Ruchy tektoniczne w ciągu 250 mln lat doprowadzą do ekstremalnego wzrostu temperatury. Większość ssaków wyginie, a los człowieka zależy od rozwoju technologii

Badanie opublikowane w „Nature Geoscience” wskazuje na znaczenie ruchów tektonicznych, składników atmosfery i energii słonecznej dla dalszej przeżywalności ssaków. Biorąc pod uwagę cykliczne powstawanie superkontynentów w przeszłości i ich wpływ na masowe wymieranie gatunków, naukowcy chcieli określić, kiedy nastąpi kolejne takie zjawisko tektoniczne.

– Na początku przyjrzałem się dalekiej przeszłości, czyli okresom, w których nastąpiło tzw. pięć wielkich, masowych wymierań. Wiele z nich miało miejsce w okresach, w których tworzyły się wielkie formacje superkontynentalne, na przykład Pangea ok. 252 mln lat temu, kiedy ponad 90 proc. wszystkich gatunków wymarło. Wiemy więc, że superkontynenty miały ogromny wpływ na ewolucję i różnorodność gatunków – mówi agencji Newseria Innowacje dr Alexander Farnsworth z Uniwersytetu Bristolskiego. – Korzystając z modelowania procesów tektonicznych w przyszłości i wpływu ruchów konwekcyjnych w płaszczu Ziemi na system ziemski, byliśmy w stanie określić, co może się wydarzyć w ciągu kolejnych 250 mln lat. Mam tu na myśli dobrze znany proces nazywany cyklem Wilsona, w ramach którego płyty tektoniczne schodzą się i rozchodzą do czasu uformowania się superkontynentu, co trwa około 400–600 mln lat. Wiedzieliśmy, że to zjawisko z pewnością nastąpi i chcieliśmy dokładnie przewidzieć, jak ten superkontynent będzie wyglądać i gdzie będzie się znajdować.

Według przewidywań naukowców formacje superkontynentalne będą mieć miejsce na obszarach tropikalnych, które są obecnie najgorętszymi miejscami na Ziemi. Ocean Atlantycki się skurczy, a Europa, Azja i Afryka zderzą się z obiema Amerykami, tworząc jeden superkontynent, nazwany przez badaczy Pangea Ultima, na którym panować będą ekstremalnie wysokie temperatury. Regiony wewnątrz superkontynentu stałyby się suche, jałowe i niezdatne do zamieszkania przez ssaki. Badacze zastosowali dla Pangei Ultimy modele klimatyczne, symulując trendy temperatury, wilgotności, wiatru i deszczu. Według naukowców temperatury na Ziemi będą stale rosły, w miarę jak Słońce będzie stawać się jaśniejsze (o 2,5 proc. bardziej niż dziś) i będzie emitować więcej energii, która będzie docierać do Ziemi.

– Gdy wielkie płyty tektoniczne ulegają subdukcji i są wciągane jedna pod drugą, aktywność wulkaniczna jest dużo bardziej intensywna, jak obserwujemy dzisiaj zwłaszcza wokół Obrzeża Pacyfiku – mówi dr Alexander Farnsworth. – Przy formowaniu się superkontynentów występuje intensywna aktywność wulkaniczna, co oznacza emisję dużych ilości dwutlenku węgla do atmosfery, co powoduje dalszy wzrost temperatur.

Aby oszacować przyszły poziom dwutlenku węgla, zespół naukowców wykorzystał modele ruchu płyt tektonicznych i model biogeochemiczny. Według obliczeń za 250 mln lat średnio będzie to dwukrotność dzisiejszego poziomu dwutlenku węgla. W takich warunkach ssaki nie przetrwają. Choć ewoluowały w kierunku obniżenia granicy przeżywalności w niskich temperaturach, to ich tolerancja na wysoką temperaturę zasadniczo się nie zmieniła i narażenie na długotrwałe ciepło może się okazać nie do wytrzymania. Badacze z Bristolu szacują, że za 250 mln lat średnia roczna temperatura na pewno przekroczy 40 stopni Celsjusza, a nawet osiągnie 50 stopni i więcej. Latem temperatury będą jeszcze wyższe. W niektórych miejscach osiągną nawet do 65–70 stopni Celsjusza.

