Sự sống trên Trái đất có thể tồn tại thêm khoảng 1,8 tỉ năm - Ảnh: SARAYUT THANEERAT
Nghiên cứu, do các nhà khoa học thuộc tổ chức Blue Marble Space thực hiện, dựa trên 29 mô hình khí hậu phức tạp, mô phỏng cách hành tinh phản ứng khi Mặt trời ngày càng nóng và sáng hơn theo quá trình tiến hóa tự nhiên, theo trang LiveScience ngày 1-7.
Mặt trời hiện phát ra nhiều năng lượng hơn khoảng 1/3 so với thời điểm Hệ Mặt trời hình thành cách đây 4,5 tỉ năm.
Trong khoảng 5 tỉ năm nữa, ngôi sao này sẽ kết thúc vòng đời. Tuy nhiên, từ rất lâu trước đó, điều kiện trên Trái đất sẽ trở nên quá khắc nghiệt để duy trì sự sống.
Theo nghiên cứu, giới hạn lớn nhất không phải là việc Trái đất bị Mặt trời "nuốt chửng", mà là khi thực vật không còn có thể quang hợp. Quá trình quang hợp cần ánh sáng Mặt trời, nước và khí CO₂ để tạo ra đường và oxy.
Khi nhiệt độ toàn cầu tăng quá cao hoặc nồng độ CO₂ trong khí quyển giảm xuống dưới ngưỡng cần thiết, bộ máy quang hợp của thực vật sẽ ngừng hoạt động. Điều này sẽ kéo theo sự sụp đổ của chuỗi thức ăn và cuối cùng là sự biến mất của hầu hết các dạng sống.
Trước đây, nhiều nghiên cứu dự đoán sinh quyển quang hợp của Trái đất chỉ còn tồn tại từ vài trăm triệu năm đến khoảng 1 tỉ năm.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu mới cho rằng các mô hình cũ đã đơn giản hóa quá mức. Bằng cách kết hợp nhiều kịch bản khí hậu và đặc điểm của các nhóm thực vật khác nhau, họ kết luận rằng hệ sinh thái có thể bền vững hơn nhiều.
Một trong những yếu tố quan trọng là khả năng tự điều hòa khí hậu của Trái đất. Trong hàng tỉ năm qua, hành tinh này đã duy trì nhiệt độ tương đối ổn định nhờ chu trình carbon. Khi khí hậu ấm lên, nhiều CO₂ trong khí quyển bị hút vào đá thông qua các phản ứng hóa học.
Sau đó hoạt động núi lửa sẽ giải phóng một phần lượng carbon này trở lại khí quyển. Cơ chế này giúp hạn chế tình trạng nóng lên quá mức, dù đồng thời cũng làm giảm nguồn CO₂ mà thực vật cần để quang hợp.
Nghiên cứu cũng tính đến những loài thực vật có khả năng thích nghi đặc biệt, chẳng hạn các loài mọng nước và lan sử dụng cơ chế quang hợp đặc biệt. Chúng có thể tồn tại với lượng CO₂ thấp hơn nhiều so với đa số thực vật.
Một số thực vật thủy sinh cũng có khả năng khai thác carbon hòa tan trong nước biển, giúp kéo dài thời gian duy trì sinh quyển.
Dù vậy, các chuyên gia lưu ý con số 1,8 tỉ năm vẫn chỉ là ước tính.
Trong khoảng thời gian dài như vậy, không ai có thể dự đoán chính xác sự sống sẽ tiến hóa ra sao. Các dạng sinh vật trong tương lai có thể phát triển những cơ chế thích nghi hoàn toàn mới để đối phó với môi trường ngày càng khắc nghiệt.
Nghiên cứu công bố trên tạp chí JGR Atmospheres.
