TLDR: Slunce postupně jasne – a tento jas paradoxně urychlí zvětrávání a tak i pokles uhlíku v atmosféře. To jednou povede až ke konci rostlin a tím i živočichů. Zdáí se však, že daný proces bude 2x pomalejší, než se čekalo. Studie tuna.

Nejen prasárny ve vaší spíži, ale i celá pozemská biosféra má svou dobu spotřeby! Život na Zemi je bytostně svázán s tím, v jakém stavu je Slunce – a pokud se nám nepodaří zbytek faunoflory vyhubit, nejpozději za 500 až 800 milionů let hrozilo, že se naše planeta opět stane pouze světem bakterií…

Tou dobou totiž (postupně a dlouhodobě zvyšující se) jas Slunce bude zářit o tolik víc, že to naruší uhlíkový cyklus, vyvolá vyčerpání oxidu uhličitého a tak i kolaps nejprve rostlin, a poté i živočichů. Ani nová geofyzikální studie tento scénář nestaví na hlavu – myslí si však, že doba spotřeby pozemské biosféry může být až dvojnásobná, než se dosud čekalo!

Více času

Zbičujme se na úvod tím, proč vlastně kolaps biosféry chca nechca časem nastane. Může za to vztah mezi slunečním jasem a hladinou oxidu uhličitého v atmosféře. Je to paradoxní, ale více svitu způsobuje pokles množství atmosférického uhlíku. Slunce přitom je každou miliardu let zhruba o 10 % jasnější. A čím je Slunce jasnější a tak (v efektu na Zemi) i teplejší, tím aktivnější je pozemský cyklus zvětrávání – tedy vypařování, dešťové srážky a oxidace vlhkých hornin. Tyto reakce postupně absorbují oxid uhličitý, áno?

Jelikož rostliny potřebují určité minimální množství oxidu uhličitého, aby mohly páchat fotosyntézu, v určitém bodě sluneční jas způsobí pokles tohoto plynu pod míru, která dovoluje rostlinám existovat. Kdy přesně tento bod ale nastane, není přesně jasné – krom efektu na pozemské klima hraje roli i to, do jaké míry se mohou procesy fotosyntézy vlivem selekčního tlaku stát efektivnější, a tak odsunout kolaps flory (a tím i fauny).

Důvod je nasnadě – více slunečního jasu a tak i méně oxidu uhličitého může snížit skleníkový efekt atmosféry… Tak vést ke snížení teplot… A tak i snížit proces zvětrávání a dalšího poklesu oxidu uhličitého. Do celého procesu navíc mohou promluvit i rostliny samotné. To vše by znamenalo, že biosféra se dočká více času vlivem prosté skutečnosti, že systém naší planety je velmi složitý a kecají do něj různé další jevy.

Právě tento pomalejší scénář nyní potvrdila i nová kalkulace vědátorů geofyzika RJ Grahama z Chicagské univerzity.

Hnědá, nikoliv zelená planeta

Vědátoři ve studii mají za to, že při komplexní vztah mezi klimatem, fotosyntézou produktivitou a zvětráváním zpomalení poklesu oxidu uhličitého oddaluje vyhynutí rostlin až o 1,86 miliardy let. Idea zní, že když rostliny na Zemi začnou kvůli nedostatku oxidu uhličitého a vyšším teplotám zpomalovat svou fotosyntézu, začne se měnit celý proces, kterým je oxid uhličitý z atmosféry odebírán. Rostliny totiž během svého růstu uvolňují uhlík také do půdy, kde tento plyn pomáhá spouštět chemické reakce, které rozkládají horniny – tento proces nazýváme zvětrávání.

Zvýšené zvětrávání pak udržuje rovnováhu v uhlíkovém cyklu tím, že z atmosféry „stahuje“ více oxidu uhličitého. Jenže když rostliny přestanou do půdy dodávat dostatek oxidu uhličitého, zvětrávání se zpomalí. Atmosféra tak přestane ztrácet oxid uhličitý tak rychle, což může dokonce způsobit, že jeho množství na chvíli vzroste. Planeta si tímto způsobem jakoby „odpočine“, než teploty a další faktory opět nastartují další fázi poklesu až do jejího ultimativního konce za 1,86 miliardy let.

To nicméně neznamená, že Země na 1,79 miliardy let bude automaticky rájem pro život. Většina rostlin na Zemi, jejichž fotosyntéza ztrácí účinnost v jasnějších a teplejších podmínkách, vymře podstatně dříve – již za přibližně 500 milionů let. Po této lhůtě budou však nejspíše ještě víc jak miliardu let schopny přežívat rostliny C4, jako je cukrová třtina a kukuřice, které si vystačí s menším množstvím atmosférického uhlíku. Takto proměněná biosféra se tedy skoro zcela jistě bude stále lišit od té dnes, nebo i třeba od té stamiliony let nazpět.

Vědátoři také upozorňují, že nemají křišťálovou kouli. Aktuální modely furt nezohledňují všechny proměnné, jako je zpětná vazba mraků a koloběh vody, což by mohlo výsledky změnit. Kalkulace takto složitého systému není brnkačka (kdo si myslí opak, ať si to sám zkusí!) a posouvá se kupředu právě tím způsobem, jakým teď čtete – publikací výzkumu, ke kterému se nyní budou moct v horizontu měsíců/let vyjádřit jiné týmy vlastními protikalkulacemi. Ultimativní odpověď tedy může stále znít jinak.

Nicméně, již nyní možnost, že biosféra bude mít více času, zajímavou pro fanoušky SETI…

Planeta za zenitem?

Nejnižší vs nejvyšší doba, po kterou bude ještě možná existence komplexního života na Zemi, není maličkost. Na nejnižší lhůtě (500 milionů) let jsme totiž nyní již za polovinou/zenitem období komplexních biočichů – za počátek této periody můžeme s přivřením očí, uší, dalších otvorů považoval kambrickou explozi před 539 miliony let. Naopak v odhadu nejvyšším, tedy podle vědátorů až 1,6 miliardy let, máme dost možná stále to nejlepší před sebou!

Zároveň platí, že odhady doby spotřeby života na Zemi jsou i naší nejlepší (protože také furt jedinou) referencí pro život mimo Zemi. Pokud víme, planetárnímu životu trvá setsakra dlouho, než se trochu rozšoupne z fáze mikrobů do fáze komplexních biočichů a snad i civilizací. Pokud by na komplexní fázi měl jen cca 1 miliardu let (jako by měla Země na nejnižší straně odhadů), znamenalo by to také, že se civilizace dočká zřejmě méně obyvatelných světů. Pokud naopak bude mít přes 2 miliardy let (jako v odhadu nejvyšším), naše šance na nalezení ufounských kamarádů také rostou…

To celé samože za předpokladu, že řešením Fermiho paradoxu není možnost, že civilizace mají bohužel tendenci zničit sebe sama i svůj svět. Což dost možná pořád může být ta nejpravděpodobnější odpověď! Nicméně, nehažme flintu do žita – budoucnost ještě napsána nebyla. To, jestli nebude mít biosféra na Zemi předčasnou dobu spotřeby lidskou rukou, svou troškou stále může ovlivnit i každý z nás!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]