Avenir de la Terre

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L'avenir biologique et géologique de la Terre peut être extrapolé à partir de plusieurs données scientifiques, incluant la chimie de la surface de la Terre, la vitesse de refroidissement de l'intérieur de la Terre, les interactions gravitationnelles avec les autres objets du Système solaire et une augmentation constante de la luminosité solaire. Un facteur d'incertitude dans cette extrapolation est l'influence des technologies introduites par les êtres humains comme la géo-ingénierie^[2], qui peuvent causer des changements significatifs sur la planète^[3],[4]. Actuellement, l'extinction de l'Holocène^[5] est provoquée par la technologie^[6] et ses effets peuvent durer cinq millions d'années^[7]. À son tour, la technologie peut provoquer l'extinction de l'humanité, laissant la Terre revenir graduellement à un rythme d'évolution plus lent résultant uniquement de processus naturels à long terme^[8],[9].

Au cours d'intervalles de plusieurs millions d'années, des événements célestes aléatoires présentent un risque global pour la biosphère, pouvant aboutir à des extinctions massives. Ceci inclut les impacts provoqués par des comètes et des astéroïdes avec des diamètres de 5 à 10 km ou plus et les supernovas proches de la Terre. D'autres événements géologiques à grandes échelles sont plus facilement prédictibles. Si les effets du réchauffement climatique sur le long terme ne sont pas pris en compte, les paramètres de Milanković prédisent que la planète continuera à subir des périodes glaciaires au moins jusqu'à la fin des glaciations quaternaires. Ces périodes sont issues de l'excentricité, l'obliquité et la précession de l'orbite terrestre^[10]. Suivant le cycle de Wilson, les mouvements des plaques tectoniques amèneront probablement à la formation d'un supercontinent, dans 250 à 350 millions d'années. Également, dans 1,5 à 4,5 milliards années, l'inclinaison axiale de la Terre devrait subir des variations chaotiques avec des changements d'obliquité supérieurs à 90°.

Durant les prochains milliards d'années sur sa séquence principale, la luminosité du Soleil s'élèvera constamment, augmentant l'irradiation solaire de la Terre. Le taux d'altération des silicates sera alors plus élevé, induisant une capture du dioxyde de carbone et donc une réduction de sa quantité dans l'atmosphère. Dans environ 600 millions d'années, le niveau de dioxyde de carbone sera inférieur à celui nécessaire pour maintenir la fixation du carbone en C3 par photosynthèse, utilisée par les arbres. Certaines plantes utilisant la fixation du carbone en C4 peuvent survivre à des concentrations en dioxyde de carbone aussi faibles que 10 ppm. Cependant, la tendance à long terme pour la vie végétale est de s'éteindre entièrement. L'extinction des plantes précédera celle de presque toute la vie animale puisque les plantes sont à la base de la chaîne alimentaire sur Terre^[11].

Dans environ 1,1 milliard d'années, la luminosité solaire sera 10 % plus intense qu'actuellement, poussant l'atmosphère à devenir une « serre humide » à cause de l'évaporation des océans. Une des conséquences probables est la fin de la tectonique des plaques sous sa forme actuelle^[12] et avec elle celle du cycle du carbone^[13]. À la suite de cet événement, l'effet dynamo de la planète devrait disparaître, causant la désagrégation de la magnétosphère terrestre et conduisant à une accélération de la perte des substances volatiles de l'atmosphère. Dans quatre milliards d'années, l'augmentation des températures de la surface terrestre provoquera un emballement de l'effet de serre. À partir de ce moment, la majeure partie, si ce n'est la totalité, de la vie en surface s'éteindra^[14],[15]. Le destin le plus probable pour la planète consiste en son absorption par le Soleil dans environ 7,5 milliards d'années, après que l'étoile sera devenue une géante rouge et que son rayon aura dépassé celui de l'orbite terrestre actuelle^[16].