قد تستمر الحياة المعقدة على الأرض 500 مليون سنة أطول مما كان يعتقد

تصبح الشمس أكثر إشراقا ويزداد حجمها. في يوم من الأيام، سيبدأ حرفيًا في حرق كوكبنا، ثم يستهلكه بالكامل، ولكن، كما اتضح، يمكن لأشكال الحياة المعقدة البقاء على قيد الحياة في هذا الجحيم لفترة أطول بكثير مما كان يعتقد سابقًا.

اذا حكمنا من خلال الملاحظات خلف النجوم الأخرى، سوف يتطور نجمنا تدريجياً إلى عملاق أحمر – وهي عملية ستدمر الأرض في حوالي 5 مليارات سنة. ومع ذلك، فإن السؤال حول المدة التي سيظل فيها الكوكب صالحًا للسكن يظل مفتوحًا. أما بالنسبة للحياة المعقدة، فإن آخر من يتخلى عنهم هم ممثلو المحيط الحيوي النباتي – النباتات الأرضية والمائية. وستعتمد قدرتها على البقاء، من ناحية، على درجة حرارة الكوكب، ولكن في المقام الأول على مستوى ثاني أكسيد الكربون اللازم لعملية التمثيل الضوئي.

يوضح عالم الأحياء الفلكي جاكوب هاك ميسرا من معهد أبحاث بلو ماربل الفضائي في واشنطن: “إن تأثير الاحتباس الحراري بمثابة نوع من منظم الحرارة للكوكب – فهو يحافظ على توازن ثاني أكسيد الكربون، الذي يبقي درجة حرارة الأرض ضمن حدود مريحة للحياة”.

وعندما يصبح الجو حارًا للغاية، تربط الصخور ثاني أكسيد الكربون بشكل أكثر كثافة، وينخفض ​​تركيزه في الغلاف الجوي، ويعود بعض الحرارة إلى الفضاء.

وهذا يعني أنه مع توسع الشمس، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون هي التي تصبح العامل الرئيسي المحدد للغطاء النباتي. حدد العمل السابق العتبة الحرجة عند 10 أجزاء في المليون – عندما ينخفض ​​التركيز إلى ما دون هذا المستوى، تموت النباتات، وتبقى الميكروبات فقط على الكوكب. ومن المتوقع أن تحدث نقطة التحول هذه في حوالي 1.35 مليار سنة. من غير المعروف بالضبط كم من الوقت ستستمر الكائنات الحية الدقيقة في البقاء بعد ذلك، ولكن على الأرجح لفترة طويلة جدًا.

أجرى حق ميسرا وعالم المناخ إريك وولف سلسلة من عمليات المحاكاة باستخدام نماذج أكثر تفصيلاً، ونشرت نتائجها في المجلة. أجواء JGR.

أخذ الباحثون في الاعتبار، على وجه الخصوص، أن بعض النباتات، مثل الصبار والأناناس، تستخدم نوعًا خاصًا من عملية التمثيل الضوئي – ما يسمى التمثيل الغذائي الحمضي لنباتات Crassulaceans (التمثيل الضوئي CAM)، مما يجعل من الممكن استخراج ثاني أكسيد الكربون بشكل أكثر كفاءة من الهواء. بفضل هذا، يمكن تقليل الحد الأقصى للتركيز الذي تحدث فيه “المجاعة” بسبب نقص ثاني أكسيد الكربون إلى جزء واحد في المليون، ويمكن أن يستمر المحيط الحيوي النباتي نفسه لأكثر من 1.8 مليار سنة.

وهكذا يتبقى للنباتات 500 مليون سنة أخرى.

يقول حق ميسرا: “إن الحياة على الأرض قادرة على تحقيق أكثر بكثير مما كنا نعتقد”.

بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن استبعاد التطور على هذه الفترات الزمنية الواسعة: فالكائنات الحية لديها متسع من الوقت للتكيف مع الاحترار البطيء الناجم عن نمو الشمس، كما يضيف.

يقول عالم الأحياء الفلكية إدوارد شويترمان من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد: “تُظهر هذه النماذج أنه، على عكس السيناريوهات الأكثر تشاؤمًا، لسنا على الإطلاق في نهاية المحيط الحيوي المعقد للأرض، أو حتى في المنتصف. وربما نكون أقرب بكثير إلى البداية”.

في رأيه، فإن الاكتشاف المشجع من وجهة نظر آفاق الأرض يجعلنا نفكر في الأجرام السماوية الأخرى: إذا كان المحيط الحيوي لدينا عنيدًا جدًا، فقد اتضح أن فرص اكتشاف حياة غريبة أعلى.

واختتم شويترمان حديثه قائلاً: “هذا ليس سؤالاً فلسفيًا مجردًا على الإطلاق – بل له بعد عملي ملموس للغاية. ففي نهاية المطاف، يقوم العلماء بصياغة نماذج مماثلة لكوكب الأرض المستقبلي والتي من المحتمل أن نلاحظها في العقدين المقبلين”.