O Sol está na metade de sua vida de fusão. Ele tem cerca de cinco bilhões de anos e, embora sua vida esteja longe de acabar, ele passará por algumas mudanças pronunciadas conforme envelhece. Ao longo do próximo bilhão de anos, o Sol continuará a brilhar.
Isso significa que as coisas vão mudar aqui na Terra.
À medida que o Sol realiza seu trabalho fundindo hélio em hidrogênio, a proporção de hidrogênio para hélio em seu núcleo muda. Com o tempo, o núcleo lentamente se torna mais enriquecido em hélio. À medida que o hélio se acumula em seu núcleo, a densidade do núcleo aumenta, o que significa que os prótons ficam mais compactados. Isso cria uma situação em que o Sol pode fundir hidrogênio de forma mais eficiente. Após uma reação em cadeia de processos e causa e efeito, o resultado final é que a luminosidade do Sol aumenta. A luminosidade do Sol já aumentou em cerca de 30% desde sua formação, e o brilho continuará.
Qualquer aumento na luminosidade do Sol pode ter um efeito pronunciado na Terra. Ciclos ambientais como os ciclos de carbono, nitrogênio e fósforo sustentam a biosfera da Terra. À medida que o Sol se torna mais brilhante, isso afetará esses ciclos, incluindo o ciclo carbonato-silicatoque modera o acúmulo de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera do planeta.
Os cientistas acreditam que, ao longo dos próximos mil milhões de anos, o brilho do Sol irá perturbar este ciclo, levando ao declínio do CO2 níveis. As plantas dependem de CO2 e espera-se que os níveis despenquem, o que significa que a vida terrestre complexa acabará no próximo bilhão de anos.
É um prognóstico sombrio, mas novas pesquisas sugerem que isso pode não acontecer.
A nova pesquisa é “Extensão substancial do tempo de vida da biosfera terrestre,” e foi aceito para publicação no Planetary Science Journal. Está em pré-impressão agora, e o autor principal é RJ Graham, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências Geofísicas da Universidade de Chicago.
“Aproximadamente um bilhão de anos (Gyr) no futuro, à medida que o Sol brilha, espera-se que o ciclo carbonato-silicato da Terra impulsione o CO2 abaixo do nível mínimo exigido pelas plantas terrestres vasculares, eliminando a maior parte da vida terrestre macroscópica”, escrevem os autores.
À medida que o Sol brilha e aquece a superfície da Terra, os cientistas esperam que o ciclo carbonato-silicato atraia mais CO2 para fora da atmosfera devido ao intemperismo de carbonato-silicato e ao enterramento de carbonato. A água da chuva é enriquecida com carbono atmosférico, que reage com rochas de silicato e as decompõe. Os produtos das reações químicas que as decompõem encontram seu caminho para o fundo do oceano, onde formam minerais de carbonato. À medida que esses minerais são enterrados, eles efetivamente removem o carbono da atmosfera.
Normalmente, o ciclo atua como o termostato natural da Terra. No entanto, temperaturas mais altas tornam as reações mais eficientes, o que significa que o ciclo carbonato-silicato removerá mais CO2 da atmosfera. Foi isso que levou os cientistas a concluir que o CO2 ficará tão baixo que a vida no planeta perecerá. No entanto, os autores examinaram essas ideias e descobriram que pode não funcionar bem assim.
“Aqui, acoplamos modelos globais de temperatura e CO2– produtividade vegetal dependente de C3 e C4 plantas, intemperismo de silicato e clima para reexaminar o tempo restante para as plantas terrestres”, eles escrevem. C3 e C4 plantas são dois grupos principais de plantas que são classificados com base em como realizam fotossíntese e absorvem carbono. Eles são relevantes porque respondem de forma diferente a temperaturas mais altas.
Os pesquisadores dizem que dados recentes mostram que o ciclo carbonato-silicato não é tão dependente da temperatura como se pensava anteriormente. Em vez disso, é apenas fracamente dependente da temperatura e mais fortemente dependente do CO2-dependente. Nesse caso, “descobrimos que a interação entre clima, produtividade e intemperismo causa o futuro CO impulsionado pela luminosidade2 diminuir para desacelerar e reverter temporariamente, evitando o CO da planta2 fome”, explicam.
Em vez de uma perspectiva de um bilhão de anos para a vida vegetal da Terra, os pesquisadores dizem que o CO atmosférico2 níveis significarão que as plantas terão mais 1,6-1,86 bilhões de anos. Quando as plantas não puderem mais sobreviver, não será por causa da queda vertiginosa de CO2 níveis. Em vez de CO2 fome, será por causa do que os cientistas chamam de transição para o efeito estufa úmido.
Quando essa transição acontece, a atmosfera de um planeta fica saturada com vapor de água à medida que o planeta se aquece. Como o vapor de água é um potente gás de efeito estufa, ele cria um ciclo de feedback de aumento do aquecimento. Eventualmente, fica simplesmente quente demais para as plantas sobreviverem. As consequências não param por aí. À medida que a atmosfera superior da Terra fica mais saturada com vapor de água, a energia UV divide a água, e o hidrogênio se dispersa para o espaço. Nessa situação, há uma perda gradual e irreversível de água para o espaço.
Segundo os autores, a Terra não passará por essa transição por cerca de 1,6 a 1,86 bilhão de anos.
“Mostramos que dados recentes indicando intemperismo de silicato fracamente dependente da temperatura levam à previsão de que a morte da biosfera resulta do superaquecimento, não da falta de CO2”, escrevem os autores. “Essas descobertas sugerem que a vida útil futura da complexa biosfera da Terra pode ser quase duas vezes maior do que se pensava anteriormente.”
Esses resultados também afetam nossa compreensão da habitabilidade dos exoplanetas. Tem a ver com o que são chamados de “passos difíceis” no surgimento e evolução da vida. O modelo de passos difíceis diz que certas transições evolutivas foram difíceis e improváveis de acontecer duas vezes. Alguns exemplos são o surgimento de organismos multicelulares e a explosão cambriana.
Mas se a biosfera da Terra tem uma vida útil muito maior do que se pensava, isso afeta o modelo de etapas difíceis.
“Uma vida útil futura mais longa para a biosfera complexa também pode fornecer evidências estatísticas fracas de que houve menos “passos difíceis” na evolução da vida inteligente do que o estimado anteriormente e que a origem da vida não foi um desses passos difíceis”, concluem os autores.
Se for esse o caso, a habitabilidade dos exoplanetas pode ser menos rara do que se pensava.
