779
Звичка «вбивати» кімнатні вазони виглядає не так трагічно, якщо згадати: у масштабах планети рослини можуть виявитися майже безсмертними. Нове моделювання показує, що зелене життя на Землі здатне протриматися майже стільки ж, скільки й самі океани, навіть коли Сонце стане значно яскравішим і почне висушувати планету.
Що відомо коротко
- Вчені оцінили максимальний «термін придатності» рослинної біосфери Землі у близько 1,84–1,87 мільярда років від сьогодні.
- За цей час Сонце, за прогнозами, світитиме приблизно на 20 % яскравіше, що різко підвищить температуру на планеті.
- У моделях розглядалися два обмежувальні чинники для рослин: нестача CO2 або надмірне теплове навантаження.
- У «сильній вивітрювальній» моделі рослини гинуть від голоду на вуглець, у «слабкій» — від перегріву за середньої температури приблизно 65 °C.
- Дослідники припускають, що життя може адаптуватися або використовувати технології, щоб вижити навіть поза Землею.
Чому рослини можуть жити майже так довго, як океани
Інтуїтивно здається, що першим від спеки постраждають саме тендітні рослини: варто Сонцю трохи посилитися — і трава з деревами миттєво згорять. Однак розрахунки показують іншу картину: межа існування рослин виявляється близькою до межі існування самих океанів.
Уявімо Землю як гігантську теплицю, де Сонце поступово накручують на повну потужність. Рослини в цій теплиці мають два головні ресурси: тепло та вуглекислий газ (CO2). Занадто мало CO2 — і «меню» для фотосинтезу спорожніє, занадто багато тепла — і навіть найбільш витривалі види не витримають перегріву. Виявляється, обидві небезпеки підкрадаються повільно, але приблизно в один і той самий надзвичайно далекий момент.
Як вчені «програли» майбутнє рослинної біосфери
Астробіолог Джейкоб Хакк-Місра (Jacob Haqq-Misra) та кліматолог планет Ерік Вулф (Eric Wolf) створили тривимірну модель, яка простежує, що стане з кліматом Землі протягом наступних 2 мільярдів років. Вони врахували, як Сонце з часом стає яскравішим, і як змінюється вміст CO2 в атмосфері через природний карбонат-силікатний цикл.
У цьому циклі вуглекислий газ повільно «вимивається» з атмосфери до океану, осідає на дні, перетворюється на гірські породи, а потім знову повертається в атмосферу через вулкани та тектоніку плит. Людські викиди CO2 дослідники свідомо винесли «за дужки», щоб оцінити довгострокову природну еволюцію планети.
Найбільша невизначеність — наскільки сильно швидкість такого вивітрювання залежить від температури поверхні. Тому команда розглянула два крайні варіанти: коли вивітрювання сильно «прив’язане» до температури, і коли цей зв’язок слабкий.
У моделі зі сильним вивітрюванням температура поверхні залишається відносно стабільною, але концентрація CO2 невпинно падає. У підсумку рослини вмирають не від спеки, а від нестачі вуглецю — приблизно через 1,84 мільярда років.
У сценарії зі слабким вивітрюванням навпаки, рівень CO2 залишається досить високим, зате температура невпинно зростає разом із яскравістю Сонця. Середня температура зрештою досягає приблизно 65 °C, і жодні наземні рослини вже не витримують такого режиму. За такого розкладу рослинна біосфера проживе близько 1,87 мільярда років — це навіть довше, ніж припускали більшість попередніх оцінок.
Коли межа для рослин збігається з межею для океанів
За підсумком обох моделей вчені отримали несподівану відповідність: момент, коли Земля починає суттєво втрачати воду, приблизно збігається з межею виживання фотосинтезуючого життя. Іншими словами, максимальний вік рослинної біосфери виявився порівнянним із віком земних океанів.
Автори роботи роблять обережний висновок: за замовчуванням варто вважати, що життя на нашій планеті протримається щонайменше стільки, скільки дозволять океани, якщо не станеться чогось екстраординарного. Це робить рослини значно довготривалішими мешканцями Землі, ніж зазвичай уявляється.
Чи можуть рослини та технології обдурити кінець світу
Усі ці розрахунки свідомо не враховують еволюцію рослин і можливі технологічні втручання з боку людей або іншого розумного виду, який може з’явитися в майбутньому. Тут і починається найфантастичніша частина історії.
Дослідники припускають, що рослини в далекому майбутньому можуть еволюціонувати так, щоб краще регулювати власну температуру й тиск. У міру того як Сонце стає яскравішим, перевагу можуть отримати види, які «переселяться» все вище — у високогірні райони, у стратосферу, а можливо, й за її межі.
З верхніх шарів атмосфери життя потенційно здатне розсіватися на тіла з малою гравітацією — наприклад, до комет чи на Місяць, а також у вільний космічний простір. У цьому сценарії рослини стають не лише мешканцями Землі, а й мандрівниками Сонячної системи.
Ще один можливий шлях — технологічний. Пропонуються геоінженерні ідеї на кшталт відбивних аерозолів у верхній атмосфері або гігантських «сонячних парасоль» на орбіті для охолодження планети. Є навіть більш спекулятивні концепції: відштовхнути Землю на дальшу орбіту або змінити масу Сонця, щоб стабілізувати його світність. Наслідки таких втручань мало зрозумілі, але сам факт, що їх можна хоча б уявити, розширює горизонти тривалості існування життя.
FAQ
Це тверді терміни загибелі рослин чи лише сценарії?
Йдеться не про «дату кінця світу», а про розраховані межі за певних припущень. Моделі описують, що може статися за природного розвитку клімату та вуглецевого циклу, без урахування еволюції організмів і технологій. Це орієнтири, а не остаточний вирок.
Наскільки сильно на ці прогнози впливає сучасна діяльність людини?
Людські викиди CO2 спеціально не включалися до довгострокових сценаріїв, щоб оцінити природний хід подій на мільярдних масштабах часу. Проте на коротших проміжках — тисячі чи мільйони років — наша діяльність може суттєво змінити траєкторію клімату й умов для рослин.
Чому ми не можемо точно знати, як довго протримаються рослини?
Невизначеність пов’язана з тим, як саме працює карбонат-силікатний цикл за інших температур, як змінюватиметься тектоніка плит, вулканізм та еволюція самих рослин. Навіть невелика різниця в цих параметрах на тривалих шкалах часу може означати мільйони або сотні мільйонів років «похибки».
Чи можливе життя без рослин, якщо вони все ж зникнуть раніше?
Якщо рослини зникнуть, фотосинтезуюча біосфера різко збідніє, але це не обов’язково означає повну відсутність життя. Можуть залишитися мікроорганізми, які пристосуються до екстремальних умов, але така екосистема буде набагато простішою і менш різноманітною, ніж сучасна.
Ідея про те, що останні рослини переживуть майже все, що може зробити з нами Сонце, крім повного висихання океанів, змушує по-новому подивитися на стійкість життя. Наші крихкі на вигляд дерева й трави виявляються довгограючими гравцями космічного масштабу — і нагадують, що навіть у сценаріях дуже далекого майбутнього життя не поспішає здаватися.
Вчені підрахували що рослини переживуть навіть висихання океанів з’явилася спочатку на Цікавості.
