Een nieuwe studie van Jacob Haqq-Misra van Blue Marble Space en Eric Wolf van de University of Colorado Boulder heeft in de toekomst gekeken en geconcludeerd dat de zon de aarde uiteindelijk tot sintel zal maken, maar pas iets later dan we dachten. Het artikel, dat opent met de geruststellende vraag "Hoe lang zal het leven op aarde overleven?", gebruikt een 3D-klimaatmodel om schattingen te verfijnen van wanneer toenemende zonnehelderheid en dalende kooldioxideniveaus de planeet onbewoonbaar zullen maken voor complex leven.
De zon wordt gestaag helderder naarmate hij ouder wordt, en over ongeveer 5 miljard jaar wordt hij een rode reus die de aarde volledig opslokt. Voor die vurige finale wordt het leven echter bedreigd door twee dingen: te veel hitte en te weinig CO₂ voor fotosynthese. De cyclus van CO₂ door verwering van gesteente werkt als een thermostaat - warmere temperaturen versnellen verwering, wat CO₂ uit de atmosfeer haalt, wat de opwarming vertraagt. Maar datzelfde proces kan planten uithongeren van het gas dat ze nodig hebben om te ademen.
De studie draaide twee scenario's die de uitersten van de verwering-temperatuurrelatie vertegenwoordigen. In het zwakke-verweringsscenario - waar CO₂ op moderne niveaus blijft maar temperaturen stijgen - wordt de wereld over 1,5 miljard jaar ongeveer 21°C warmer, en nog eens 40°C tegen 2 miljard jaar. De meeste landplanten bereiken hun fysiologische grenzen na 1,68 miljard jaar, en de laatste overlevenden worden geroosterd tegen 1,87 miljard. De oceanen koken kort daarna weg.
In het sterke-verweringsscenario - waar de temperatuur constant blijft maar CO₂ keldert - dalen de niveaus tot ongeveer 34 delen per miljoen na 1 miljard jaar en onder 1 ppm na 2 miljard. De meeste landplanten hebben ongeveer 150 ppm nodig; C4-planten kunnen overleven tot 3-10 ppm, en overschrijden die drempel tussen 1,35 en 1,64 miljard jaar. Een paar valsspelers zoals cactussen en sommig zeeleven kunnen bicarbonaat gebruiken in plaats van opgelost CO₂, wat hen tijd koopt tot ongeveer 1,84 miljard jaar.
Het goede nieuws? Deze schattingen zijn optimistischer dan eerdere, dankzij het 3D-model dat minder opwarming toont voor een helderdere zon, langzamere CO₂-daling en een breder bereik van overleefbare CO₂-niveaus voor planten. Eerdere modellen stelden de vervaldatum vaak onder 1 miljard jaar. Nu hebben we ruwweg 1,68 tot 1,87 miljard jaar voordat landplanten uitsterven, en misschien 1,84 miljard voor de taaie.
De onderzoekers merken op dat de beschaving, als die zo lang meegaat, geo-engineering zou kunnen proberen - zoals het verspreiden van aërosolen in de stratosfeer om zonlicht te reflecteren. Of, ambitieuzer, we zouden de baan van de aarde kunnen verplaatsen of wat massa van de zon verwijderen. We hebben een miljard jaar om de logistiek uit te vogelen. Evolutie zou de tijdlijn ook kunnen verlengen door de fysiologische grenzen van planten te verleggen.
Uiteindelijk gaat de studie niet over het voorspellen van onze ondergang; het gaat over het begrijpen van het venster voor leven op aarde, wat astronomen helpt te weten waar ze elders moeten zoeken. Landplanten bestaan al bijna 500 miljoen jaar, en ze kunnen nog bijna 1,9 miljard jaar voortbestaan. Daarna zal microbiëel leven de planeet weer voor zichzelf hebben, zoals het een paar miljard jaar deed voordat planten verschenen.