La vita potrebbe prosperare sulla superficie terrestre per un altro miliardo di anni se il Sole lo consentirà

Il Sole è in costante cambiamento e i suoi cambiamenti avranno un impatto in futuro qui sulla Terra. Quando il Sole fonde l'idrogeno per formare l'elio, il rapporto tra idrogeno ed elio nel suo nucleo cambia. Nel corso del tempo, il nucleo si arricchisce lentamente di elio. Man mano che l'elio si accumula nel suo nucleo, la densità del nucleo aumenta, il che significa che i protoni sono più vicini tra loro.

Profondi cambiamenti nel Sole che incidono sui cicli fondamentali della Terra

Ciò crea una situazione in cui il Sole può fondere l’idrogeno in modo più efficiente. Dopo una reazione a catena di processi e causa ed effetto, il risultato finale è che la luminosità del Sole aumenta.

Qualsiasi aumento della luminosità del sole può avere un effetto pronunciato sulla Terra. Cicli ambientali come i cicli del carbonio, dell'azoto e del fosforo sostengono la biosfera terrestre. Man mano che il sole diventa più luminoso, influenzerà questi cicli, compreso il ciclo dei carbonati-silicati, che modera l’accumulo di anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera del pianeta.

Gli scienziati ritengono che, nel corso del prossimo miliardo di anni, la crescente luminosità del sole interromperà questo ciclo, provocando una diminuzione dei livelli di CO2. Le piante dipendono dalla CO2 e si prevede che i livelli crolleranno, il che significa che la complessa vita terrestre finirà nel prossimo miliardo di anni. È una previsione infausta, ma una nuova ricerca suggerisce che questo potrebbe non accadere.

Nuovi modelli evolutivi di vita sulla Terra del futuro, con un Sole che invecchia

La nuova ricerca è stata accettata per la pubblicazione sul Planetary Science Journal. È attualmente in fase di prestampa, disponibile sul server di prestampa arXiv, e l'autore principale è RJ Graham, un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze Geofisiche dell'Università di Chicago.

"Si prevede che entro circa un miliardo di anni (milioni di anni), quando il sole splenderà più luminoso, il ciclo carbonato-silicato della Terra porterà la CO2 al di sotto del livello minimo richiesto dalle piante vascolari terrestri, eliminando la maggior parte della vita terrestre macroscopica", ha affermato il ricercatore.

Fino a che il sole splende e riscalda la superficie terrestre, gli scienziati si aspettano che il ciclo dei carbonati e dei silicati estragga più CO2 dall’atmosfera a causa dell’erosione e del seppellimento dei carbonati.

L'acqua piovana è arricchita di carbonio atmosferico, che reagisce con le rocce di silicato e le scompone. I prodotti delle reazioni chimiche che li scompongono raggiungono il fondo dell'oceano, dove formano minerali carbonatici. Una volta sepolti, questi minerali rimuovono efficacemente il carbonio dall’atmosfera.

Normalmente, il ciclo agisce come un termostato naturale della Terra. Tuttavia, temperature più elevate rendono le reazioni più efficienti, il che significa che il ciclo carbonato-silicato rimuoverà più CO2 dall’atmosfera. Questo è ciò che ha portato gli scienziati a concludere che la CO2 sarà ridotta così tanto che la vita sul pianeta finirà.

Tuttavia, gli autori hanno esaminato queste idee e hanno scoperto che potrebbe non essere così.

La vita sulla Terra terminerà?

I ricercatori affermano che dati recenti mostrano che il ciclo carbonato-silicato non dipende dalla temperatura come si credeva in precedenza, ma dipende solo debolmente dalla temperatura e più fortemente dalla CO2.

In quel caso, "abbiamo scoperto che l'interazione tra clima, produttività e agenti atmosferici fa sì che il futuro declino di CO2 guidato dalla luminosità rallenti e venga temporaneamente invertito, evitando la carenza di CO2 nelle piante", spiegano.

Quando le piante non potranno più sopravvivere, non sarà a causa del crollo dei livelli di CO2. Invece della carenza di CO2, ciò avverrà attraverso quella che gli scienziati chiamano la transizione verso una serra umida. Quando avviene questa transizione, l’atmosfera di un pianeta si satura di vapore acqueo mentre il pianeta si riscalda.

Poiché il vapore acqueo è un potente gas serra, crea un circolo vizioso di aumento del riscaldamento. Alla fine, fa troppo caldo perché le piante possano sopravvivere. Le conseguenze non finiscono qui. Man mano che l’atmosfera superiore della Terra diventa sempre più satura di vapore acqueo, l’energia ultravioletta divide l’acqua e l’idrogeno si disperde nello spazio. In questa situazione si verifica una perdita graduale e irreversibile di acqua nello spazio.

Secondo gli autori, la Terra non vivrà questa transizione per altri 1.600-1.860 milioni di anni.

“Questi risultati suggeriscono che la futura durata della vita della complessa biosfera terrestre potrebbe essere quasi il doppio di quanto si credesse in precedenza”, spiegano gli autori dello studio. Questi risultati influenzano anche la nostra comprensione dell’abitabilità degli esopianeti.

Riferimenti allo studio:

R. J. Graham et al, Substantial extension of the lifetime of the terrestrial biosphere, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2409.10714