Η ζωή στη Γη θα μπορούσε να συνεχιστεί για ακόμα 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με νέα έρευνα. Ο αριθμός αυτός, ο οποίος βασίζεται σε σύνθετα κλιματικά μοντέλα, είναι κατά πολύ μεγαλύτερος από ό,τι υπεδείκνυαν πολλές προηγούμενες μελέτες.
Καθώς ο ήλιος εξελίσσεται, γίνεται όλο και πιο φωτεινός. Το αστέρι μας παράγει αυτή τη στιγμή περίπου ένα τρίτο περισσότερη ενέργεια από ό,τι στην αυγή του ηλιακού συστήματος, πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Και θα συνεχίσει να γίνεται θερμότερο μέχρι να πεθάνει τελικά, σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι επιστήμονες αναρωτιούνται εδώ και δεκαετίες για πόσο καιρό η ζωή στη Γη θα καταφέρει να κρατηθεί στη ζωή καθώς ο ήλιος γίνεται πιο φωτεινός.
Το 1982, ο Τζέιμς Λάβλοκ (James Lovelock) και οι συνεργάτες του εκτίμησαν ότι η φωτοσυνθετική βιόσφαιρα της Γης –η οποία περιλαμβάνει όλα τα φυτά και αποτελεί τη βάση για το μεγαλύτερο μέρος της βιολογίας του πλανήτη– θα έφτανε στο τέλος της σε περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια από τώρα.
Μεταγενέστερες μελέτες μετέθεσαν αυτή τη διορία για τον θάνατο κάθε μορφής ζωής στη Γη ακόμη πιο μακριά στο μέλλον.
Στη νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στις 28 Μαΐου στο περιοδικό JGR Atmospheres, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η φυτική ζωή θα μπορούσε να συνεχιστεί για περίπου 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον. Αυτό πλησιάζει τη χρονική περίοδο, σε περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια, κατά την οποία η Γη θα έχανε τους ωκεανούς της στο διάστημα, είτε μέσω της διάσπασης των ατόμων του νερού από την ακτινοβολία είτε λόγω της ανεξέλεγκτης εξάτμισης.
«Προσπαθούσαμε να δείξουμε ότι η ζωή στη Γη –η σύνθετη βλάστηση– θα μπορούσε να επιβιώσει στο μέλλον για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από ό,τι είχαν δείξει προηγούμενες μελέτες», δήλωσε στο Live Science ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, ο Jacob Haqq-Misra, αστροβιολόγος στον οργανισμό διαστημικής εξερεύνησης Blue Marble Space.
Τα όρια της ζωής
Η ζωή στη Γη βασίζεται στη φωτοσύνθεση, τη διαδικασία που χρησιμοποιούν τα φυτά, τα φύκη και ορισμένα βακτήρια για να μετατρέψουν το ηλιακό φως σε ενέργεια. Ο μηχανισμός αυτός μετατρέπει χημικά το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε σάκχαρα και οξυγόνο. Απαιτεί τόσο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) όσο και ηλιακό φως. Ωστόσο, σε ορισμένες θερμοκρασίες, ο φωτοσυνθετικός μηχανισμός των φυτών σταματά να λειτουργεί.
Τελικά, ο ήλιος θα θερμάνει τη Γη σε τέτοιο βαθμό που τα φυτά δεν θα μπορούν πλέον να φωτοσυνθέσουν, γεγονός που με τη σειρά του θα προκαλέσει την κατάρρευση ολόκληρων των τροφικών πλεγμάτων και τον αφανισμό κάθε μορφής ζωής. Ένα ακόμη ζήτημα είναι ότι, καθώς ο ήλιος πεθαίνει και γίνεται φωτεινότερος, θα υπάρχει λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, οδηγώντας ουσιαστικά τα φυτά σε λιμοκτονία.
«Η Γη παρέμεινε αρκετά φιλόξενη όσον αφορά την επιφανειακή θερμοκρασία της στο μεγαλύτερο μέρος των τελευταίων 4 δισεκατομμυρίων ετών επειδή διαθέτει έναν ενσωματωμένο θερμοστάτη» που αποθηκεύει το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2) στα πετρώματα και το απελευθερώνει κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων, δήλωσε στο Live Science ο Robert Graham, ερευνητής πλανητικής επιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα.
Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, ο πλανήτης απορροφά περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το αποθηκεύει σε πετρώματα κάτω από το έδαφος, ανέφερε ο Graham. Αυτό αντισταθμίζει την υπερθέρμανση για να διατηρηθεί η θερμοκρασία σταθερή, σημαίνει όμως παράλληλα ότι το διοξείδιο του άνθρακα παύει να είναι προσβάσιμο για τα φυτά.
Κλιματικά μοντέλα και ανθεκτικά φυτά
Στη νέα μελέτη, ο Haqq-Misra και ο συνάδελφός του Eric Wolf, ερευνητής στο Blue Marble Space, χρησιμοποίησαν 29 κλιματικά μοντέλα για να εκτιμήσουν τι θα συνέβαινε στη φυτική βιόσφαιρα της Γης υπό διαφορετικά σενάρια. Χρησιμοποίησαν δύο ακραίες περιπτώσεις ως όρια:
- Την περίπτωση που η Γη είναι πολύ ζεστή για τη ζωή αλλά το CO 2 παραμένει σταθερό,
- και την περίπτωση που δεν υπάρχει αρκετό CO 2 αλλά η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.
