Bitkilerin gelecekteki ömrü uzadı

Şimdilik Dünya üzerindeki yaşamın geleceği insanların elinde. Ancak insan merkezli dönemden sonra durum riskli olmaya başlıyor. Güneşin parlaklığı zamanla artıyor, yani her 110 milyon yılda yaklaşık %1, dolayısıyla Dünya’nın yüzeyi yavaş yavaş ısınacak (ancak bu, günümüzün küresel ısınmasından çok daha yavaş bir hızda).

Bu, silikat ayrışmasının gerçekleşme hızını değiştirecektir; bu, silikat kayalarının, atmosferik karbondioksit ve yağmur suyunun birleşerek karbonik asit üretmesiyle karbonat kayalarına dönüştüğü süreçtir.

Çoğunlukla kireçtaşı ve dolomitten oluşan karbonat kayaları, yüksek sıcaklıkta volkanik hareket ve metamorfoz yoluyla tekrar silikat kayalara dönüşür. Volkanik aktivite, silikat hava koşullarının ortadan kaldırdığı karbondioksitin yerini alan karbondioksit yayar ve karbonat-silikat döngüsü devam eder.

Yani milyon yıllık zaman ölçeklerinde, atmosferdeki karbondioksit seviyesi yaklaşık olarak sabit olacaktır, diğer her şey eşit olacaktır (ki nadiren öyledir). Ancak güneşin artan parlaklığı Dünya’nın sıcaklığını yavaş yavaş artırdıkça, silikat ayrışmasının da azalması ve atmosferden daha fazla karbondioksit çekilmesi gerekir.

Karbonatın gömülmesi aynı zamanda okyanus atmosferi sisteminden karbonu da uzaklaştırır. Bu, karbondioksit, güneş ışığı ve su ile beslenen bitkiler için kötü bir haber ve güneş nedeniyle yüzey sıcaklıkları arttıkça iki kat zarar görecekler. Bitkiler yok oldukça, Dünya’daki büyük yaşam açlıktan ölecek ve ölecek. Bunun ne zaman gerçekleşeceğini hesaplamak onlarca yıldır süren bir çabaydı, elde edilen zaman aralıklarıyla 100 milyondan 1 milyar yıla kadar, ancak böyle bir modeldeki tüm hareketli parçalar hesaplamayı zorlaştırıyor.

Chicago Üniversitesi ve İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden üç bilim insanı, karasal biyosferin ömrünü 1,7 milyar yıla çıkaran yeni bir model ortaya koydu. Onların işi oldu yayınlandı içinde Gezegensel Bilim Dergisi.

“Eğer hava koşullarının etkisi zayıf bir şekilde sıcaklığa bağlıysa (son verilerin önerdiği gibi) ve/veya güçlü bir şekilde CO2’ye bağlıysa₂ bağımlı” diye yazıyorlar, “iklim, üretkenlik ve hava koşulları arasındaki etkileşimin gelecekteki parlaklık odaklı CO2 oluşumuna neden olduğunu bulduk₂ Yavaşlatmak ve geçici olarak tersine çevirmek için azaltın, tesis CO2’sini önleyin₂ açlık.”

Elde edilen sonuçlar, bitkilerin CO2 nedeniyle ölene kadar hayatta kalma süresini 1,6 ila 1,82 milyar yıla kadar uzatıyor.₂ açlık veya aşırı sıcaklıklar, belki de makro boyutlu organizmaların gelecekteki ömrünü ikiye katlıyor.

Önceki çalışmaların çoğu, silikat ayrışmasının büyük oranda sıcaklığa bağlı olduğunu, e-katlanma süresiyle (T) üstel olduğunu varsaymıştı._e) 10 ila 20 yıl ve zayıf CO₂ bağımlı, CO’nun dördüncü kökü ile karekökü arasında değişen (β kuvvetine göre)₂ konsantrasyon. Daha küçük T_e silikat ayrışma hızının sıcaklığa daha güçlü bir bağımlılığı anlamına gelir.

