Предполагается, что светимость Солнца в дальнейшем будет повышаться со скоростью около 1% в 110 млн лет. Это повлияет на углеродный цикл: сначала содержание углекислого газа в атмосфере будет поддерживаться на постоянном уровне, затем начнет сокращаться.
Это связано с циклом силикатов и карбонатов. Силикаты в результате выветривания преобразуются в карбонаты под влиянием угольной кислоты, формирующейся при взаимодействии атмосферного углекислого газа и воды. Карбонаты переходят в силикаты вследствие метаморфизма и магматизма. Затраченный на выветривание углекислый газ компенсируется поступлением его из недр при вулканической активности. Предполагается, что эти процессы будут поддерживать содержание углекислого газа на постоянном уровне на протяжении миллионов лет.
Однако с ростом температуры процесс выветривания силикатов ускорится. Следовательно, возрастет расход углекислого газа. К тому же не все карбонаты перерабатываются в силикаты: значительная их часть погребается в осадочном чехле. Поэтому с повышением температуры и снижением концентрации CO2 растения начнут исчезать. Это повлечет деградацию экосистем. По разным расчетам это произойдет через 100 млн – 1 млрд. лет.
Новое совместное исследование Чикагского университета и Института науки Вейцмана было посвящено прогнозированию сроков трансформации биосферы.
Ученые исходили из последних данных, свидетельствующих о том, что выветривание слабо зависит от температуры и сильно от концентрации CO2. Они установили, что взаимодействие климата, выветривания и биосферы приведет к замедлению снижения его содержания. На основе этого они сдвинули время достижения критически низкой для растительности концентрации углекислого газа до 1,6-1,82 млрд. лет.
Исследователи утверждают, что полученные результаты можно будет проверить в случае обнаружения ранее обитаемых планет с помощью анализа биосигнатур.
Кроме того, выводы свидетельствуют о меньшем количестве эволюционных переходов, необходимых для возникновения разумной жизни. По расчетам ученых, оно составляет 2,4 против 4-5, как предполагалось ранее. Это повышает потенциальную распространенность разумной жизни.
С использованием нового метода ученые определили, что с конца 1990 гг. способность атмосферы к самоочищению растет за счет повышения концентрации гидроксильного радикала. По их мнению, это существенно снизило парниковый эффект. Причем рост содержания OH вызван антропогенным влиянием. »»»
Путем моделирования ученые выявили закономерность повышения размера семян и плодов растений подлеска после вымираний крупных животных, что связано со сгущением лесного полога. Подобные тенденции зафиксированы на границе мезозоя и кайнозоя, а также к верхнему плейстоцену. »»»
На основе анализа глобальных данных за прошедшую четверть текущего века ученые оценили объемы утраты ледников и выяснили, что темпы их таяния растут со временем. »»»
В донных отложениях озера Танганьика ученые обнаружили 2 всплеска железа-60, связанного со взрывами сверхновых: во второй половине неогена и на границе с четвертичным периодом. Эти события произошли, предположительно, в звездном скоплении Скорпиона-Центавра или Тукана-Часов. Путем моделирования исследователи выяснили, что космическое излучение от них поступало на протяжении около 100 тыс. лет, и определили его количество. Анализ истории эволюции видового состава озера выявил некоторую зависимость со вторым всплеском изотопа. Это может быть связано с инициацией мутаций ДНК космическим излучением, хотя прямая зависимость не установлена. »»»
Ученые исследовали поведение в фоновых почвах нептуния, отличающегося чрезвычайно длительным периодом полураспада. Установлено, что его растворимая пятивалентная форма фиксируется гумусом путем восстановления. »»»
Ученые выяснили, что роль фауны в трансформации ландшафтов сопоставима с вкладом таких процессов, как наводнения. Они выделили более 600 ключевых с данной точки зрения таксонов. На основе этого исследователи предложили новые методы сохранения биоразнообразия и восстановления экосистем. »»»
Путем моделирования тектоники плит ученые выяснили, что залежи водорода должны быть приурочены к складчатым структурам. Водород может формироваться при серпентинизации и в орогенах, и в рифтах, однако, как оказалось, в первом случае его образуется в 20 раз больше ввиду меньшей температуры и большего количества воды. »»»
Путем анализа соотношения изотопов азота в процессе фиксации элемента на примере цианобактерий, выращенных в условиях, аналогичных древней Земле, ученые выяснили, что этот процесс был постоянным на протяжении развития планеты. Изучение позднеархейских строматолитов и осадочных пород проявило, что источником растворимого аммония могла быть гидротермальная активность. »»»
На основе данных космических наблюдений и исследований астероидов ученые разработали новую гипотезу происхождения воды на Земле. Она предполагает, что вода была сконденсирована из парового облака, распространявшегося от Солнца 20-30 млн лет после его образования вследствие сублимации льда, содержащегося в астероидах протопланетного диска. Результаты моделирования этих процессов согласуются с фактическими данными. »»»
Путем анализа эффективности фотосинтеза по молекулам сахара в древесине годичных колец ученые установили, что с повышением концентрации CO2 в атмосфере снижаются затраты энергии на фотореспирацию. Освободившаяся энергия используется на рост и синтез сахаров. »»»