Долгосрочная судьба Земли и ее обитателей — предмет давних научных исследований. Недавняя работа, опубликованная в The Planetary Science Journal, предлагает свежий взгляд на будущее нашей планеты.
Солнце, будучи центральным светилом Солнечной системы, находится в середине своего жизненного цикла. Уже миллиарды лет оно преобразует водород в гелий, и с ростом концентрации гелия в ядре повышается яркость звезды. С момента своего формирования Солнце стало светить на 30% ярче, и этот процесс продолжится, влияя на климат Земли.
Команда исследователей под руководством Р. Дж. Грэма из Чикагского университета проанализировала возможные изменения в земной атмосфере, которые могут быть вызваны ростом солнечной яркости. Их моделирование показало, что примерно через миллиард лет увеличенная активность Солнца приведет к существенному снижению уровня углекислого газа на планете.
Углекислый газ — ключевой элемент для жизни на Земле, особенно для наземных растений. Снижение его концентрации может нарушить баланс карбонатно-силикатного цикла, так называемого "естественного термостата", регулирующего климат. Исследователи выяснили, что этот цикл менее чувствителен к температурным изменениям, чем предполагалось, но он значительно зависит от уровня углекислого газа. По мере роста яркости Солнца карбонатно-силикатный цикл будет выводить углекислый газ из атмосферы, что приведет к его критическому снижению.
Ранее ученые предполагали, что сложная жизнь на Земле исчезнет уже через миллиард лет. Однако новое исследование Грэма и его коллег дает более оптимистичные прогнозы: растения и сложные формы жизни смогут существовать еще 1,6-1,86 миллиарда лет.
Однако основную угрозу для жизни представляют не только колебания уровня углекислого газа, но и переход планеты в состояние влажного парникового климата. Такой процесс характеризуется значительным нагреванием Земли и насыщением атмосферы водяным паром, мощным парниковым газом, усиливающим глобальное потепление. Ультрафиолетовое излучение начнет разрушать молекулы воды в верхних слоях атмосферы, вызывая утечку водорода в космос и тем самым утрату водных ресурсов планеты.
По мере повышения температуры Земли выживание растений станет невозможным, что приведет к гибели большинства форм жизни, зависящих от них. Хотя такой сценарий неизбежен в долгосрочной перспективе, новые расчеты ученых отодвигают его на более отдаленное будущее.