Στη συνέχεια, εξέτασαν το εύρος των συνθηκών διοξειδίου του άνθρακα και ηλιακού φωτός ανάμεσα σε αυτά τα δύο άκρα. Αυτό τους επέτρεψε να συμπεριλάβουν καταστάσεις στις οποίες η Γη ήταν εξαιρετικά αποτελεσματική στην απορρόφηση του άνθρακα από την ατμόσφαιρα όταν οι θερμοκρασίες άρχιζαν να ανεβαίνουν. Συμπεριέλαβαν επίσης πληροφορίες για μια μεγάλη ποικιλία φυτών. Ορισμένα φυτά μπορούν να επιβιώσουν με πολύ χαμηλότερη αναλογία ατμοσφαιρικού CO 2 σε σύγκριση με άλλα.
Η μελέτη περιέλαβε φυτά που διαθέτουν μια ειδική φωτοσυνθετική διαδικασία (γνωστή ως μεταβολισμός κρασσουλακικού οξέος – CAM), όπως τα παχύφυτα και οι ορχιδέες. Αυτά τα φυτά μπορούν να συντηρηθούν με σχετικά ελάχιστες ποσότητες CO 2. Το ίδιο ισχύει και για ορισμένα θαλάσσια φυτά, τα οποία μπορούν να διαλύσουν και να έχουν πρόσβαση στον άνθρακα του ωκεάνιου συστήματος.
Αρκετοί ειδικοί έμειναν εντυπωσιασμένοι από τα ευρήματα. «Ο Haqq-Misra και ο Wolf χρησιμοποίησαν ένα εξελιγμένο τρισδιάστατο κλιματικό μοντέλο για να δείξουν ότι το κλίμα της Γης μπορεί να παραμείνει φιλόξενο για τη φυτική ζωή για σημαντικά μεγαλύτερο διάστημα στο μέλλον από ό,τι είχε προβλεφθεί» από απλούστερα μοντέλα, δήλωσε ο Graham, ο οποίος ήταν συγγραφέας μίας από εκείνες τις παλαιότερες μελέτες.
«Πρόκειται για μια πρόοδο σε σχέση με προηγούμενες εργασίες και υποδηλώνει ότι οι πολύπλοκες βιόσφαιρες, όπως αυτή της Γης, είναι πιο ανθεκτικές στις περιβαλλοντικές αλλαγές που προκαλούνται από τη φωτεινότητα των άστρων από ό,τι είχε εκτιμηθεί προηγουμένως».
Κοιτάζοντας προς το μέλλον
Ο Andrew Rushby, αστροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Birkbeck του Λονδίνου, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, δήλωσε στο Live Science ότι η συγκεκριμένη μελέτη επικαιροποιεί την έννοια της διάρκειας ζωής της βιόσφαιρας. Ωστόσο, προειδοποίησε ότι τα αποτελέσματα παραμένουν «γενικές εκτιμήσεις».
«Δεν είναι δυνατόν να προβλέψουμε ή να γνωρίζουμε τις πιθανές εξελικτικές προσαρμογές που μπορεί να υποστεί η φωτοσυνθετική βιόσφαιρα ως απάντηση στην αυξανόμενη ηλιακή ισχύ και το χαμηλότερο ατμοσφαιρικό CO 2, ειδικά σε ορίζοντα δισεκατομμυρίων ετών», δήλωσε.
Στην εργασία τους, οι συγγραφείς έγραψαν ότι «τα όρια που θέτει το θερμικό στρες ή η λιμοκτονία των φυτών ενδέχεται να αντικατοπτρίζουν μόνο τις παρατηρήσεις μας για τη σημερινή βιόσφαιρα, παρά τα απόλυτα όρια για το πώς μπορεί να εξελιχθεί η βιόσφαιρα». Επίσης, δεν υπάρχει τρόπος να γνωρίζουμε πώς θα μπορούσε να προσαρμοστεί η ζωή στις νέες συνθήκες.
Ο Haqq-Misra δήλωσε ότι βρήκε τα αποτελέσματα παρήγορα. «Το σύστημα της Γης είναι ανθεκτικό και είμαστε μέρος κάποιου πράγματος που θα μπορούσε να έχει ένα πολύ, πολύ μεγαλύτερο μέλλον», ανέφερε.
Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν ποια θα μπορούσαν να είναι τα αντίστοιχα όρια σε άλλους πλανήτες. «Μέρος της πρόκλησης είναι να ξεκινήσουμε με αυτά τα μοντέλα που βασίζονται στη Γη και στη συνέχεια να γενικεύσουμε τη φυσική όσο το δυνατόν περισσότερο, ώστε να είμαστε σε θέση να προσομοιώσουμε ένα ευρύτερο φάσμα ατμοσφαιρών», τόνισε.
