írta Jillian Scudder , The Conversation
Pár milliárd év múlva a Nap olyan nagy vörös óriássá válik, hogy elnyeli bolygónkat. A Föld azonban már sokkal hamarabb lakhatatlanná válik. Körülbelül egymilliárd év múlva a Nap elég forró lesz ahhoz, hogy felforralja az óceánjainkat.
A Napot jelenleg a “fősorozatú” csillagok közé sorolják. Ez azt jelenti, hogy életének legstabilabb szakaszában van, a magjában lévő hidrogént héliummá alakítja. Egy olyan méretű csillag esetében, mint a miénk, ez a fázis valamivel több mint 8 milliárd évig tart. Naprendszerünk alig több mint 4,5 milliárd éves, tehát a Nap valamivel több mint a stabil élettartamának felénél tart.
Még a csillagok is meghalnak
Miután 8 milliárd évnyi boldog hidrogén héliummá égetése véget ér, a Nap élete egy kicsit érdekesebbé válik. A dolgok megváltoznak, mert a Nap magjából elfogy a hidrogén – már csak a hélium marad. A baj az, hogy a Nap magja nem elég forró és sűrű ahhoz, hogy héliumot égessen.
Egy csillagban a gravitációs erő minden gázt a középpont felé húz. Ha a csillagban van elégetni való hidrogén, a hélium keletkezése elegendő külső nyomást eredményez ahhoz, hogy kiegyenlítse a gravitációs vonzást. Amikor azonban a csillag magjában nem marad semmi éghető, a gravitációs erő veszi át a hatalmat.
Egyszer ez az erő olyan mértékben összenyomja a csillag középpontját, hogy a halott mag körül, amely még mindig tele van héliummal, egy kis héjban hidrogént kezd égetni. Amint a Nap elkezd több hidrogént égetni, már “vörös óriásnak” számítana.
A középpontban zajló összenyomódási folyamat lehetővé teszi, hogy a csillag külső területei kifelé táguljanak. A magot körülvevő héjban égő hidrogén jelentősen megnöveli a Nap fényességét. Mivel a csillag mérete kitágult, a felszíne lehűl, és fehéren izzóból vörösen izzóvá válik. Mivel a csillag fényesebb, vörösebb és fizikailag nagyobb, mint korábban, ezeket a csillagokat “vörös óriásoknak” nevezzük.
A Föld tüzes pusztulása
Széles körben elfogadott, hogy a Föld mint bolygó nem fogja túlélni a Nap teljes értékű vörös óriáscsillaggá tágulását. A Nap felszíne valószínűleg eléri majd a Mars jelenlegi pályáját – és bár a Föld pályája is kitágulhatott kissé kifelé, ez nem lesz elég ahhoz, hogy megmentse attól, hogy a Nap felszínére rántsa, mire bolygónk gyorsan szétesik.
A bolygónkon az élet jóval azelőtt bajba kerül, hogy maga a bolygó szétesne. Még mielőtt a Nap befejezné a hidrogénégetést, megváltozik a jelenlegi állapotához képest. A Nap fényessége minden milliárd év alatt, amit hidrogénégetéssel tölt, körülbelül 10%-kal növekszik. A megnövekedett fényesség a bolygónkra jutó hőmennyiség növekedését jelenti. Ahogy a bolygó felmelegszik, a bolygónk felszínén lévő víz elkezd elpárologni.
A Nap fényerejének 10%-os növekedése a jelenlegi szinthez képest nem hangzik túl soknak, de ez a kis változás csillagunk fényerejében elég katasztrofális lesz a bolygónk számára. Ez a változás elegendő energiát jelent ahhoz, hogy a csillagunk körüli lakhatósági zóna elhelyezkedése megváltozzon. A lakhatósági zónát úgy határozzák meg, mint egy adott csillagtól való távolságtartományt, ahol egy bolygó felszínén stabilan lehet folyékony víz.
A csillagunk fényességének 10%-os növekedésével a Föld már nem lesz a lakhatósági zónán belül. Ez az óceánjaink elpárolgásának kezdetét fogja jelenteni. Mire a Nap megszűnik hidrogént égetni a magjában, a Mars már a lakhatósági zónában lesz, és a Föld már túl forró lesz ahhoz, hogy a felszínén víz maradjon.
Elbizonytalanodó modellek
A Nap fényességének ez a 10%-os növekedése, amely óceánjaink elpárolgását indítja el, a következő körülbelül egymilliárd év során fog bekövetkezni. Az, hogy ez a folyamat pontosan milyen gyorsan fog lezajlani, attól függ, hogy kivel beszélünk. A legtöbb modell szerint az óceánok elpárolgása során egyre több víz lesz jelen a légkörben, nem pedig a felszínen. Ez üvegházhatású gázként fog hatni, ami még több hőt köt meg, és egyre több óceánt fog elpárologtatni, amíg a talaj nagyrészt száraz nem lesz, a légkör pedig megtartja a vizet, de rendkívül magas hőmérsékleten.
Amint a légkör telítődik vízzel, a légkörünk legmagasabb részein tartott vizet a Nap nagy energiájú fénye fogja bombázni, ami széthasítja a molekulákat, és lehetővé teszi, hogy a víz hidrogén és oxigén formájában távozzon, végül kiszárítva a Földet a vízből.
Ahol a modellek eltérnek, az a sebesség, amellyel a Föld eléri ezt a pontot, ahonnan már nincs visszaút. Egyesek szerint a Föld már az 1 milliárd év előtt barátságtalanná válik, mivel a felmelegedő bolygó és a kőzetek, óceánok, valamint a lemeztektonika közötti kölcsönhatások még gyorsabban kiszárítják a bolygót. Mások szerint az élet 1 milliárd évnél valamivel tovább is kitarthat, a különböző életformák eltérő igényei és a kritikus vegyi anyagok időszakos felszabadulása miatt a lemeztektonika miatt.
A Föld egy összetett rendszer – és egyetlen modell sem tökéletes. Valószínűnek tűnik azonban, hogy nem több mint egymilliárd évünk van hátra ahhoz, hogy az élet virágozzon a bolygónkon.