Một nghiên cứu quốc tế công bố trên tạp chí JGR Atmospheres cho thấy thảm thực vật phức tạp trên Trái Đất có thể tồn tại thêm khoảng 1,8 tỷ năm trước khi Mặt Trời khiến sự sống ngừng lại, dài hơn nhiều so với các ước tính trước đây.
- Khi cây gậy được rút ra để trả lời cho một cú phanh gấp
- Khởi tố 47 bị can trong vụ sai phạm dự án đường dây 500kV mạch 3
- Bốn người Trung Quốc nhập cảnh trái phép ra Phú Quốc để lừa đảo trực tuyến
Nghiên cứu do nhà thiên văn sinh học Jacob Haqq-Misra thuộc tổ chức phi lợi nhuận Blue Marble Space cùng cộng sự Eric Wolf thực hiện, công bố ngày 28/5, sử dụng 29 mô hình khí hậu để mô phỏng các kịch bản khác nhau về nhiệt độ và nồng độ CO2 trong khí quyển. Trước đó, ước tính năm 1982 của James Lovelock và cộng sự từng cho rằng sinh quyển quang hợp của Trái Đất chỉ còn khoảng 100 triệu năm tồn tại.
Mặt Trời không đứng yên. Năng lượng nó phát ra hiện lớn hơn khoảng một phần ba so với thời kỳ sơ khai cách đây 4,5 tỷ năm, và xu hướng gia tăng này sẽ còn tiếp diễn cho tới khi ngôi sao này kết thúc vòng đời, sau khoảng 5 tỷ năm nữa.
Ánh sáng tăng dần kéo theo nhiệt độ tăng dần. Ở một ngưỡng nào đó, thực vật sẽ không còn quang hợp được nữa, và khi ấy chuỗi thức ăn sụp đổ, sự sống trên bề mặt hành tinh tắt theo.
“Chúng tôi muốn chứng minh rằng sự sống trên Trái Đất, đặc biệt là thảm thực vật phức tạp có thể tồn tại lâu hơn trong tương lai so với những gì các nghiên cứu trước đây từng chỉ ra”, Haqq-Misra nói.
Mốc 1,8 tỷ năm mà nhóm nghiên cứu đưa ra nằm gần một mốc khác: Thời điểm Trái Đất có thể mất đi các đại dương, do bức xạ phân tách phân tử nước hoặc do hiệu ứng bay hơi mất kiểm soát, dự kiến xảy ra trong khoảng 2 tỷ năm nữa. Hai con số đứng cạnh nhau như một lời nhắc rằng nước và sự sống thực vật, dù đi bằng những cơ chế khác nhau, cuối cùng cũng cạn kiệt gần cùng một lúc.
Phía sau con số là một cơ chế đã âm thầm vận hành suốt hàng tỷ năm. Robert Graham, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Chicago, giải thích: “Trái Đất đã duy trì được mức nhiệt độ bề mặt tương đối dễ sống trong phần lớn 4 tỷ năm qua nhờ một cơ chế điều hòa khí hậu tự nhiên”. Cơ chế ấy dựa vào việc đá lưu trữ CO2 rồi núi lửa giải phóng lại; khi Trái Đất nóng lên, hành tinh hấp thụ nhiều CO2 hơn từ khí quyển và chôn nó xuống lòng đất, nhiệt độ được ghìm lại nhưng lượng CO2 dành cho thực vật cũng vơi đi.
Để dựng lại bức tranh này, nhóm của Haqq-Misra và Wolf đặt hai giới hạn cực đoan cạnh nhau: một bên là Trái Đất quá nóng dù CO2 vẫn ổn định, bên kia là CO2 tụt xuống quá thấp dù nhiệt độ không đổi. Từ hai đầu đó, họ dò vào những vùng trung gian, đưa vào mô hình cả những loài cây có thể sống sót với rất ít CO2 nhờ cơ chế quang hợp CAM ở cây mọng nước và lan, cùng một số thực vật biển biết khai thác carbon hòa tan trong đại dương.
Graham nhìn nhận đây là một bước tiến: “Đây là một bước tiến so với các công trình trước và cho thấy các sinh quyển phức tạp như Trái Đất có khả năng chống chịu biến đổi môi trường do Mặt Trời tăng độ sáng tốt hơn dự đoán”. Nhưng Andrew Rushby, nhà thiên văn sinh học tại Đại học Birkbeck (London), giữ một khoảng cách thận trọng hơn khi gọi những con số này là “ước tính mang tính khái quát”.
“Chúng ta không thể dự đoán hoặc biết được những khả năng tiến hóa mà sinh quyển quang hợp có thể đạt được để thích nghi với sự gia tăng năng lượng Mặt Trời và sự suy giảm CO2 trong khí quyển, đặc biệt là trong thang thời gian hàng tỷ năm”, Rushby nói. Chính các tác giả nghiên cứu cũng thừa nhận điều tương tự, rằng “các giới hạn do stress nhiệt hoặc thiếu hụt dinh dưỡng có thể chỉ phản ánh những gì chúng ta quan sát được ở sinh quyển hiện tại, chứ không phải là ranh giới cứng cho khả năng tiến hóa của sự sống”.
Không ai biết chắc sự sống sẽ xoay xở ra sao trước những điều kiện chưa từng có. Nhưng với Haqq-Misra, con số 1,8 tỷ năm vẫn mang lại một cảm giác khác với nỗi lo quen thuộc về ngày tận cùng của hành tinh: “Hệ thống Trái Đất có độ bền vững cao, và chúng ta là một phần của một quá trình có thể kéo dài lâu hơn rất nhiều so với những gì từng nghĩ”.
Phan Sơn (tổng hợp)
