Учёные обновили прогноз: жизнь на Земле продлится дольше, чем ожидалось

Наземные растения исчезнут через 1,3–1,9 млрд лет

Исследователи смоделировали два крайних сценария будущего нашей планеты и пришли к выводу, что наземные растения могут прекратить своё существование примерно через 1,35–1,87 млрд лет. При этом значительную роль сыграет не только повышение температуры, но и резкое снижение уровня углекислого газа.

В исследовании использовалась трёхмерная климатическая модель, которая описывает взаимодействие атмосферы, океана и земной поверхности на очень длительных временных интервалах.

В основе задачи лежит основной конфликт двух процессов. С одной стороны, Солнце постепенно увеличивает свою светимость в ходе эволюции и через миллиарды лет станет красным гигантом, который в конечном итоге поглотит Землю. С другой стороны, Земля сама регулирует климат через «геологический углеродный цикл»: углекислый газ растворяется в воде, связывается при выветривании силикатных пород, осаждается и возвращается в атмосферу через вулканическую активность.

Этот механизм функционирует как климатический «термостат». При повышении температуры происходит ускорение выветривания пород, CO2 быстрее выводится из атмосферы, что обычно приводит к охлаждению планеты. Однако именно этот процесс также может вызвать противоположный эффект — критическое истощение атмосферы углекислым газом, необходимым для фотосинтеза.

Авторы проанализировали два крайних сценария функционирования этой системы.

В первом сценарии предполагалось, что температура Земли остаётся приблизительно на современном уровне, а повышение светимости Солнца компенсируется постепенным снижением CO2. В этом случае уровень углекислого газа падает до экстремально низких значений: около 34 ppm через 1 миллиард лет и менее 1 ppm через 2 миллиарда лет. Для сравнения, большинство современных наземных растений не могут выживать при уровнях ниже приблизительно 150 ppm, а наиболее устойчивые виды — ниже 3–10 ppm. В этих условиях растения начинают массово исчезать примерно между 1,35 и 1,64 миллиарда лет, а полностью — около 1,84 миллиарда лет.

Во втором сценарии уровень CO2 фиксируется на современном уровне (около 400 ppm), однако температура увеличивается вслед за усилением солнечного излучения. В этом случае критические физиологические пределы большинства наземных растений достигаются уже через 1,68 миллиарда лет, а экосистема наземной растительности полностью исчезает к 1,87 миллиарда лет. В данном варианте потепление становится основным ограничивающим фактором.

Таким образом, оба сценария ведут к одному выводу: даже без катастрофических внешних событий наземная биосфера Земли имеет срок существования, ограниченный сочетанием солнечной эволюции и геохимии планеты.

Авторы отмечают, что их оценки в общем более «оптимистичны», чем предыдущие модели, которые часто предсказывали срок менее 1 миллиарда лет. Разница связана с использованием более детализированной и обогащенной современными наблюдениями климатической модели и пересмотром чувствительности связи между температурой и выветриванием пород.

При этом остаются неопределённости: если будущая цивилизация появится или сохранится на таких временных масштабах, теоретически возможны сценарии геоинженерии — от изменения альбедо атмосферы до попыток коррекции орбиты Земли. Также эволюция сама может расширить физиологические пределы растений.

В более широком контексте такие расчёты важны не только для понимания будущего Земли, но и для астробиологии: они помогают оценить, как долго на планетах может существовать сложная жизнь при изменяющейся светимости звезды.