Растительная жизнь на Земле может оказаться намного долговечнее, чем предполагали прежние оценки. Новое моделирование показало, что растения способны сохраняться на планете еще около 1,8-1,9 миллиарда лет, пока усиливающееся излучение Солнца окончательно не сделает условия слишком тяжелыми для фотосинтеза и выживания наземной биосферы.
Такой прогноз представили астробиолог Джейкоб Хакк-Мисра и климатолог планет Эрик Вольф из исследовательского института Blue Marble Space. В работе, опубликованной в Journal of Geophysical Research: Atmospheres, они оценили, как будет меняться климат Земли в течение следующих двух миллиардов лет.
Главный долгосрочный фактор – постепенное усиление яркости Солнца. Через миллиарды лет оно будет отдавать больше энергии, чем сегодня, и это неизбежно повлияет на температуру, водный баланс планеты и состав атмосферы. Для растений это критично: им нужны свет, вода и углекислый газ, но избыток тепла и нехватка CO2 могут стать смертельными.
Исследователи использовали трехмерную климатическую модель и просчитали несколько вариантов будущего. В одном сценарии активное выветривание горных пород продолжает постепенно забирать углекислый газ из атмосферы. Температура при этом растет не так резко, но растения сталкиваются с другой проблемой – им становится не хватать углерода для фотосинтеза. В такой версии растительная биосфера может исчезнуть примерно через 1,84 миллиарда лет.
Во втором варианте выветривание слабее, поэтому углекислый газ сохраняется в атмосфере дольше. Это помогает растениям с точки зрения питания, но усиливающееся Солнце постепенно разогревает планету. В итоге средняя температура может подняться до уровня, при котором наземные растения уже не смогут нормально существовать. В этом сценарии предел оказался близким – около 1,87 миллиарда лет.
Иными словами, конец растительной жизни может наступить по разным причинам. В одном случае растениям не хватит углекислого газа, в другом – их добьет перегрев. Но оба расчета дают примерно один порядок времени: почти два миллиарда лет.
Для сравнения, растения сегодня составляют огромную часть живой массы планеты и поддерживают работу всей современной экосистемы. Они производят кислород, участвуют в круговороте углерода, служат основой пищевых цепочек, формируют почвы и напрямую связаны с климатом. Поэтому вопрос о сроке их существования – это не только фантастический прогноз далекого будущего, но и способ понять, насколько устойчивой может быть земная биосфера.
Любопытно, что авторы не исключают: реальный предел может оказаться еще дальше. В расчетах не учитывалась будущая эволюция растений. Теоретически живые организмы за сотни миллионов лет могут адаптироваться к новым условиям сильнее, чем мы способны представить, исходя из современной флоры.
Ученые также допускают совсем необычные сценарии. Например, растения в далеком будущем могли бы приспосабливаться к более разреженной или высокогорной среде, уходить в зоны с более мягкими условиями или существовать в формах, которые сегодня кажутся невозможными. Еще более фантастично звучат технологические варианты – от искусственного охлаждения планеты до орбитальных экранов, которые уменьшали бы поток солнечного излучения.
Пока такие идеи остаются умозрительными. Геоинженерия планетарного масштаба несет огромные риски, а перемещение Земли на другую орбиту или управление яркостью Солнца относится скорее к области далекой научной фантастики. Тем не менее само исследование показывает: жизнь на Земле может быть устойчивее, чем кажется.
Для современной климатической науки этот вывод важен еще и потому, что растения зависят не от одного фактора, а от сложного баланса. Им нужен углекислый газ, но опасен перегрев. Нужна вода, но избыток тепла может ускорить ее потерю. Нужен солнечный свет, но слишком яркое Солнце со временем станет угрозой.
Сегодня эти процессы измеряются не миллиардами лет, а гораздо более короткими изменениями климата, засухами, волнами жары и нарушением водного режима. Поэтому такие модели помогают лучше понять, какие условия делают растительную жизнь устойчивой, а какие постепенно подводят ее к пределу.
Почти два миллиарда лет – срок, который трудно представить в человеческом масштабе. Но для планеты этот прогноз звучит неожиданно оптимистично: Земля может оставаться зеленой очень долго, возможно, почти до того момента, когда начнет всерьез терять воду и приближаться к концу своей пригодности для сложной жизни.