İki senaryoyu değerlendiriyorlar: Yetersiz CO2 nedeniyle bitkilerin yok olması₂ {T_e =13,7 Kelvin ve β=0,25} olduğu gibi 1992’de Caldiera ve Kastingve aşırı ısınmadan dolayı sönme {T_e =31 K ve β=0,41} olduğu gibi Krissansen-Totton ve Catling 2017 yılında.

Onlar da baktılar C3 ve C4 bitkileri ayrı ayrı (fotosentezi kullanma verimlilikleri, karbon sabitleme süreçleri ve sıcak, kuru koşulları ne kadar iyi tolere ettikleri açısından farklılık gösterirler; Dünya üzerindeki bitkilerin yaklaşık %95’i C3 bitkileridir).

Bu parametre çiftleriyle bitki üretkenliği, karbon döngüsü ve iklime ilişkin küresel ortalama modelleri birleştirerek kara bitkilerinin ve tabii ki onlara bağlı olan tüm türlerin nihai yok olma mekanizmalarını belirliyorlar. Aşırı ısınma senaryosunu temsil eden ikinci parametre seti, karasal bitkilerin gelecekteki ömrünün birinci gruba göre daha uzun olmasıyla sonuçlanır; sırasıyla 1,3 milyar yıl yerine 1,8 milyar yıl. Bu, önceki çalışmalardan önemli ölçüde daha uzundur.

Karbondioksit konsantrasyonu her iki durumda da modern değerden ilk senaryoda esas olarak sıfıra, ikinci senaryoda ise yaklaşık 170 parça/milyona (ppm) düşer. Dünyanın yüzey sıcaklığı birinci senaryoda yaklaşık 310 K (37°C) ve ikinci senaryoda 335 K (62°C) seviyesinde zirve yapıyor. (Dünyanın mevcut ortalama yüzey sıcaklığı yaklaşık 289 K’dır (16°C)). Her iki resimde de kızarmış olacak.

C3 bitkileri C4 bitkilerinden önce yok edildi: CO2’de 0,5 milyar yıl (senaryo 1)₂ C3 bitkileri için 0,8 Gyr (senaryo 2) ile karşılaştırıldığında 150 ppm konsantrasyon seviyesi ve C4 bitkileri için sırasıyla 1,8 Gy ile karşılaştırıldığında 1,2 Gyr. Dünya yaklaşık 500 milyon yıl sonra yalnızca sorgum, şeker kamışı ve mısır gibi C4 bitkilerinin var olacağını görecek. Eğer tatlıları üretecek biri kalırsa, en azından fazladan yarım milyar yıl daha var olacak.

Yazarlar ayrıca dünya dışı yaşam hakkında da bazı büyük sonuçlar çıkarabiliyorlar. “Eğer yaşam Dünya’nın ötesinde yaygınsa” diye yazıyorlar, “sonuçlarımız güneş dışı gezegenlerdeki biyolojik imzaların gelecekteki gözlemleriyle test edilebilir.”

Biyosferin daha uzun bir geleceğinin akıllı yaşamın gelişimi üzerinde de etkileri vardır. Daha uzun bir yaşam süresinin, akıllı yaşam üretmek için daha önce tahmin edilenden daha az “zor adım” (kritik, olası olmayan evrimsel geçişler) anlamına geldiğini gösteriyorlar. Önceki araştırmacılar gerekli zorlu adımların sayısı için 4-5 önermişti, ancak yazarların hesaplamasına göre daha uzun bir biyosfer bu sayıyı 2,4’e düşürüyor.

Bu, akıllı dünya dışı yaşam beklentisi için iyi bir haber. Sonuçları “akıllı yaşamın ortaya çıkmasının, önceki bazı yazarların iddia ettiğinden daha az zor (ve dolayısıyla daha yaygın) bir süreç olabileceğini öne sürüyor.

© 2024 Science X Ağı