Um modelo climático tridimensional refaz as contas do fim da vida na Terra e conclui que a biosfera vegetal pode resistir por quase dois bilhões de anos — até o planeta começar a perder seus oceanos. Daqui a aproximadamente cinco bilhões de anos, o Sol vai inchar até se transformar em uma gigante vermelha, engolfando Mercúrio, Vênus e muito provavelmente a própria Terra num último gesto de fogo.

Esse é o final dramático, o que rende manchete e ilustração de capa. Antes dele, porém, enquanto o Sol ainda é uma estrela comum de meia-idade queimando hidrogênio em seu núcleo, ele já vem aumentando o próprio brilho de maneira lenta e implacável. É esse aquecimento gradual, e não a explosão derradeira, que de fato cronometra quanto tempo a vida sobre a Terra ainda tem pela frente.

Uma nova investigação, conduzida com um modelo climático tridimensional do mesmo tipo empregado para estudar o clima de mundos ao redor de outras estrelas, acaba de empurrar esse prazo para muito mais longe do que se imaginava: algo próximo de 1,86 bilhão de anos. O trabalho foi assinado por Jacob Haqq-Misra, do instituto Blue Marble Space, em Seattle, e por Eric Wolf, vinculado ao mesmo instituto e ao Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder.

Publicado no periódico Journal of Geophysical Research: Atmospheres, o estudo se debruça sobre uma pergunta que durante séculos pertenceu apenas a teólogos e filósofos e que hoje virou objeto legítimo de cálculo entre os astrobiólogos: quanto tempo de vida resta ao nosso planeta. A resposta depende de uma cadeia delicada de fenômenos que conecta a física das estrelas, a química das rochas, a respiração das plantas e o equilíbrio dos oceanos.

Compreender essa cadeia exige primeiro entender por que o Sol fica mais quente conforme envelhece. Estrelas como o Sol brilham cada vez mais com o passar do tempo porque a fusão do hidrogênio em seu interior produz hélio, mais denso, o que faz o núcleo se contrair e se aquecer, acelerando o ritmo das próprias reações de fusão. O resultado é um aumento contínuo da energia liberada.

Nos estágios iniciais do Sistema Solar, o Sol era de 20% a 30% menos luminoso do que é hoje, fato que originou o célebre paradoxo do Sol jovem e fraco, debatido há décadas por quem estuda como a Terra e Marte primitivos conseguiam manter água líquida sob uma estrela tão pálida. Para o futuro, esses mesmos modelos de evolução estelar fazem uma previsão inequívoca: a Terra vai receber uma dose cada vez maior de radiação à medida que o Sol amadurece.

Bem antes de qualquer engolfamento, esse brilho crescente pode provocar um aquecimento climático suficiente para tornar a vida impossível. Diante de uma estrela que esquenta sem parar, o que impede a Terra de cozinhar muito mais cedo é um mecanismo geológico de uma engenhosidade rara, descoberto na década de 1980 e batizado de ciclo carbonato-silicato.

Ele funciona como um termostato planetário de longuíssimo prazo. Tudo começa quando o dióxido de carbono expelido pelos vulcões entra na atmosfera e atua como gás de efeito estufa, aquecendo a superfície. Dissolvido na água da chuva, esse gás forma um ácido fraco que reage com as rochas de silicato, liberando íons de cálcio e bicarbonato que escorrem para o oceano.

Organismos marinhos usam esses íons para construir conchas e esqueletos de carbonato de cálcio, que se depositam no fundo do mar e acabam subduzidos para o manto terrestre. Lá embaixo, calor e pressão transformam de volta o carbonato em silicato, devolvendo o dióxido de carbono à atmosfera pelos vulcões e fechando o ciclo.

O detalhe decisivo é que a velocidade do desgaste das rochas depende da temperatura: um clima mais quente acelera o intemperismo e retira mais gás carbônico do ar, esfriando o planeta. Operando ao longo de centenas de milhares de anos, esse circuito de retroalimentação manteve o termômetro da Terra dentro de margens habitáveis por boa parte da história geológica.