– Gatunki generalnie nie są przystosowane do temperatur powyżej 40 stopni, a kiedy większość kontynentu znajdzie się w strefie temperatur powyżej tego pułapu, wchodzi on jednocześnie w okres wymierania. Gatunki mają dwa wyjścia – mogą się przystosować, potencjalnie mogą ewoluować, co jest możliwe. Drugą możliwością jest migracja z dala od tych wysokich temperatur do stref biegunowych lub oddalonych od obszarów tropikalnych, żeby znaleźć się w chłodniejszych warunkach, ale nawet z dala od równika temperatura nadal będzie dość wysoka – tłumaczy naukowiec z Uniwersytetu Bristolskiego.

Tylko od 8 do 16 proc. lądu ­– w regionach przybrzeżnych i polarnych ­– nadawałoby się do zamieszkania przez ssaki. Dziś jest to ok. 66 proc. Naukowcy podkreślają, że prawdopodobnie przetrwają ptaki, które są mobilne i dobrze przystosują się do ekstremalnych temperatur. Z kolei pustynne obszary superkontynentu będą bardziej sprzyjać egzystencji gadów, tak jak to miało miejsce w mezozoiku, w triasie, zaraz po wielkim wymieraniu permskim, ok. 250 mln lat temu (kiedy ponad 90 proc. wszystkich gatunków wymarło).

– W tym świecie będzie bardzo ograniczony dostęp do żywności, roślinności i wody, ponieważ większość obszarów będzie pustynią. Może to być swego rodzaju reset ewolucji i życia na Ziemi, który miał miejsce wielokrotnie w przeszłości. Dominującym gatunkiem może być wtedy przedstawiciel ssaków – niektóre gatunki ssaków są lepiej przystosowane do wysokich temperatur. Może to być także ptak – ptaki mają lepszą tolerancję temperatur, mogą latać i migrować na duże odległości. Mogą to być także gady, być może nawet nagle pojawią się znowu dinozaury – przewiduje dr Alexander Farnsworth.

Przetrwanie ludzi zależy od tego, na jakim poziomie cywilizacyjnym znajdą się za 250 mln lat.

– Jeśli ludzie będą jeszcze wtedy istnieć, prawdopodobnie dadzą sobie radę. Zakładamy, że technologia będzie wtedy dużo bardziej zaawansowana. Być może ludzie będą w stanie przenieść się na inną planetę, a nawet jeśli nie będzie to możliwe, będą dysponować rozwiązaniami geoinżynieryjnymi, dzięki którym można ograniczyć ilość CO₂ w powietrzu za pomocą jego sekwestracji lub nawet zablokować część energii słonecznej za pomocą substancji odblaskowych między Słońcem a Ziemią, ograniczając ilość docierającą do Ziemi, co dodatkowo doprowadzi do obniżenia temperatury. Technologicznie zaawansowana cywilizacja będzie więc miała możliwość przetrwania – mówi brytyjski naukowiec. – Nie da się jednak zatrzymać zmian tektonicznych. Superkontynent i tak powstanie.

Inny istotny aspekt badań dotyczy planet poza Układem Słonecznym. Okazuje się, że tektonika ma wielkie znaczenie w kontekście oceny, w jakim stopniu mogą się one nadawać do zamieszkania. Świat znajdujący się w tak zwanej ekosferze Układu Słonecznego może nie być przyjazny dla ludzi, jeśli kontynenty nie będą rozproszone, jak ma to miejsce obecnie.

– Żyliśmy dotychczas w chłodnym okresie i teraz wymuszamy zmiany przez emisję dużych ilości dwutlenku węgla do atmosfery. Przy naszej ograniczonej tolerancji wysokich temperatur, jeśli będziemy nadal postępować w taki sposób, nasz świat stanie się bardzo nieprzyjazny do życia – przestrzega dr Alexander Farnsworth.