植被生物圈的最大存续周期
地球与行星天体物理
2026-05-22 v1
摘要
我们使用三维模型计算地球未来各时段的恒定状态气候，遍历递增的日照和递减的 CO 混合比参数空间。与先前结果的比较显示，在日常常数增加且固定 CO 混合比时，一维模型对变暖的估计高出。我们考虑两种未来轨迹作为极端情况：强气候化学作用情形下，表面温度保持恒定但 CO 被抽减；弱气候化学作用情形下，CO 保持恒定而表面温度升高。在强气候化学作用情形下，我们发现 C4 光合作用的常规 10 ppm CO 饥饿阈值发生于 1.35 万年；然而，我们指出在该阈值以下，草木酸代谢 (CAM) 光合作用可能持续存在，并指出水生植物可利用溶解碳酸根当大气 CO 较低时。若将 CO 饥饿阈值取于 1 ppm，则植被生物圈可持续至 1.84 万年。在弱气候化学作用情形下则适用于热限制，当地球在 1.68 万年（>323 K）时已太热难以生存大多数陆地植物，甚至在 1.87 万年（>338 K）时将太过炎热，致使所有陆地植物无法生存。这些存续周期接近于湿润温室和蒸发温室极限。我们讨论了其他可能延长地球生物圈存续周期的机制，指出技术干预和进化过程都可能使生命适应日益增亮的太阳。
引用
@article{arxiv.2605.22404,
title = {Maximum Lifetime of the Vegetative Biosphere},
author = {Jacob Haqq-Misra and Eric Wolf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.22404},
year = {2026}
}
备注
Accepted by Journal of Geophysical Research - Atmospheres