Novi proračuni pokazuju da bi život na Zemlji mogao opstati još oko 1,8 milijardi godina, što je znatno duže nego što su naučnici ranije procjenjivali.
Do ovog zaključka došli su istraživači koristeći napredne klimatske modele, a rezultati su objavljeni u naučnom časopisu JGR Atmospheres.
Sunce se tokom svog životnog vijeka postepeno mijenja i postaje sve sjajnije. Danas emituje oko trećinu više energije nego prije približno 4,5 milijardi godina, kada je nastao Sunčev sistem. Taj proces nastavit će se sve dok za oko pet milijardi godina ne dođe kraj života naše zvijezde.
Naučnici već decenijama pokušavaju odgovoriti na pitanje koliko dugo će život na Zemlji moći opstati dok Sunce postaje sve toplije.
Još 1982. godine naučnik Džejms Lavlok sa saradnicima procijenio je da će fotosintetska biosfera Zemlje, koja obuhvata biljke i predstavlja osnovu gotovo cjelokupnog života na planeti, nestati za oko 100 miliona godina. Kasnija istraživanja postepeno su pomjerala taj rok, a najnovija studija sugeriše da bi biljke mogle opstati čak 1,8 milijardi godina.
To je veoma blizu trenutku kada će Zemlja, prema procjenama, izgubiti svoje okeane. Očekuje se da bi se to moglo dogoditi za oko dvije milijarde godina usljed intenzivnog Sunčevog zračenja koje razlaže molekule vode ili zbog nekontrolisanog isparavanja.
„Željeli smo pokazati da bi složen biljni svijet na Zemlji mogao opstati mnogo duže nego što su prethodne studije sugerisale“, rekao je koautor istraživanja Džejkob Hak Misra, astrobiolog iz organizacije Blue Marble Space.
Zašto je fotosinteza ključ opstanka života?
Život na Zemlji u velikoj mjeri zavisi od fotosinteze, procesa kojim biljke, alge i pojedine bakterije koriste Sunčevu svjetlost kako bi proizvodile energiju.
Tokom fotosinteze ugljen-dioksid i voda pretvaraju se u šećere i kiseonik, ali za taj proces neophodni su dovoljna količina ugljen-dioksida i odgovarajuća temperatura.
Kako temperatura raste, fotosinteza postaje sve manje efikasna, a u jednom trenutku potpuno prestaje. Kada biljke više ne budu mogle proizvoditi energiju na ovaj način, urušit će se čitavi lanci ishrane, što bi na kraju dovelo do nestanka gotovo svih oblika života.
Pored toga, Sunce koje postaje sve toplije izaziva još jedan problem. Kako se klima zagrijava, količina ugljen-dioksida u atmosferi postepeno opada, pa biljke ostaju bez jednog od osnovnih sastojaka potrebnih za fotosintezu.
Robert Grejem, istraživač planetarnih nauka sa Univerziteta u Čikagu, koji nije učestvovao u ovom istraživanju, objašnjava da Zemlja već milijardama godina posjeduje svojevrsni prirodni „termostat“.
Naime, ugljen-dioksid se skladišti u stijenama, a zatim se ponovo oslobađa tokom vulkanskih erupcija. Kada planeta postane toplija, više ugljen-dioksida veže se za stijene ispod površine, čime se ublažava zagrijavanje. Međutim, taj ugljenik tada više nije dostupan biljkama.
Napredniji modeli donijeli drugačije rezultate
U novoj studiji Hak Misra i njegov kolega Erik Volf koristili su čak 29 različitih klimatskih modela kako bi procijenili budućnost biljnog svijeta pod različitim uslovima.
Analizirali su dva ekstremna scenarija. Prvi podrazumijeva situaciju u kojoj je temperatura previsoka za život, ali količina ugljen-dioksida ostaje stabilna. Drugi scenario pretpostavlja da je temperatura pogodna za život, ali da u atmosferi nema dovoljno ugljen-dioksida.
Između ta dva krajnja slučaja istraživači su simulirali čitav niz mogućih kombinacija Sunčevog zračenja i koncentracije ugljen-dioksida. To im je omogućilo da u modele uključe i scenarije u kojima Zemlja veoma efikasno uklanja ugljenik iz atmosfere kako temperatura raste.
Posebna pažnja posvećena je različitim vrstama biljaka.
Neke biljke mogu preživjeti uz znatno manje ugljen-dioksida od drugih. Među njima su sukulenti i orhideje, koje koriste poseban oblik fotosinteze poznat kao CAM metabolizam (Crassulacean Acid Metabolism). Zahvaljujući toj prilagodbi mogu opstati i pri veoma niskim koncentracijama ugljen-dioksida.
Sličnu sposobnost imaju i pojedine morske biljke koje ugljenik mogu preuzimati direktno iz okeana.
Stručnjaci smatraju da je istraživanje značajan napredak
Robert Grejem ocijenio je da su rezultati veoma značajni.
„Hak Misra i Volf koristili su sofisticirani trodimenzionalni klimatski model koji pokazuje da bi klima na Zemlji mogla ostati pogodna za biljni svijet mnogo duže nego što su predviđali jednostavniji modeli“, rekao je.
Prema njegovim riječima, istraživanje predstavlja važan korak naprijed i sugeriše da su složeni ekosistemi poput Zemljinog otporniji na promjene izazvane postepenim jačanjem Sunčevog zračenja nego što se ranije mislilo.
I dalje postoje brojne nepoznanice
Ipak, stručnjaci upozoravaju da rezultate treba posmatrati kao okvirne procjene.
Astrobiolog Endru Rašbi sa Univerziteta Birkbek u Londonu ističe da je gotovo nemoguće predvidjeti kako će se biljni svijet razvijati tokom narednih milijardi godina.
„Ne možemo znati kakve bi evolutivne prilagodbe fotosintetski organizmi mogli razviti kao odgovor na sve jače Sunčevo zračenje i sve manje ugljen-dioksida u atmosferi“, rekao je Rašbi.
Autori studije također navode da ograničenja koja danas poznajemo možda predstavljaju samo granice sadašnje biosfere, a ne nužno i granice buduće evolucije života.
Drugim riječima, nemoguće je predvidjeti na koje bi se sve načine život mogao prilagoditi potpuno novim uslovima.
Otkriće može pomoći i u potrazi za životom van Zemlje
Hak Misra kaže da ga rezultati istraživanja ispunjavaju optimizmom.
„Zemljin sistem je izuzetno otporan i mi smo dio nečega što bi moglo imati mnogo, mnogo dužu budućnost nego što smo ranije mislili“, rekao je.
Osim što pruža novu sliku budućnosti naše planete, istraživanje bi moglo biti dragocjeno i u potrazi za životom na drugim svjetovima.
Naučnici planiraju iste modele prilagoditi proučavanju planeta izvan Sunčevog sistema kako bi utvrdili kakvi atmosferski uslovi omogućavaju dugoročan opstanak života.
Kako ističe Hak Misra, najveći izazov sada je primijeniti znanja stečena proučavanjem Zemlje na mnogo širi spektar planeta i atmosfera, što bi moglo pomoći u pronalaženju novih svjetova pogodnih za život.
