par Jillian Scudder , The Conversation
Dans quelques milliards d’années, le soleil deviendra une géante rouge si grande qu’elle engloutira notre planète. Mais la Terre deviendra inhabitable bien plus tôt que cela. Après environ un milliard d’années, le soleil deviendra assez chaud pour faire bouillir nos océans.
Le soleil est actuellement classé comme une étoile de « séquence principale ». Cela signifie qu’il est dans la partie la plus stable de sa vie, convertissant l’hydrogène présent dans son noyau en hélium. Pour une étoile de la taille de la nôtre, cette phase dure un peu plus de 8 milliards d’années. Notre système solaire est âgé d’un peu plus de 4,5 milliards d’années, le soleil est donc un peu plus de la moitié de sa durée de vie stable.
Même les étoiles meurent
Après que les 8 milliards d’années de combustion heureuse de l’hydrogène en hélium soient terminées, la vie du soleil devient un peu plus intéressante. Les choses changent parce que le soleil aura épuisé l’hydrogène dans son noyau – tout ce qui reste est l’hélium. Le problème est que le noyau du soleil n’est pas assez chaud ou dense pour brûler l’hélium.
Dans une étoile, la force gravitationnelle attire tous les gaz vers le centre. Lorsque l’étoile a de l’hydrogène à brûler, la création d’hélium produit suffisamment de pression vers l’extérieur pour équilibrer la force gravitationnelle. Mais lorsque l’étoile n’a plus rien à brûler dans le noyau, les forces gravitationnelles prennent le relais.
Éventuellement, cette force comprime le centre de l’étoile à tel point qu’elle va commencer à brûler de l’hydrogène dans une petite coquille autour du noyau mort, qui est encore plein d’hélium. Dès que le soleil commencera à brûler plus d’hydrogène, il sera considéré comme une « géante rouge ».
Le processus de compression au centre permet aux régions extérieures de l’étoile de s’étendre vers l’extérieur. La combustion de l’hydrogène dans l’enveloppe autour du noyau augmente considérablement la luminosité du soleil. Parce que la taille de l’étoile s’est étendue, la surface se refroidit et passe du blanc au rouge. Parce que l’étoile est plus brillante, plus rouge et physiquement plus grande qu’auparavant, nous surnommons ces étoiles « géantes rouges ».
La disparition ardente de la Terre
Il est largement admis que la Terre en tant que planète ne survivra pas à l’expansion du soleil en une étoile géante rouge à part entière. La surface du soleil atteindra probablement l’orbite actuelle de Mars – et, bien que l’orbite de la Terre puisse également s’être légèrement étendue vers l’extérieur, cela ne sera pas suffisant pour la sauver d’être entraînée dans la surface du soleil, après quoi notre planète se désintégrera rapidement.
La vie sur la planète rencontrera des problèmes bien avant que la planète elle-même ne se désintègre. Avant même que le soleil ne finisse de brûler de l’hydrogène, il aura changé par rapport à son état actuel. Le soleil a augmenté sa luminosité d’environ 10% tous les milliards d’années qu’il passe à brûler de l’hydrogène. Une luminosité accrue signifie une augmentation de la quantité de chaleur que reçoit notre planète. Au fur et à mesure que la planète se réchauffe, l’eau à la surface de notre planète commencera à s’évaporer.
Une augmentation de la luminosité du soleil de 10% par rapport au niveau actuel ne semble pas beaucoup, mais ce petit changement dans la luminosité de notre étoile sera assez catastrophique pour notre planète. Ce changement représente une augmentation suffisante de l’énergie pour modifier l’emplacement de la zone habitable autour de notre étoile. La zone habitable est définie comme la gamme de distances à partir d’une étoile donnée où l’eau liquide peut être stable à la surface d’une planète.
Avec une augmentation de 10% de la luminosité de notre étoile, la Terre ne sera plus dans la zone habitable. Cela marquera le début de l’évaporation de nos océans. Au moment où le soleil cessera de brûler de l’hydrogène dans son noyau, Mars sera dans la zone habitable, et la Terre sera beaucoup trop chaude pour maintenir de l’eau à sa surface.
Modèles incertains
Cette augmentation de 10% de la luminosité du soleil, déclenchant l’évaporation de nos océans, se produira au cours du prochain milliard d’années environ. Les prédictions sur la rapidité exacte de ce processus dépendent de la personne à qui vous parlez. La plupart des modèles suggèrent qu’au fur et à mesure que les océans s’évaporent, de plus en plus d’eau sera présente dans l’atmosphère plutôt qu’à la surface. Cela agira comme un gaz à effet de serre, piégeant encore plus de chaleur et provoquant l’évaporation de plus en plus d’océans, jusqu’à ce que le sol soit principalement sec et que l’atmosphère retienne l’eau, mais à une température extrêmement élevée.
Alors que l’atmosphère se sature d’eau, l’eau retenue dans les parties les plus élevées de notre atmosphère sera bombardée par la lumière à haute énergie du soleil, qui séparera les molécules et permettra à l’eau de s’échapper sous forme d’hydrogène et d’oxygène, ce qui finira par vider la Terre de son eau.
Là où les modèles diffèrent, c’est sur la vitesse à laquelle la Terre atteint ce point de non-retour. Certains suggèrent que la Terre deviendra inhospitalière avant la barre des 1 milliard d’années, car les interactions entre la planète qui se réchauffe et les roches, les océans et la tectonique des plaques assècheront la planète encore plus rapidement. D’autres suggèrent que la vie pourrait se maintenir un peu plus longtemps que 1 milliard d’années, en raison des exigences différentes des différentes formes de vie et des libérations périodiques de produits chimiques critiques par la tectonique des plaques.
La Terre est un système complexe – et aucun modèle n’est parfait. Cependant, il semble probable qu’il ne nous reste pas plus d’un milliard d’années pour que la vie prospère sur notre planète.