La vie sur Terre pourrait continuer pendant encore 1,8 milliard d’années, selon de nouvelles recherches. Ce chiffre, qui repose sur des modèles climatiques complexes, est bien plus long que ne l’indiquaient de nombreuses études antérieures.
À mesure que le soleil évolue, il devient plus brillant. Notre étoile est actuellement produire environ un tiers d’énergie en plus qu’à l’aube du système solaire, il y a 4,5 milliards d’années. Et il continuera à faire plus chaud jusqu’à ce que il finit par mourir dans environ 5 milliards d’années.
Les scientifiques se demandent depuis des décennies combien de temps la vie sur Terre parviendra à survivre alors que le soleil brille. En 1982, James Lovelock et ses collègues ont estimé que biosphère photosynthétique – qui comprend toutes les plantes et constitue la base de la majeure partie de la biologie de la planète – se terminera dans environ 100 millions d’années. Successif études ont repoussé la date limite pour la mort de toute vie sur Terre.
Dans la nouvelle étude, publiée le 28 mai dans la revue Ambiances JGRles chercheurs suggèrent que la vie végétale pourrait continuer environ 1,8 milliard d’années dans le futur. Cela approche le moment où la Terre perdrait ses océans au profit de l’espace, soit à cause de la division des atomes d’eau par rayonnement, soit par évaporation incontrôlée, dans environ 2 milliards d’années.
« Nous essayions de montrer que la vie sur Terre – une végétation complexe – pourrait survivre plus longtemps que les études précédentes ne l’avaient montré », co-auteur de l’étude. Jacob Haqq-Misraastrobiologiste pour une association caritative d’exploration spatiale Espace en marbre bleua déclaré à Live Science.
Les limites de la vie
La vie sur Terre dépend photosynthèsele processus utilisé par les plantes, les algues et certaines bactéries pour transformer la lumière du soleil en énergie. Le mécanisme convertit chimiquement le dioxyde de carbone et l’eau en sucres et en oxygène. Cela nécessite à la fois du CO2 et la lumière du soleil.
Mais à certaines températures, la machinerie photosynthétique des plantes s’arrête. À terme, le soleil réchauffera la Terre au point que les plantes ne seront plus capables de photosynthétiser, ce qui entraînerait à son tour l’effondrement de réseaux trophiques entiers et la mort de toute vie.
Un autre problème est qu’à mesure que le soleil meurt et qu’il devient plus lumineux, il y aura moins de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, affamant ainsi les plantes.
« La Terre est restée assez hospitalière en termes de température de surface pendant la majeure partie des 4 derniers milliards d’années car elle possède un thermostat intégré » en stockant le CO2 dans les roches et en le libérant lors des éruptions volcaniques, Robert Grahamun chercheur en sciences planétaires à l’Université de Chicago, qui n’a pas été impliqué dans la recherche, a déclaré à Live science.
Lorsqu’il fait plus chaud, la planète extrait davantage de dioxyde de carbone de l’atmosphère et le stocke dans les roches souterraines, a expliqué Graham. Cela compense le réchauffement pour maintenir la température stable, mais signifie que le dioxyde de carbone n’est pas accessible aux plantes.
Modèles climatiques et plantes extrêmes
Dans la nouvelle étude, Haqq-Misra et son collègue Éric Loupchercheur scientifique au Blue Marble Space, a utilisé 29 modèles climatiques pour estimer ce qui arriverait à la biosphère végétative de la Terre selon différents scénarios. Ils ont utilisé les deux cas extrêmes comme limites : lorsque la Terre est trop chaude pour la vie mais que le CO2 était stable ; et quand il n’y a pas assez de CO2, mais la température était stable. Ils ont ensuite examiné la gamme de CO2 et les conditions d’ensoleillement entre ces extrêmes. Cela leur a permis d’inclure des situations dans lesquelles la Terre était très efficace pour extraire le carbone de l’atmosphère lorsque les températures commençaient à augmenter.
Ils comprenaient également des informations sur une variété de plantes. Certaines plantes peuvent survivre avec un taux de CO atmosphérique beaucoup plus faible.2 que d’autres. L’étude a porté sur des plantes dotées d’un processus photosynthétique spécial (connu sous le nom de métabolisme de l’acide crassulacéen), comme les plantes succulentes et les orchidées. Ces plantes peuvent se suffire à elles-mêmes avec des quantités relativement infimes de CO2. Il en va de même pour quelques plantes marinesqui peut dissoudre et accéder au carbone dans le système océanique.
D’autres experts ont été impressionnés par les résultats.
« Haqq-Misra et Wolf ont utilisé un modèle climatique 3D sophistiqué pour montrer que le climat de la Terre pourrait rester hospitalier à la vie végétale beaucoup plus longtemps que prévu » par des modèles plus simples, a déclaré Graham, qui est l’auteur d’une de ces études antérieures. « C’est une avancée par rapport aux travaux antérieurs et suggère que les biosphères complexes comme celle de la Terre sont plus résilientes aux changements environnementaux dus à l’éclaircissement stellaire que ce qui avait été suggéré précédemment. »
Regard vers l’avenir
Andrew Rushbyun astrobiologiste de l’Université Birkbeck de Londres qui n’a pas participé à la recherche, a déclaré à Live Science que l’article mettait à jour le concept de la durée de vie de la biosphère. Il a toutefois prévenu que les résultats restaient « des estimations générales ».
« Il ne nous est pas possible de prédire ou de connaître les éventuelles adaptations évolutives que la biosphère photosynthétique pourrait subir en réponse à l’augmentation de la production solaire et à la baisse (du CO atmosphérique2), surtout sur des milliards d’années », a-t-il déclaré.
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Dans leur article, les auteurs écrivent que « les limites posées par le stress thermique ou la famine ne reflètent peut-être que nos observations de la biosphère aujourd’hui plutôt que des limites strictes sur la façon dont la biosphère peut évoluer ». Il n’existe également aucun moyen de savoir comment la vie pourrait s’adapter à de nouvelles circonstances.
Haqq-Misra a déclaré qu’il trouvait les résultats réconfortants. « Le système terrestre est résilient et nous faisons partie de quelque chose qui pourrait avoir un avenir bien plus long », a-t-il déclaré.
Les résultats pourraient également aider les scientifiques à déterminer quels pourraient être les seuils sur d’autres planètes. « Une partie du défi consiste à commencer avec ces modèles basés sur la Terre, puis à généraliser la physique autant que possible pour pouvoir simuler une plus large gamme d’atmosphères », a-t-il déclaré.
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