Новое исследование Джейкоба Хакк-Мисры из Blue Marble Space и Эрика Вольфа из Университета Колорадо в Боулдере заглянуло в будущее и пришло к выводу: да, Солнце в конце концов превратит Землю в пепел, но не так скоро, как мы думали. Статья, начинающаяся с обнадеживающего вопроса «Как долго жизнь на Земле просуществует?», использует 3D-модель климата, чтобы уточнить оценки того, когда растущая яркость Солнца и падающий уровень углекислого газа сделают планету непригодной для сложной жизни.

Солнце неуклонно становится ярче с возрастом, и примерно через 5 миллиардов лет оно превратится в красного гиганта, который поглотит Землю целиком. Однако до этого огненного финала жизнь столкнется с двойной угрозой: слишком сильная жара и слишком мало CO₂ для фотосинтеза. Круговорот CO₂ через выветривание горных пород действует как термостат: более высокие температуры ускоряют выветривание, что вытягивает CO₂ из атмосферы, замедляя потепление. Но тот же процесс может лишить растения газа, необходимого им для дыхания.

Исследование рассмотрело два сценария, представляющих крайние точки зависимости между выветриванием и температурой. В сценарии слабого выветривания — где CO₂ остается на современном уровне, но температура растет — через 1,5 миллиарда лет мир потеплеет примерно на 21°C (38°F), а еще на 40°C (72°F) к 2 миллиардам лет. Большинство наземных растений достигают своих физиологических пределов через 1,68 миллиарда лет, а последние выжившие будут сварены через 1,87 миллиарда. Океаны вскоре после этого выкипят.

В сценарии сильного выветривания — где температура остается постоянной, но CO₂ резко падает — уровни снижаются до примерно 34 частей на миллион через 1 миллиард лет и ниже 1 ppm через 2 миллиарда. Большинству наземных растений нужно около 150 ppm; C4-растения могут выжить при 3–10 ppm, пересекая этот порог между 1,35 и 1,64 миллиарда лет. Некоторые хитрецы, как кактусы и некоторые морские организмы, могут использовать бикарбонат вместо растворенного CO₂, что дает им время до примерно 1,84 миллиарда лет.

Хорошие новости? Эти оценки более оптимистичны, чем предыдущие, благодаря 3D-модели, которая показывает меньшее потепление при ярком Солнце, более медленное снижение CO₂ и более широкий диапазон выживаемых уровней CO₂ для растений. Более ранние модели часто ставили срок годности менее 1 миллиарда лет. Теперь у нас есть примерно от 1,68 до 1,87 миллиарда лет до вымирания наземных растений, и, возможно, 1,84 миллиарда для самых стойких.

Исследователи отмечают, что цивилизация, если она просуществует так долго, может попробовать геоинженерию — например, распыление аэрозолей в стратосфере для отражения солнечного света. Или, более амбициозно, мы могли бы изменить орбиту Земли или удалить часть массы Солнца. У нас есть миллиард лет, чтобы разобраться с логистикой. Эволюция также может продлить срок, расширив физиологические пределы растений.

В конечном счете, исследование не о предсказании нашей гибели; оно о понимании окна возможностей для жизни на Земле, что помогает астрономам знать, где искать ее в других местах. Наземные растения существуют почти 500 миллионов лет, и они могут просуществовать еще почти 1,9 миллиарда. После этого микробная жизнь снова будет владеть планетой, как это было несколько миллиардов лет до появления растений.