Сложная жизнь на Земле может продержаться на 500 млн лет дольше, чем считалось
Солнце становится ярче и увеличивается в размерах. В один прекрасный день оно начнет буквально поджаривать нашу планету, а затем и вовсе поглотит ее, но, как выясняется, сложные формы жизни могут продержаться в этом пекле гораздо дольше, чем считалось ранее.
Судя по наблюдениям за другими звездами, наша постепенно эволюционирует в красного гиганта — этот процесс уничтожит Землю примерно через 5 миллиардов лет. Однако вопрос о том, как долго планета останется обитаемой, остается открытым. Что касается сложной жизни, то последними сдадутся представители вегетативной биосферы — растения, как наземные, так и водные. Их способность выживать будет зависеть, с одной стороны, от температуры планеты, но в первую очередь — от уровня углекислого газа, необходимого для фотосинтеза.
«Парниковый эффект служит для планеты своего рода термостатом — он поддерживает баланс CO₂, благодаря чему температура Земли удерживается в комфортных для жизни пределах», — объясняет астробиолог Джейкоб Хак-Мисра из исследовательского института Blue Marble Space в Вашингтоне.
Когда становится слишком жарко, горные породы интенсивнее связывают углекислый газ, его концентрация в атмосфере падает, и часть тепла уходит обратно в космос.
Это означает, что по мере расширения Солнца именно уровень CO₂ становится главным ограничивающим фактором для растительности. Прежние работы устанавливали критический порог на уровне 10 частей на миллион — при падении концентрации ниже этой отметки растения гибнут, и на планете остаются лишь микробы. По прогнозам, этот переломный момент должен наступить примерно через 1,35 миллиарда лет. Сколько времени после этого протянут микроорганизмы — точно неизвестно, но, скорее всего, еще очень долго.
Хак-Мисра и климатолог Эрик Вольф провели серию симуляций с использованием более детальных моделей, результаты чего обнародовали на страницах журнала JGR Atmospheres.
Авторы учли, в частности, что некоторые растения, например кактусы и ананасы, используют особый тип фотосинтеза — так называемый кислотный метаболизм толстянковых (САМ-фотосинтез), который позволяет эффективнее извлекать CO₂ из воздуха. Благодаря этому предельная концентрация, при которой наступает «голодная смерть» от нехватки углекислого газа, может уменьшиться до 1 части на миллион, а сама вегетативная биосфера сможет просуществовать более 1,8 миллиарда лет.
Таким образом, в запасе у растений есть еще 500 миллионов лет.
«Жизнь на Земле способна на гораздо большее, чем мы предполагали», — отмечает Хак-Мисра.
Кроме того, на таких огромных временны́х отрезках нельзя сбрасывать со счетов эволюцию: организмы получают достаточно времени, чтобы адаптироваться к медленному потеплению, вызванному ростом Солнца, добавляет он.
«Эти модели показывают, что мы, вопреки самым пессимистичным сценариям, находимся вовсе не на закате сложной биосферы Земли и даже не в середине. Возможно, мы гораздо ближе к началу», — говорит астробиолог Эдвард Швитерман из Калифорнийского университета в Риверсайде.
По его мнению, открытие, обнадеживающее с точки зрения перспектив Земли, наводит на мысли и о других небесных телах: если наша биосфера столь живуча — выходит, шансы обнаружить инопланетную жизнь выше.
«Это вовсе не абстрактный философский вопрос — у него есть совершенно конкретное практическое измерение. Ведь ученые моделируют как раз те аналоги будущей Земли, которые мы потенциально сможем наблюдать в ближайшие два десятилетия», — заключил Швитерман.