A consequência lógica desse termostato para o futuro distante é perturbadora. Conforme o Sol aquecer, o ciclo carbonato-silicato vai responder sugando gás carbônico da atmosfera para reduzir o efeito estufa e compensar o calor extra. Em algum momento, a concentração de dióxido de carbono ficará tão baixa que as plantas não conseguirão mais realizar fotossíntese, e a base de toda a teia alimentar entrará em colapso.

Foi essa a intuição de um estudo pioneiro de 1982, que usou um modelo climático extremamente simples, sem qualquer dimensão espacial, para concluir que a biosfera fotossintética terminaria daqui a apenas 100 milhões de anos, quando o gás carbônico cairia abaixo de 150 partes por milhão, o piso necessário para a fotossíntese do tipo C3.

Esse mecanismo, o mais comum entre as plantas, responde por cerca de 95% da vegetação do planeta e foi tomado como o marco do fim da vida como a conhecemos. Dez anos depois, uma reavaliação famosa do problema corrigiu esse prognóstico para um horizonte mais generoso, entre 0,9 e 1,5 bilhão de anos.

Esse trabalho identificou dois limites distintos a serem considerados. O primeiro é o aumento da temperatura global provocado pelo Sol mais brilhante, com a marca de 323 kelvin, cerca de 50 graus Celsius, sendo atingida em torno de 1,5 bilhão de anos, e um limite ainda mais severo de perda dos oceanos surgindo aproximadamente um bilhão de anos depois.

O segundo limite vem do gás carbônico: foi observado que a fotossíntese do tipo C4, uma adaptação que melhora a eficiência fotossintética ao reduzir a fotorrespiração, consegue operar com teores de dióxido de carbono tão baixos quanto 10 partes por milhão. Plantas C4 representam só 3% da vegetação e incluem o milho, a cana-de-açúcar, o sorgo, além de muitas gramíneas e ervas daninhas.

Levando em conta esse piso de 10 partes por milhão, a estimativa atualizada sugeria uma biosfera baseada em plantas C4 capaz de durar 0,9 bilhão de anos. Essa narrativa virou o paradigma dominante entre os astrobiólogos, e as décadas seguintes a refinaram em várias direções.

Um estudo do ano 2000, com parametrizações mais sofisticadas da produtividade biológica, encurtou a vida da biosfera para cerca de 500 milhões de anos. Outro, de 2001, incorporou efeitos de intemperismo intensificado pela própria atividade biológica e estendeu o prazo para 800 milhões de anos.

Investigações posteriores passaram a usar modelos climáticos com uma dimensão, capazes de representar a variação da temperatura com a latitude. Um deles acoplou um modelo biogeoquímico detalhado a um modelo de transferência radiativa e explorou como o fim da biosfera dependeria da massa do planeta.

Outro, de 2020, reuniu as estimativas existentes e, com seu próprio modelo unidimensional, calculou o fim da fotossíntese C4 em 840 milhões de anos, com uma margem que ia de 740 milhões a pouco mais de um bilhão de anos. Mesmo o teto dessa faixa ficava aquém do bilhão e meio de anos que separa a Terra do início da perda de água.

A virada mais recente veio em 2024, com um estudo que aprimorou tanto os modelos de produtividade das plantas C3 e C4 quanto os de intemperismo de silicatos. Usando dados atualizados, esse trabalho argumentou que a fotossíntese C3 permanece viável com teores de gás carbônico tão baixos quanto 2,9 partes por milhão, e não 10, como se assumia.

Só essa revisão já esticava a estimativa clássica de 0,9 para 1,3 bilhão de anos. Mas o achado mais provocador foi outro: os dados sugeriam que o intemperismo dos silicatos talvez dependa muito menos da temperatura do que se pensava. Se for esse o caso, o gás carbônico não diminuirá de forma contínua no futuro, e o que vai limitar a vida não será a falta de dióxido de carbono, mas o superaquecimento.

Por esse raciocínio, o fim da biosfera vegetal cairia entre 1,6 e 1,86 bilhão de anos, dependendo de o limite.

Com informacoes de Space Today.