Los vegetarianos no tienen por qué preocuparse todavía: las plantas seguirán existiendo en la Tierra durante mucho tiempo. Pero no para siempre. 1El sol determinará, en última instancia, la existencia a largo plazo de la vida en nuestro planeta. Un nuevo modelo climático tridimensional, desarrollado por un equipo de investigadores, ha vuelto a abrir el debate sobre cuánto durará la biosfera vegetal terrestre y ha llegado a una conclusión sorprendentemente optimista: las plantas podrían persistir mucho más tiempo del que se pensaba, posiblemente hasta casi 2.000 millones de años más.
El sol, motor inevitable del cambio
La energía total que emite el sol, conocida como luminosidad, no es constante a lo largo de la historia cósmica. 1Su luminosidad ha ido aumentando, a lo largo de épocas y eones, aproximadamente un 10 % cada mil millones de años, determinando gran parte de la temperatura de la superficie terrestre, y este aumento continuará durante miles de millones de años en el futuro.
La razón física es bien conocida en astrofísica estelar. 4A medida que el sol fusiona hidrógeno en helio, la proporción entre ambos elementos en su núcleo va cambiando, de modo que con el tiempo el núcleo se enriquece lentamente en helio. Este proceso provoca que la estrella brille con mayor intensidad de manera progresiva e imparable, calentando paulatinamente la superficie de nuestro planeta.
El segundo gran factor: el CO₂
El calentamiento solar no es el único elemento de la ecuación. 1El efecto invernadero es la segunda mayor influencia sobre la temperatura, determinado en gran parte por la concentración de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera, y su evolución futura es menos cierta, lo que tiene implicaciones para la supervivencia a largo plazo de las plantas.
El CO₂ no permanece eternamente en la atmósfera. 1Es eliminado de forma natural mediante la meteorización de los silicatos, una reacción química entre las rocas, la lluvia y el CO₂ que produce calcio y bicarbonato, los cuales acaban drenándose por los ríos y depositándose en el fondo del océano como carbonato cálcico. Este ciclo geológico actúa como un termostato planetario a escala de millones de años.
Un nuevo modelo cambia los pronósticos
Durante décadas, los científicos han intentado calcular el momento en que las plantas dejarán de poder vivir en la Tierra. 3Los plazos obtenidos oscilaban entre 100 millones y 1.000 millones de años, pero todos los factores que intervienen hacían el cálculo enormemente complejo. Un trío de científicos de la Universidad de Chicago y del Instituto Weizmann de Ciencias, en Israel, ha presentado ahora un nuevo modelo que extiende la vida de la biosfera terrestre hasta 1.700 millones de años.
El estudio, publicado en The Planetary Science Journal, se basa en un modelo climático tridimensional especializado. 1Esta herramienta, llamada Exo-CAM, fue desarrollada por los propios autores junto a otros colaboradores en 2022 para estudiar exoplanetas diversos y es capaz de manejar una amplia variedad de composiciones atmosféricas, incluyendo las del pasado profundo y el futuro lejano de la Tierra.
Los resultados son notables: 1el modelo, el más avanzado hasta la fecha, encontró que la biosfera vegetativa podría persistir mucho más tiempo —entre 1.350 y 1.860 millones de años— de lo estimado previamente, dependiendo del régimen de meteorización. En palabras del investigador Jacob Haqq-Misra, 1«encontramos que la vida en la Tierra sobreviviría al menos hasta que el sol, cada vez más brillante, evapore nuestros océanos, dentro de casi 2.000 millones de años».
¿Hambre de CO₂ o muerte por calor?
El cambio fundamental respecto a modelos anteriores está en cómo se entiende el ciclo carbonato-silicato. 4Los datos recientes muestran que este ciclo no depende tanto de la temperatura como se pensaba, sino que es solo débilmente dependiente de ella y más fuertemente dependiente del CO₂. En ese caso, la interacción entre el clima, la productividad y la meteorización hace que la disminución de CO₂ impulsada por la luminosidad futura se ralentice e incluso se invierta temporalmente, evitando la inanición por falta de CO₂ de las plantas.
