.

Ar augalai galėtų prisitaikyti? Evoliucija dažnai būna lėta, tačiau per šimtus milijonų metų net smulkūs pokyčiai gali sukaupti reikšmingą poveikį. Autoriai apibūdina įsivaizduojamus, mokslu pagrįstus scenarijus: flora, kuri renkasi didesnio aukščio nišas arba vysto savybes, leidžiančias toleruoti aukštesnę temperatūrą ir mažesnį slėgį; adaptacijos, leidžiančios gyvybei kolonizuoti stratosferą; netgi mechanizmai, leidžiantys biologinei medžiagai persikelti į mažo gravitacijos kūnus, tokius kaip Mėnulis ar kometos. Trumpai tariant, evoliucija galėtų pastumti biosferą į naujas gyvybingumo ribas.

Diagramų pavyzdžiai, iliustruojantys Žemės vegetacinės biosferos maksimalų gyvenimo laikotarpį įvairiuose scenarijuose.

Tada yra technologija. Žmogiškoji arba postžmogiškoji inžinerija galėtų siekti atvėsinti planetą - įpurškiant atspindinčias aerozoles į viršutinę atmosferą arba dislokuojant orbitinius saulės skydus - arba imtis drąsesnio žingsnio ir šiek tiek pakeisti Žemės orbitą tolyn nuo Saulės. Šios intervencijos skamba kaip mokslinė fantastika ir susijusios su sudėtingomis rizikomis, tačiau jas įmanoma apsvarstyti kaip priemones atidėti arba išvengti terminio ar dėl CO2 įvyksiančio žlugimo.

Tyrimo atsargumas yra jo vertės dalis: izoliavęs natūralius, ilgalaikius klimato procesus, jis nustato pradinę lūkesčių ribą planetai be radikalaus inžinerijos įsikišimo ar netikėtos biologinės inovacijos. Ši pradinė nuostata yra netikėtai palanki. Net su lėtai šviesėjančia Saule, autoriai teigia, numatomas Žemės siužetas yra toks, kad gyvenimas išlieka bent tiek, kiek ir vandenynai, o ne išnyksta gerokai anksčiau.

Žinoma, yra pastabų. Karbonato-silikato ciklas - geocheminis variklis, reguliuojantis atmosferos CO2 - priklauso nuo detalių, kurių dar pilnai nesuprantame. Be to, modeliai neįtraukia žmogaus sukeltų CO2 svyravimų trumpesniuose laikotarpiuose. Tačiau nežinomybė nėra tas pats, kas neįmanomumas; ji atveria kelius, kuriais gyvybė arba išradingumas gali suteikti žaliajai Žemei papildomo laiko.

Todėl nors jūsų papartis gali susidurti su netikėta pabaiga šį savaitgalį, platesnė pasaka mažiau niūri: Žemės žaluma turi ilgą nuomą, o būsimasis gyvenimo likimas šioje planetoje gali būti keistesnis ir atsparesnis nei mūsų dabartiniai modeliai sugeba numatyti.