ブルーマーブルスペースのジェイコブ・ハック＝ミスラ氏とコロラド大学ボルダー校のエリック・ウルフ氏による新たな研究が未来を覗き見て、結論を下した。そう、太陽はいつか地球を炭に変えるだろう。しかし、思っていたよりはもう少し先の話だ。論文は「地球上の生命はあとどれくらい生き延びられるのか？」という安心させる問いかけで始まり、3D気候モデルを使って、太陽の明るさの増加と二酸化炭素濃度の低下が複雑な生命にとって居住不可能になる時期の推定を精緻化している。
太陽は老化するにつれて着実に明るくなっており、約50億年後には赤色巨星となって地球を完全に飲み込む。しかし、その炎のフィナーレの前に、生命は二重の脅威に直面する：過度の熱と光合成に必要なCO₂の不足だ。岩石の風化によるCO₂の循環はサーモスタットの役割を果たす——気温が高くなると風化が加速し、大気中のCO₂を吸収して温暖化を遅らせる。しかし、同じプロセスが植物に必要なガスを奪うこともある。
研究では、風化と気温の関係の両極端を表す2つのシナリオを実行した。弱風化シナリオ——CO₂が現代のレベルに保たれるが気温が上昇する——では、15億年後に世界は約21°C（38°F）温暖化し、20億年後にはさらに40°C（72°F）上昇する。ほとんどの陸上植物は16.8億年後に生理的限界に達し、最後の生き残りは18.7億年で焼かれる。その後すぐに海は沸騰する。
強風化シナリオ——気温は一定だがCO₂が急減する——では、10億年後に濃度は約34ppmに、20億年後には1ppm未満に低下する。ほとんどの陸上植物は約150ppmを必要とし、C4植物は3～10ppmまで耐えられるが、その閾値を13.5億年から16.4億年の間に超える。サボテンや一部の海洋生物のような少数のずる賢い連中は、溶存CO₂の代わりに重炭酸塩を使うことで、約18.4億年まで時間を稼ぐ。
良い知らせ？これらの推定値は以前のものよりも楽観的だ。3Dモデルにより、明るくなる太陽に対する温暖化が少なく、CO₂の減少が遅く、植物が生存可能なCO₂濃度の範囲が広いことが示されたからだ。以前のモデルでは、多くの場合、有効期限は10億年未満とされていた。今や、陸上植物が絶滅するまで約16.8億年から18.7億年、タフな連中なら18.4億年はある。
研究者らは、文明がそれまで続くなら、成層圏にエアロゾルを散布して太陽光を反射するなどのジオエンジニアリングを試みるかもしれないと指摘する。あるいは、もっと野心的に、地球の軌道を移動させたり、太陽の質量の一部を取り除いたりすることもできる。ロジスティクスを考えるのに10億年はある。進化が植物の生理的限界を拡大することで、タイムラインを延ばす可能性もある。
結局のところ、この研究は私たちの運命を予測するものではなく、地球上の生命の窓を理解することにある。それは天文学者が他の場所で生命を探す場所を知るのに役立つ。陸上植物は約5億年前から存在し、あと約19億年は存続できるかもしれない。その後は、微生物の生命が再び惑星を独占するだろう——植物が現れる前の数十億年間そうだったように。