Các nhà khoa học cho rằng thảm thực vật trên Trái Đất có thể tồn tại khoảng 1,8 tỷ năm nữa dù Mặt Trời tiếp tục gia tăng độ sáng và nhiệt lượng theo quá trình tiến hóa tự nhiên của ngôi sao này

Mặt Trời, ngôi sao trung tâm của Hệ Mặt Trời, hiện phát ra lượng năng lượng lớn hơn khoảng một phần ba so với thời kỳ hình thành cách đây 4,5 tỷ năm. Theo các mô hình tiến hóa sao, độ sáng và nhiệt lượng của Mặt Trời sẽ tiếp tục tăng trước khi kết thúc vòng đời sau khoảng 5 tỷ năm nữa.

Trong nhiều thập kỷ, giới khoa học đã tìm cách xác định giới hạn tồn tại của sự sống trên Trái Đất khi hành tinh ngày càng nhận nhiều bức xạ hơn từ Mặt Trời. Năm 1982, James Lovelock và các cộng sự từng ước tính sinh quyển quang hợp của Trái Đất có thể chấm dứt trong khoảng 100 triệu năm tới.

Tuy nhiên, nghiên cứu công bố ngày 28/5 trên tạp chí JGR Atmospheres đưa ra nhận định khác. Nhóm nghiên cứu cho rằng thực vật có khả năng tiếp tục tồn tại khoảng 1,8 tỷ năm nữa, tiến gần đến thời điểm Trái Đất có thể mất các đại dương do bức xạ phân tách phân tử nước hoặc hiệu ứng bay hơi mất kiểm soát, dự kiến xảy ra sau khoảng 2 tỷ năm.

Jacob Haqq-Misra, nhà thiên văn sinh học thuộc tổ chức phi lợi nhuận Blue Marble Space và là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “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”.

Theo các nhà khoa học, sự sống trên Trái Đất phụ thuộc vào quá trình quang hợp, trong đó thực vật sử dụng ánh sáng Mặt Trời để chuyển hóa CO2 và nước thành năng lượng, đồng thời giải phóng oxy. Khi nhiệt độ tăng đến một ngưỡng nhất định hoặc lượng CO2 trong khí quyển suy giảm quá thấp, quá trình quang hợp sẽ không thể duy trì, kéo theo sự sụp đổ của chuỗi thức ăn.

Robert Graham, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Chicago, cho biết Trái Đất đã duy trì điều kiện phù hợp cho sự sống suốt phần lớn 4 tỷ năm nhờ cơ chế điều hòa khí hậu tự nhiên. Khi nhiệt độ tăng, hành tinh hấp thụ nhiều CO2 hơn và lưu trữ dưới lòng đất, góp phần ổn định khí hậu nhưng đồng thời làm giảm nguồn CO2 cần thiết cho thực vật.

Trong nghiên cứu mới, Jacob Haqq-Misra và Eric Wolf sử dụng 29 mô hình khí hậu để đánh giá khả năng tồn tại của sinh quyển thực vật dưới nhiều kịch bản khác nhau. Nhóm nghiên cứu xem xét cả trường hợp Trái Đất quá nóng để sự sống tồn tại và trường hợp lượng CO2 giảm xuống mức không còn đủ cho quá trình quang hợp, đồng thời đưa vào mô hình các loài thực vật có khả năng thích nghi với điều kiện CO2 thấp như nhóm thực vật quang hợp CAM và một số thực vật biển.

Theo Robert Graham, kết quả nghiên cứu cho thấy các sinh quyển phức tạp như Trái Đất có khả năng chống chịu trước sự gia tăng độ sáng của Mặt Trời tốt hơn nhiều dự đoán trước đây. Trong khi đó, Andrew Rushby, nhà thiên văn sinh học tại Đại học Birkbeck (London), cho rằng đây vẫn là những ước tính mang tính khái quát vì chưa thể dự đoán khả năng tiến hóa của sự sống trong hàng tỷ năm tới.

Các tác giả nghiên cứu cũng lưu ý những giới hạn về nhiệt độ hoặc dinh dưỡng hiện nay có thể chỉ phản ánh đặc điểm của sinh quyển hiện tại, chứ chưa phải ranh giới tuyệt đối đối với sự tiến hóa của sự sống. Kết quả nghiên cứu góp phần mở rộng hiểu biết về khả năng thích nghi lâu dài của Trái Đất trước những biến đổi tự nhiên của Mặt Trời.

Tâm Thanh (tổng hợp)