Il sole non morirà per 5 miliardi di anni, quindi perché agli umani rimane solo 1 miliardo di anni sulla Terra?

Tra qualche miliardo di anni, il sole diventerà una gigante rossa così grande da inghiottire il nostro pianeta. Ma la Terra diventerà inabitabile molto prima. Dopo circa un miliardo di anni il sole diventerà abbastanza caldo da bollire i nostri oceani.

Il sole è attualmente classificato come una stella di “sequenza principale”. Ciò significa che si trova nella parte più stabile della sua vita, convertendo l’idrogeno presente nel suo nucleo in elio. Per una stella delle dimensioni della nostra, questa fase dura poco più di 8 miliardi di anni. Il nostro sistema solare ha poco più di 4,5 miliardi di anni, quindi il sole è poco più che a metà della sua vita stabile.

Anche le stelle muoiono

Dopo 8 miliardi di anni di felice combustione dell’idrogeno in elio, la vita del sole diventa un po’ più interessante. Le cose cambiano perché il sole avrà esaurito l’idrogeno nel suo nucleo – tutto ciò che rimane è l’elio. Il problema è che il nucleo del sole non è abbastanza caldo o denso per bruciare l’elio.

In una stella, la forza gravitazionale tira tutti i gas verso il centro. Quando la stella ha idrogeno da bruciare, la creazione di elio produce abbastanza pressione verso l’esterno per bilanciare la forza gravitazionale. Ma quando la stella non ha più nulla da bruciare nel nucleo, le forze gravitazionali prendono il sopravvento.

Finalmente questa forza comprime il centro della stella a tal punto che comincerà a bruciare idrogeno in un piccolo guscio intorno al nucleo morto, che è ancora pieno di elio. Non appena il sole inizierà a bruciare più idrogeno, sarà considerato una “gigante rossa”.

Il processo di compressione nel centro permette alle regioni esterne della stella di espandersi verso l’esterno. L’idrogeno che brucia nel guscio intorno al nucleo aumenta significativamente la luminosità del sole. Poiché le dimensioni della stella si sono espanse, la superficie si raffredda e passa da bianca a rossa. Poiché la stella è più luminosa, più rossa e fisicamente più grande di prima, chiamiamo queste stelle “giganti rosse”.

La fine infuocata della Terra

Si sa che la Terra come pianeta non sopravviverà all’espansione del sole in una stella gigante rossa completa. La superficie del sole raggiungerà probabilmente l’attuale orbita di Marte – e, mentre l’orbita della Terra potrebbe anche essersi espansa leggermente verso l’esterno, non sarà sufficiente a salvarla dall’essere trascinata sulla superficie del sole, al che il nostro pianeta si disintegrerà rapidamente.

La vita sul pianeta avrà problemi ben prima che il pianeta stesso si disintegri. Anche prima che il sole finisca di bruciare idrogeno, sarà cambiato dal suo stato attuale. Il sole ha aumentato la sua luminosità di circa il 10% ogni miliardo di anni che passa a bruciare idrogeno. L’aumento di luminosità significa un aumento della quantità di calore che il nostro pianeta riceve. Man mano che il pianeta si riscalda, l’acqua sulla superficie del nostro pianeta comincerà ad evaporare.

Un aumento della luminosità del sole del 10% rispetto al livello attuale non sembra molto, ma questo piccolo cambiamento nella luminosità della nostra stella sarà piuttosto catastrofico per il nostro pianeta. Questo cambiamento è un aumento di energia sufficiente a cambiare la posizione della zona abitabile intorno alla nostra stella. La zona abitabile è definita come l’intervallo di distanze da una data stella dove l’acqua liquida può essere stabile sulla superficie di un pianeta.

Con un aumento del 10% della luminosità della nostra stella, la Terra non sarà più all’interno della zona abitabile. Questo segnerà l’inizio dell’evaporazione dei nostri oceani. Quando il sole smetterà di bruciare idrogeno nel suo nucleo, Marte sarà nella zona abitabile e la Terra sarà troppo calda per mantenere l’acqua sulla sua superficie.

Modelli incerti

Questo aumento del 10% della luminosità del sole, che innesca l’evaporazione dei nostri oceani, avverrà nel corso dei prossimi miliardi di anni circa. Le previsioni su quanto rapidamente questo processo si svolgerà dipendono da chi parla. La maggior parte dei modelli suggerisce che mentre gli oceani evaporano, sempre più acqua sarà presente nell’atmosfera invece che sulla superficie. Questo agirà come un gas serra, intrappolando ancora più calore e facendo evaporare sempre più oceani, fino a quando il terreno sarà per lo più asciutto e l’atmosfera tratterrà l’acqua, ma ad una temperatura estremamente elevata.

Come l’atmosfera si satura d’acqua, l’acqua tenuta nelle parti più alte della nostra atmosfera sarà bombardata dalla luce ad alta energia del sole, che scinderà le molecole e permetterà all’acqua di fuoriuscire come idrogeno e ossigeno, dissanguando alla fine la Terra dall’acqua.

Lì dove i modelli differiscono è sulla velocità con cui la Terra raggiunge questo punto di non ritorno. Alcuni suggeriscono che la Terra diventerà inospitale prima di 1 miliardo di anni, poiché le interazioni tra il pianeta che si riscalda e le rocce, gli oceani e la tettonica a placche asciugheranno il pianeta ancora più velocemente. Altri suggeriscono che la vita potrebbe essere in grado di resistere un po’ più a lungo di 1 miliardo di anni, a causa dei diversi requisiti delle diverse forme di vita e dei rilasci periodici di sostanze chimiche critiche da parte della tettonica a placche.

La Terra è un sistema complesso – e nessun modello è perfetto. Tuttavia, sembra probabile che non ci resti più di un miliardo di anni perché la vita prosperi sul nostro pianeta.