Blue Marble Space의 Jacob Haqq-Misra와 University of Colorado Boulder의 Eric Wolf가 수행한 새로운 연구는 미래를 내다보았고, 결론은 태양이 결국 지구를 잿더미로 만들겠지만, 우리가 생각했던 것보다 조금 더 오래 걸린다는 것입니다. "지구상의 생명체는 얼마나 오래 살아남을까?"라는 안심시키는 질문으로 시작하는 이 논문은 3D 기후 모델을 사용하여 태양 밝기 증가와 이산화탄소 수준 감소가 복잡한 생명체가 살 수 없는 행성으로 만들 시점에 대한 추정치를 개선합니다.
태양은 나이가 들면서 꾸준히 밝아지고 있으며, 약 50억 년 후에는 지구를 완전히 삼키는 적색 거성이 될 것입니다. 그러나 그 불타는 피날레 전에 생명체는 두 가지 위협에 직면합니다: 너무 많은 열과 광합성을 위한 너무 적은 CO₂입니다. 암석 풍화를 통한 CO₂의 순환은 온도 조절 장치 역할을 합니다. 더 따뜻한 온도는 풍화를 가속화하여 대기에서 CO₂를 제거하고, 이는 온난화를 늦춥니다. 그러나 같은 과정이 식물이 숨 쉬는 데 필요한 가스를 고갈시킬 수 있습니다.
이 연구는 풍화-온도 관계의 극단을 나타내는 두 가지 시나리오를 실행했습니다. 약한 풍화 시나리오(CO₂가 현대 수준으로 유지되지만 온도가 상승)에서는 15억 년 후에 지구가 약 21°C(38°F) 더 따뜻해지고, 20억 년 후에는 추가로 40°C(72°F) 더 따뜻해집니다. 대부분의 육상 식물은 16억 8천만 년에 생리적 한계에 도달하고, 마지막 버티는 식물은 18억 7천만 년에 익습니다. 바다는 곧 증발합니다.
강한 풍화 시나리오(온도는 일정하지만 CO₂가 급감)에서는 10억 년 후 CO₂ 수준이 약 34ppm으로 떨어지고 20억 년 후에는 1ppm 미만으로 떨어집니다. 대부분의 육상 식물은 약 150ppm이 필요합니다. C4 식물은 3-10ppm까지 생존할 수 있으며, 이 임계값을 13억 5천만 년에서 16억 4천만 년 사이에 넘습니다. 선인장과 같은 일부 속임수와 일부 해양 생물은 용존 CO₂ 대신 중탄산염을 사용할 수 있어 약 18억 4천만 년까지 시간을 법니다.
좋은 소식? 이러한 추정치는 3D 모델이 밝아지는 태양에 대해 더 적은 온난화, 더 느린 CO₂ 감소, 그리고 식물이 생존할 수 있는 CO₂ 수준의 더 넓은 범위를 보여주기 때문에 이전 추정치보다 더 낙관적입니다. 이전 모델은 종종 소멸 시점을 10억 년 미만으로 설정했습니다. 이제 육상 식물이 멸종하기까지 약 16억 8천만 년에서 18억 7천만 년, 그리고 강한 식물의 경우 약 18억 4천만 년이 남았습니다.
연구자들은 문명이 그렇게 오래 지속된다면, 성층권에 에어로졸을 확산시켜 햇빛을 반사하는 지구공학을 시도할 수 있다고 지적합니다. 또는 더 야심차게, 지구 궤도를 옮기거나 태양 질량의 일부를 제거할 수도 있습니다. 물류를 해결하는 데 10억 년이 있습니다. 진화는 식물의 생리적 한계를 확장하여 시간표를 연장할 수도 있습니다.
궁극적으로, 이 연구는 우리의 종말을 예측하는 것이 아니라 지구상의 생명체가 존재할 수 있는 기간을 이해하는 것이며, 이는 천문학자들이 다른 곳에서 생명체를 찾을 위치를 아는 데 도움이 됩니다. 육상 식물은 거의 5억 년 동안 존재해 왔으며, 앞으로 거의 19억 년 더 지속될 수 있습니다. 그 후에는 미생물 생명체가 다시 행성을 독차지하게 될 것입니다. 식물이 나타나기 전 수십억 년 동안 그랬던 것처럼요.