قد تستمر الحياة المعقدة على الأرض 500 مليون سنة أطول من المتوقع

تزداد الشمس سطوعًا وتتوسع مع تقدمها في العمر، وستبدأ يومًا ما في طهي كوكبنا قبل أن تبتلعه تمامًا، لكن الحياة المعقدة قد تكون قادرة على الصمود في هذا السيناريو الجهنمي للأرض لفترة أطول بكثير مما كنا نعتقد سابقًا.

تشير التقديرات المستندة إلى النظر إلى النجوم الأخرى إلى أن شمسنا تنضج لتصبح عملاقًا أحمر، وهي عملية ستدمر الأرض خلال حوالي 5 مليارات سنة، لكن يظل السؤال مفتوحًا حول المدة التي سيظل فيها الكوكب صالحًا للسكن. وفيما يتعلق بالحياة المعقدة، فإن آخر مكان سيكون المحيط الحيوي النباتي – النباتات المائية والبرية على حد سواء. إن قدرتها على الاستمرار في الازدهار ستتأثر جزئيًا بدرجة حرارة الكوكب، ولكن بشكل أساسي بمستويات ثاني أكسيد الكربون، وهو أمر ضروري لعملية التمثيل الضوئي.

يقول جاكوب حق ميسرا من شركة بلو ماربل سبيس في واشنطن: “إن منظم الحرارة الموجود على الكوكب هو تأثير الاحتباس الحراري: فهو يحافظ على توازن كمية ثاني أكسيد الكربون للحفاظ على درجة حرارة الأرض في نطاق مناسب للسكن تقريبًا”. عندما تصبح درجات الحرارة شديدة الحرارة، يتم سحب ثاني أكسيد الكربون إلى الصخور، مما يقلل من الكمية الموجودة في الغلاف الجوي ويسمح لبعض تلك الحرارة بالهروب.

وهذا يعني أنه مع توسع الشمس، يصبح ثاني أكسيد الكربون هو العامل الرئيسي المحدد للغطاء النباتي. وقد حدد العمل السابق الحد الأقصى بنحو 10 أجزاء في المليون من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، والذي تحته تموت النباتات وتبقى الميكروبات فقط. ومن المتوقع أن يحدث ذلك بعد حوالي 1.35 مليار سنة من الآن. لا نعرف بالضبط المدة التي ستستمر فيها الميكروبات بعد ذلك، ولكن من المحتمل أن تكون أطول بكثير.

ومع ذلك، تشير مجموعة جديدة من عمليات المحاكاة التي أجراها حق ميسرا وزميله إريك وولف إلى أن النباتات قد تحصل على 500 مليون سنة إضافية. وكانت عمليات المحاكاة التي أجروها أكثر تفصيلاً من تلك التي تم إجراؤها في الماضي، وأخذت في الاعتبار حقيقة أن بعض النباتات، مثل الصبار والأناناس، تستخدم نوعًا من التمثيل الضوئي يسمى استقلاب حمض الكرسولاسي، وهو أكثر كفاءة في جمع ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. وهذا يمكن أن يخفض حد المجاعة لثاني أكسيد الكربون إلى جزء واحد في المليون ويسمح للمحيط الحيوي النباتي بالاستمرار لأكثر من 1.8 مليار سنة.

يقول حق ميسرا: “يمكن للحياة على الأرض أن تفعل أكثر بكثير مما كنا نعتقد”. ويشير إلى أنه عند النظر إلى مثل هذه الفترات الزمنية الطويلة، قد يسمح التطور أيضًا للكائنات الحية بالاستمرار لفترة أطول، حيث سيكون لديها متسع من الوقت للتكيف مع الاحترار البطيء الناجم عن توسع الشمس.

يقول إدوارد شويترمان من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد: “تشير هذه النماذج إلى أننا لسنا في نهاية المحيط الحيوي المعقد على الأرض كما اقترحت بعض السيناريوهات الأقل تفاؤلاً، أو في المنتصف، ولكننا قد نكون أقرب إلى البداية”.

هذه أخبار سارة في حد ذاتها، ولكنها تشير أيضًا إلى أنه إذا تمكنا من اعتبار الأرض كمثال تمثيلي لعالم صالح للسكن، فإن فرصنا في العثور على محيط حيوي على كوكب آخر قد تكون أفضل من المتوقع. “هذا ليس سؤالًا فلسفيًا تمامًا – هناك نتيجة عملية عملاقة، وهي أنهم يقومون بنمذجة نظائرها لكوكب الأرض المستقبلي الذي يمكننا أن نلاحظه خلال العقدين المقبلين.”