En effectuant une série de modélisations pour estimer la durée de vie maximale de la biosphère végétale terrestre, des planétologues suggèrent que le règne végétal pourrait encore persister sur Terre d’ici 1,87 milliard d’années. Ces estimations tiendraient compte de la hausse prévue de luminosité du Soleil lorsque celui-ci entrera dans sa phase de géante rouge et suggèrent que les plantes pourraient survivre jusqu’à ce que les océans s’assèchent complètement.
Le futur de la Terre et celui de toute vie à sa surface est généralement prédit selon les modèles d’évolution stellaire, notamment lorsque notre Soleil entrera dans sa phase de géante rouge lorsqu’il épuisera son combustible thermonucléaire. On estime que cette transition pourrait se produire dans environ 5 milliards d’années et se manifestera par une dilatation du Soleil, qui pourrait atteindre ou dépasser l’orbite actuelle de la Terre selon les modèles.
Certains modèles suggèrent que si le Soleil perd suffisamment de masse au cours de cette phase de transition, la Terre pourrait être éjectée de son orbite. Il s’agit toutefois d’une hypothèse très spéculative. La plupart des modèles penchent plutôt vers un futur où le Soleil se dilaterait progressivement jusqu’à engloutir la Terre, la brûlant ainsi complètement.
Entre-temps, le Soleil augmentera progressivement sa luminosité. Les modèles d’évolution des étoiles de la séquence principale indiquent notamment une luminosité croissante tout au long de leur vie. On pense que le Soleil était de 20 à 30 % moins lumineux qu’aujourd’hui au début de la formation du Système solaire.
Les modèles suggèrent que le rayonnement incident que la Terre recevra augmentera à mesure que le Soleil vieillira. Et avant même que notre planète ne soit engloutie par le Soleil devenu une géante rouge, cette hausse de luminosité pourrait provoquer une augmentation de la température de surface si intense que la vie y serait alors impossible.
La hausse du rayonnement solaire incident ferait que les températures terrestres pourraient dépasser les 50 °C (toute l’année et partout sur la planète) dans environ 1,5 milliard d’années, tandis que les océans finiraient par s’assécher environ 1 milliard d’années plus tard, selon les modèles.
Si l’on supposait initialement que toute vie animale, végétale ou microbienne ne pourrait survivre dans de telles conditions de températures et de rayonnement, des études suggèrent que la photosynthèse pourrait encore être possible et que le règne végétal pourrait subsister sur Terre bien plus longtemps qu’on le pensait.
Une étude parue récemment dans la revue Journal of Geophysical Research: Atmospheres renforce cette hypothèse en suggérant que la biosphère végétale pourrait ne pas disparaître avant 1,87 milliard d’années. « Cela suggère la possibilité que la biosphère photosynthétique de la Terre puisse rester viable sous une forme ou une autre jusqu’au moment où la Terre commencera à perdre son eau. Si tel est le cas, alors la durée de vie maximale de la biosphère végétale terrestre est comparable à celle des océans terrestres », écrivent les auteurs.
Jusqu’où la photosynthèse peut-elle résister ?
Pour effectuer leurs simulations, les auteurs de l’étude ont utilisé un modèle 3D de l’évolution du climat terrestre au cours des deux prochains milliards d’années. Le modèle prend en compte l’augmentation prévue de la luminosité du Soleil durant cette période, ainsi que les variations de la concentration de CO₂ dans l’atmosphère.
Si l’on exclut les émissions de CO₂ d’origine anthropique, le cycle naturel des carbonates et des silicates de la Terre voit le CO₂ de l’atmosphère absorbé par les océans. Ce CO₂ se dépose et s’accumule progressivement sur le fond marin avant de se transformer en roches carbonatées. Il peut ensuite être réinjecté dans l’atmosphère par le biais d’éruptions volcaniques et de la tectonique des plaques.
Les études antérieures avancent que ce cycle finirait par rendre les niveaux de CO₂ trop faibles pour permettre la photosynthèse, empêchant ainsi la survie de la biosphère végétale. Cependant, on ignore dans quelle mesure les températures de surface terrestre pourraient influencer ce cycle. Pour explorer les différents scénarios possibles, les chercheurs ont donc simulé une version faible et intense du cycle.
« Nous utilisons un modèle climatique numérique tridimensionnel pour calculer des scénarios climatiques futurs avec un ensoleillement croissant et une concentration de dioxyde de carbone décroissante », expliquent les chercheurs.
Dans le scénario d’altération intense, la température de surface terrestre resterait relativement stable pendant un temps, mais la quantité de CO₂ dans l’atmosphère diminuerait rapidement. Dans ces conditions, les plantes seraient alors privées de carbone pour photosynthétiser, ce qui entraînerait la disparition de la biosphère végétale d’ici environ 1,84 milliard d’années.
En revanche, dans le scénario d’altération faible, les niveaux de CO₂ restent stables, mais la température continue d’augmenter. Cela amènerait la température moyenne globale sur Terre à environ 65 °C, seuil à partir duquel aucune plante terrestre ne peut survivre. Dans ces conditions, les calculs des chercheurs indiquent que la durée de vie maximale de la biosphère végétale est de 1,87 milliard d’années.
Diagrammes illustrant la durée de vie maximale de la biosphère végétale terrestre selon différents scénarios. © Haqq-Misra & Wolf, JGR Atmos. , 2026
Un potentiel d’évolution encore inconnu
Il est toutefois important de noter que ces modélisations ont été effectuées sans tenir compte de l’évolution et de la capacité d’adaptation des végétaux, ni des avancées technologiques qui pourraient permettre de prolonger leur survie. « On peut imaginer un scénario dans lequel les plantes développent la capacité de réguler leur température et leur pression interne, peut-être en réponse à l’évolution du climat », précisent les chercheurs.
Des cultures hors Terre, déjà expérimentées actuellement par les agences spatiales, pourraient aussi permettre aux végétaux terrestres de prospérer. Les technologies de géo-ingénierie, comme l’utilisation d’aérosols réfléchissants, pourraient aussi permettre de réguler suffisamment la température terrestre pour que la vie puisse continuer à y prospérer.
« La vie sur Terre est résiliente, et les limites imposées par le stress thermique ou la carence en CO₂ ne sont peut-être que le reflet de nos observations actuelles de la biosphère plutôt que des limites strictes à la façon dont la biosphère peut évoluer », concluent les chercheurs.
