Долгосрочная судьба Земли и ее обитателей давно интересует ученых. Недавнее исследование, опубликованное в The Planetary Science Journal, проливает новый свет на этот вопрос, предлагая уточненный прогноз будущего нашей планеты.
Солнце, центральное светило системы, находится примерно в середине своего жизненного цикла. На протяжении миллиардов лет оно непрерывно преобразует водород в гелий, что приводит к постепенному изменению состава его ядра. По мере того как доля гелия в ядре увеличивается, эффективность термоядерных реакций растет, что приводит к повышению яркости Солнца.
С момента формирования Солнечной системы яркость нашего светила возросла примерно на 30 процентов. Этот процесс не прекращается и сегодня, что в долгосрочной перспективе будет иметь серьезные последствия для Земли и ее биосферы.
Группа ученых под руководством Р. Дж. Грэма из Чикагского университета провела детальное моделирование будущих изменений в земной атмосфере, вызванных увеличением солнечной активности. Их расчеты показывают, что примерно через миллиард лет повышенная яркость Солнца приведет к значительному снижению концентрации углекислого газа в атмосфере нашей планеты.
Углекислый газ играет ключевую роль в поддержании жизни на Земле, особенно для наземных растений. Его уменьшение может нарушить тонкий баланс карбонатно-силикатного цикла, который часто называют "естественным термостатом Земли". Этот цикл регулирует глобальный климат, контролируя количество углекислого газа в атмосфере.
Исследователи обнаружили, что карбонатно-силикатный цикл менее чувствителен к изменениям температуры, чем считалось ранее. Однако он сильно зависит от уровня углекислого газа в атмосфере. По мере того как Солнце становится ярче, цикл будет извлекать все больше и больше углекислого газа из атмосферы, что в конечном итоге приведет к его критическому снижению.
Предыдущие оценки предполагали, что сложная жизнь на поверхности Земли исчезнет уже через миллиард лет. Однако новые расчеты дают более оптимистичный прогноз. Согласно исследованию Грэма и его коллег, наземные растения и сложные формы жизни смогут существовать еще 1,6-1,86 миллиарда лет.
Интересно, что главной угрозой для жизни на Земле, по мнению ученых, станет не непосредственное снижение уровня углекислого газа, а переход планеты в состояние влажного парникового климата. Этот процесс характеризуется постепенным нагреванием планеты и насыщением ее атмосферы водяным паром.
Водяной пар является мощным парниковым газом, который усиливает эффект глобального потепления. По мере того как верхние слои атмосферы Земли будут насыщаться водяным паром, ультрафиолетовое излучение начнет расщеплять молекулы воды. В результате этого процесса водород будет постепенно уноситься в космос, что приведет к необратимой потере водных ресурсов планеты.
Когда температура на Земле достигнет критического уровня, растения не смогут выжить. Их исчезновение повлечет за собой гибель большей части сложных форм жизни, зависящих от растений прямо или косвенно. Этот сценарий, хотя и неизбежен в долгосрочной перспективе, отодвигается на более отдаленное будущее согласно новым расчетам.
