Kenneth Glad
Miljöförändringar långt in i framtiden kan förändra de förutsättningar som i dag gör det möjligt för växter och de organismer som är beroende av dem att leva. En ny modellstudie undersöker flera möjliga gränser snarare än att ange ett exakt datum för när växtlivet skulle upphöra.
Jorden kan behålla någon form av växtliv i upp till omkring 1,8 miljarder år, enligt forskning som bygger på en tredimensionell klimatmodell.
Uppskattningen beror på hur planetens kolcykel utvecklas i takt med att den åldrande solen gradvis blir allt starkare.
Till slut kan värmen bli för svår för växtligheten, men en minskning av koldioxidhalten i atmosfären kan visa sig vara den avgörande begränsningen redan innan dess.
Värmen kan bli den första gränsen
Studien, som publicerats i Journal of Geophysical Research: Atmospheres, analyserade 29 ExoCAM-simuleringar med starkare solinstrålning och koldioxidhalter från dagens nivåer ner till nästan noll.
Till skillnad från enklare modeller återger ExoCAM atmosfärens cirkulation, moln, nederbörd, regionala temperaturer och samspelet med en förenklad havsyta. Jämförelser visade att vissa tidigare modeller kan ha överskattat den uppvärmning som orsakas av en starkare sol.
I scenariot med svag vittring ligger koldioxidhalten kvar nära dagens nivåer samtidigt som planeten blir varmare. De genomsnittliga förhållandena skulle bli olämpliga för de flesta landväxter om ungefär 1,68 miljarder år. Med en mer optimistisk temperaturgräns skulle viss växtlighet kunna finnas kvar i omkring 1,87 miljarder år.
Studien anger inte något definitivt slutdatum. Resultaten beror på hur effektivt vittringen avlägsnar koldioxid ur atmosfären och hur höga temperaturer framtidens växtlighet kan tåla.
När koldioxiden blir för knapp
Ett annat scenario uppstår om högre temperaturer påskyndar vittringen av bergarter. Den processen tar bort koldioxid från atmosfären och kan dämpa den globala uppvärmningen, samtidigt som växterna gradvis får allt mindre av det ämne som krävs för fotosyntesen.
Den traditionella gränsen för C4-växter skulle nås efter cirka 1,35 miljarder år. Lägre gränsvärden som föreslagits i nyare forskning skulle kunna förlänga denna tidsperiod.
CAM-växter, däribland kaktusar, agaver och vissa orkidéer, använder en specialiserad process för att ta upp och lagra koldioxid samtidigt som de minskar vattenförlusten. Vissa kan också återanvända en del av den koldioxid som frigörs vid cellandningen. Vattenväxter och kiselalger kan hämta kol från bikarbonat som är löst i vatten.
Om växter kan överleva vid koncentrationer på omkring en miljondel, eller en ppm, blir den övre uppskattningen ungefär 1,84 miljarder år. Varken evolution eller tekniska lösningar ingick i beräkningarna, även om båda skulle kunna förlänga vissa organismers överlevnad.
”Vi föreslår att standardberättelsen om vår planets framtid är att livet kommer att överleva åtminstone lika länge som jorden”, skrev forskarna.
Den övergripande slutsatsen är att växtligheten kan bestå tills jorden närmar sig de klimatgränser som är kopplade till en omfattande förlust av hav, även om modellerna skiljer sig avsevärt åt när det gäller när dessa förhållanden skulle uppstå.
Källa: ”Maximum Lifetime of the Vegetative Biosphere”, Journal of Geophysical Research: Atmospheres
