Cuánta vida le quedan a las plantas en la Tierra

Las plantas, la Tierra, el Sol y el CO₂ sostendrán vida compleja durante un plazo mucho mayor del que se calculaba: un nuevo modelo indica que la biosfera vegetal podría persistir entre 1.350 millones y 1.860 millones de años más, e incluso acercarse a los 2.000 millones antes de que el aumento de brillo solar vuelva inhabitable la superficie del planeta, según informó el portal científico Phys.org.

La investigación, realizada por Jacob Haqq-Misra y Eric Wolf, de Blue Marble Space, en Seattle, y publicada en la revista Journal of Geophysical Research: Atmospheres, combinó la evolución futura de la luminosidad solar con distintos niveles posibles de dióxido de carbono (CO₂) atmosférico mediante un modelo climático tridimensional de circulación general.

La estimación del plazo depende de dos variables que interactúan entre sí. La primera es física y geológica: la energía total que emite el Sol, conocida como luminosidad, aumenta alrededor de un 10% cada mil millones de años, y ese incremento determina buena parte de la temperatura de la superficie terrestre.

El segundo factor que pesa sobre esa temperatura es el efecto invernadero, gobernado en gran medida por la concentración de CO₂ en la atmósfera. Ese mismo gas que alimenta la fotosíntesis de las plantas determinará cuánto tiempo más podrán sobrevivir: su evolución futura es menos segura, y de ella depende ese plazo.

El CO₂ decide cuánto vivirán las plantas

El CO₂ desaparece de forma natural de la atmósfera por meteorización de silicatos, una reacción química entre rocas, lluvia y dióxido de carbono que produce calcio y bicarbonato. Esos compuestos terminan su recorrido por los ríos y se depositan en el fondo del océano como carbonato cálcico.

Ese carbono vuelve más tarde a la atmósfera a través de las erupciones volcánicas, dentro del ciclo geológico. En la actualidad, la meteorización de silicatos retira cerca de 130 millones de toneladas de carbono al año, mientras que las emisiones humanas ya son unas 90 veces mayores, según el portal.

Para estimar el futuro de las plantas, los investigadores analizaron tres grandes clases según su forma de fotosintetizar: las plantas C3, las C4 y las CAM. Por número de especies, representan aproximadamente el 95%, el 3% y el 2% de la vegetación terrestre, respectivamente.

Cada grupo tiene un umbral distinto de hambre de carbono. Las plantas C3 dejan de funcionar por debajo de unas 50 partes por millón de CO₂ en la atmósfera; las C4, por debajo de unas 10 partes por millón; y las especies CAM toleran niveles todavía más bajos.

La pregunta que buscó responder el modelo fue cuándo se alcanzarán esos umbrales y cómo influirá en ello la intensidad futura de la meteorización de silicatos. Para eso, el estudio comparó dos escenarios extremos: uno con meteorización débil y otro con meteorización fuerte.

Meteorización débil o fuerte: caminos opuestos

En el escenario de meteorización débil, el Sol aumenta su radiación y la temperatura sube, pero la retirada de CO₂ de la atmósfera crece solo ligeramente. El resultado es que la concentración de dióxido de carbono no cae demasiado y se mantiene aproximadamente cerca de los valores actuales.

“La vida en la Tierra es increíblemente adaptable. Incluso los ambientes cálidos y con poco CO2 pueden permitir que la vida vegetal, así como los animales que dependen de ella, sobrevivan durante mucho tiempo”, dijo Haqq-Misra.

Ese escenario arroja una habitabilidad amplia con temperaturas en ascenso lento hasta cerca de 1.500 millones de años en el futuro. Después aparece un calentamiento fuerte hasta los 2.000 millones de años, cuando la habitabilidad superficial se extingue y ya no quedan regiones aptas para formas complejas de vida como las plantas; en ese punto, la Tierra pasaría a estar dominada por microbios.

El escenario opuesto parte de una temperatura superficial constante igual a la actual: 288 kelvin (14,85 °C). Allí se supone una meteorización futura intensa, de modo que el aumento del 20% en la luminosidad solar retira CO₂ de la atmósfera y debilita el efecto invernadero, lo que hace caer la temperatura de la superficie.

Para simular esa evolución, los autores utilizaron Exo-CAM, un modelo climático tridimensional desarrollado en 2022 para estudiar exoplanetas con composiciones atmosféricas muy diversas, incluidas las condiciones de la Tierra profunda del pasado y del futuro. Con esa herramienta, el estudio calculó que la biosfera vegetal puede durar bastante más de lo que indicaban estimaciones anteriores.

El rango final que obtuvo el modelo más avanzado fue de 1.350 millones a 1.860 millones de años de persistencia de la vegetación, según el régimen de meteorización considerado. Esa es la ventana temporal que los autores presentan como la mejor estimación disponible para la supervivencia futura de las plantas en la Tierra.

“Encontramos que la vida en la Tierra sobreviviría al menos hasta que el Sol, al hacerse más brillante, evapore nuestros océanos, dentro de casi 2.000 millones de años”, dijo Haqq-Misra, quien añadió que, incluso entonces, la vida podría encontrar una forma de abandonar el planeta y prosperar más allá, ya sea mediante tecnología como sombrillas solares orbitales o a través de procesos evolutivos de muy largo plazo.