Esto cambia radicalmente el escenario del final. 4Cuando las plantas ya no puedan sobrevivir, no será por el desplome del CO₂; finalmente, sencillamente hará demasiado calor para que puedan vivir. El estudio identifica dos escenarios principales. 3El segundo conjunto de parámetros, que representa el escenario de sobrecalentamiento, da una vida útil futura más larga para las plantas terrestres respecto al primero: 1.800 millones de años frente a 1.300 millones.
El destino de C3 y C4
No todas las plantas correrán la misma suerte. Existen dos grandes vías fotosintéticas, conocidas como C3 y C4, con eficiencias y tolerancias muy distintas. 2Dentro de los próximos 600 millones de años, la concentración de dióxido de carbono caerá por debajo del umbral crítico necesario para mantener la fotosíntesis C3 —unas 50 partes por millón—, y en ese momento los árboles y bosques en sus formas actuales ya no podrán sobrevivir.2 Este declive de la vida vegetal será probablemente un descenso a largo plazo, y no una caída brusca: los grupos de plantas irán desapareciendo uno a uno antes de alcanzar el nivel de 50 ppm. Las primeras en desaparecer serán las herbáceas C3, seguidas por los bosques caducifolios, los bosques perennes de hoja ancha y, finalmente, las coníferas perennes.
Las plantas C4, en cambio, tienen un margen mayor. 2La fijación de carbono C4 puede continuar a concentraciones mucho más bajas, hasta por encima de 10 ppm, por lo que estas plantas podrían sobrevivir al menos 800 millones de años y posiblemente hasta 1.200 millones de años desde el presente, hasta que el aumento de las temperaturas haga la biosfera insostenible.
Una hipótesis alternativa esperanzadora
Existe además otro factor que podría prolongar la vida vegetal. 2Investigadores de Caltech han sugerido que, una vez que las plantas C3 se extingan, la falta de producción biológica de oxígeno y nitrógeno provocará una reducción de la presión atmosférica terrestre, lo cual contrarrestará el aumento de temperatura y permitirá que se mantenga suficiente dióxido de carbono para continuar con la fotosíntesis, dejando que la vida sobreviva hasta dentro de 2.000 millones de años, momento en el que el agua se convertirá en el factor limitante.
Consecuencias en cascada
Aunque dos mil millones de años parecen un horizonte tranquilizador, el final será dramático. 4A medida que la atmósfera superior de la Tierra se sature de vapor de agua, la energía ultravioleta dividirá el agua y el hidrógeno se escapará hacia el espacio, produciéndose una pérdida gradual e irreversible de agua hacia el cosmos.
Y, lógicamente, 3a medida que las plantas desaparezcan, la vida de gran tamaño en la Tierra acabará muriendo de hambre. No obstante, los autores subrayan el alcance de sus hallazgos: 4«Estos resultados sugieren que la vida útil futura de la biosfera compleja de la Tierra podría ser casi el doble de larga de lo que se pensaba».
Implicaciones más allá de la Tierra
El trabajo no solo afecta a nuestra comprensión del futuro terrestre. 4Estos resultados también afectan a nuestra comprensión de la habitabilidad de los exoplanetas. Si las biosferas complejas pueden persistir el doble de tiempo en planetas como el nuestro, las probabilidades estadísticas de encontrar vida avanzada en otros mundos podrían aumentar significativamente.
La Tierra, en definitiva, dispone aún de un margen vital enorme. El gran reto, paradójicamente, no se encuentra en ese horizonte cósmico de mil o dos mil millones de años, sino en los próximos siglos, en los que el destino inmediato de la biosfera depende mucho más de las decisiones humanas que de la evolución del sol.
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