Будущее биосферы: сколько еще просуществует жизнь на Земле? 0:56
По мере того как Солнце постепенно становится ярче, наша планета неумолимо приближается к пределу своей пригодности для жизни. Хотя до превращения Солнца в красный гигант остается около 4,5 млрд лет, Земля станет непригодной для обитания гораздо раньше. Исследователь Р. Дж. Грэм из Чикагского университета в своей работе пересмотрел прогнозы будущего жизни на Земле, используя современные модели углеродного цикла. По мнению ученого, при более точном моделировании можно ожидать, что растения — основа сложной жизни — смогут просуществовать примерно на 1 млрд лет дольше, чем предполагали предыдущие расчеты.
Угрозы для растительности: перегрев и дефицит CO2 1:35
По мере роста светимости Солнца перед биосферой встают две основные угрозы, способные привести к гибели растений:
- Перегрев: Повышение температуры поверхности планеты до критических отметок, при которых процесс фотосинтеза становится физически невозможным.
- Углеродное голодание: Процесс фотосинтеза требует углекислого газа, уровень которого в атмосфере Земли исторически снижается из-за работы карбонатно-силикатного цикла.
Карбонатно-силикатный цикл — это естественный «термостат» Земли, который удаляет CO2 из атмосферы при выветривании силикатных пород и связывании его в карбонатных породах на морском дне. Этот процесс ускоряется при нагреве и замедляется при похолодании. С одной стороны, он предотвращает быстрый перегрев планеты, с другой — по мере нагрева Земли из-за Солнца уровень CO2 может упасть ниже предела, необходимого растениям для выживания.
Адаптация и роль симбиоза 4:44
Р. Дж. Грэм отмечает, что растения способны к эволюции, адаптируясь к меняющимся условиям среды. За последние 30 млн лет появились новые метаболические пути, позволяющие растениям эффективнее концентрировать CO2 при его низких уровнях.
В модели Грэма предельная температура для выживания растений установлена на уровне 338 К (65°C). Это значение основывается на наблюдениях за уникальными растениями, способными выдерживать экстремальную жару благодаря симбиозу с определенными грибами, которые, в свою очередь, инфицированы специфическими вирусами.
- Ученые обнаружили, что этот механизм термотолерантности может работать и на других видах растений, например, на томатах или арбузах.
- Возможно, в далеком будущем такие симбиотические связи станут ключом к выживанию растительности в условиях экстремальной жары.
Перспективы спасения: технологии и другие планеты 20:14
Если человечество сохранит технологическое развитие, оно теоретически сможет продлить «срок жизни» биосферы, искусственно поддерживая уровень CO2 в атмосфере путем сжигания известняка или используя космические зеркала для отражения солнечного света.
Что касается наших соседей по системе, то ситуация складывается следующим образом:
- Венера: Вероятно, уже находится в состоянии неудержимого парникового эффекта, потеряв свои океаны в прошлом.
- Марс: По мере того как обитаемая зона Солнечной системы смещается дальше от центра, Марс становится более «благоприятным» местом, однако он геологически мертв и лишен необходимого углеродного цикла.
По мнению Р. Дж. Грэма, в будущем человечество может рассматривать вариант колонизации других планет или даже перемещения Земли, хотя последнее связано с огромными рисками столкновений с астероидами.
