Toekoms van die Aarde

duimnael|300px|’n Kunstenaarsvoorstelling van hoe die Son die Aarde oor sowat 7&nbsp;miljard jaar sal verwoes wanneer die Son in sy rooireusfase is.

Die biologiese en geologiese **toekoms van die Aarde** kan min of meer bepaal word deur die uitwerking van verskeie langtermyninvloede te voorspel. Dit sluit in chemiese veranderings op die Aarde se oppervlak, die afkoeling van die Aarde se kern, swaartekragwisselwerkings met ander voorwerpe in die Sonnestelsel en die toenemende ligsterkte van die Son. ’n Onsekere faktor in hierdie berekenings is die voortdurende uitwerking van tegnologie wat deur die mens geskep is soos geo-ingenieurswese, wat groot veranderings aan die planeet kan meebring. Die huidige uitwissing van plante en diere word deur tegnologie veroorsaak en die uitwerking daarvan kan tot vyf miljoen jaar duur. Tegnologie kan ook tot die uitsterwing van die mens lei en veroorsaak dat die Aarde terugkeer na ’n stadiger pas van evolusie wat net deur langtermyn- natuurlike prosesse geraak sal word.

Oor ’n tydperk van honderdmiljoene jare hou onvoorsiene gebeurtenisse in die ruimte ’n risiko in vir die biosfeer, en dit kan ook lei tot ’n massa-uitwissing. Dit sluit in botsings met komete of asteroïdes met ’n deursnee van  of meer asook ’n groot sterontploffing, bekend as ’n supernova, binne ’n radius van 100 ligjare van die Son af. Ander grootskaalse gebeurtenisse is makliker om te voorspel. Dit sluit in globale verhitting en die voorspelling dat die planeet steeds deur ysperiodes sal gaan totdat die Kwartêre Ystydperk tot ’n einde kom. Hierdie ysperiodes word veroorsaak deur die eksentrisiteit, aksiale variasies en presessie van die Aarde se wentelbaan. Binne 250-350 miljoen jaar sal plaattektoniek ook lei tot die ontstaan van ’n superkontinent, en binne 1,5-4,5 miljard jaar sal die Aarde se aksiale variasies chaoties raak en lei tot ’n verandering van tot 90° in die Aarde se aksiale helling.

In die volgende vier miljard jaar sal die ligsterkte van die Son algaande toeneem en lei tot ’n toename in die bestraling wat die Aarde bereik. Dit sal ’n afname van koolstofdioksied (CO2)-vlakke in die atmosfeer veroorsaak. Oor sowat 600&nbsp;miljoen jaar sal die CO2 daal tot onder die vlak wat nodig is vir fotosintese en min plante sal dit oorleef. Eindelik sal alle plante uitgeroei wees. Dit sal feitlik alle dierelewe laat uitsterf, aangesien plante die basis vorm van die voedselketting op Aarde.

Oor sowat 1,1 miljard jaar sal die ligsterkte van die son 10% hoër wees as tans. Dit sal lei tot die verdamping van die oseane en plaattektoniek sal tot ’n einde kom. Hierna sal die planeet se magnetiese dinamo tot ’n einde kom, wat die magnetosfeer sal laat afneem. Vier miljard jaar van nou af sal die toename in die Aarde se oppervlaktemperatuur lei tot ’n weghol-kweekhuiseffek. Teen daardie tyd sal die meeste, of dalk alle, lewe op die oppervlak uitgewis wees.

Die mees waarskynlike lot van die Aarde sal uiteindelik wees dat dit oor sowat 7,5 miljard jaar deur die Son verslind sal word nadat die Son sy rooireusfase betree en tot verby die planeet se wentelbaan uitgesit het.

## Menslike invloed 
[duimnael|240px|Rook trek uit die [hoogoond by die Azofstal-fabriek in die Oekraïne.]]
Die mens speel ’n sleutelrol in die biosfeer, met die groot menslike bevolking wat baie van die Aarde se ekosisteme oorheers. Teen die huidige tempo loop sowat 30% van spesies die gevaar om in die volgende 100 jaar uit te sterf. Dit word veroorsaak deur die vernietiging van habitat, die verspreiding van indringerspesies, jag en klimaatsveranderings. Menslike aktiwiteite het ’n aansienlike uitwerking op die planeet se oppervlak. Meer as ’n derde daarvan is deur die mens verander. Die konsentrasie koolstofdioksied in die atmosfeer het sedert die begin van die Nywerheidsrewolusie met byna 30% toegeneem. Dit is moeilik of selfs onmoontlik om die grootte van sulke risiko's te bepaal.

As die mens uitgewis word, sal die verskeie strukture wat hy op Aarde geskep het, begin verweer. Die grootste strukture het ’n geraamde halfleeftyd van 1&nbsp;000 jaar. Die laaste oorblywende strukture sal waarskynlik mynskagte, snelweë en kanale wees. ’n Paar enorme klipmonumente soos die piramides en die beeldhouwerk by Mount Rushmore sal vir ’n miljoen jaar in die een of ander vorm bly voortbestaan. So ’n invloed kan lei tot ’n aansienlike afname in die perihelium-afstande van komete in die Oort-wolk – ’n sferiese streek van ysige voorwerpe wat op ’n afstand van sowat ’n halwe ligjaar om die Son wentel. Dit kan die getal komete wat die binnekant van die Sonnestelsel bereik veertigvoudig laat toeneem. As ’n groot komeet die Aarde tref, kan dit tot ’n massa-uitwissing van lewe lei. So ’n ontwrigtende invloed vind gemiddeld een keer elke 45&nbsp;miljoen jaar plaas. Die gemiddelde tyd voordat die Son met ’n nabygeleë ster kan bots, is sowat , wat baie langer is as die geraamde ouderdom van die Melkweg (). Die moontlikheid van so ’n botsing is dus bitter klein.

Die energie wat vrygestel sal word as ’n komeet of asteroïde met ’n deursnee van  of meer die Aarde tref, sal genoeg wees om ’n wêreldwye omgewingsramp te veroorsaak en te lei tot ’n aansienlike toename in die getal spesies wat uitsterf. Een van die gevolge van so ’n botsing kan wees dat ’n wolk fyn stof die Aarde omvou en temperature binne ’n week met sowat  laat daal weens ’n gebrek aan sonlig – dit sal fotosintese vir ’n paar maande tot stilstand bring. Die gemiddelde tyd tussen botsings word op sowat 100&nbsp;miljoen&nbsp;jaar geraam. In die afgelope 540&nbsp;miljoen&nbsp;jaar het sulke botsings waarskynlik gelei tot 5-6 massa-uitwissings en 20–30 kleiner voorvalle van uitwissing. Sulke voorvalle sal na verwagting in die toekoms voortduur.

’n Supernova is die ontploffing van ’n groot ster. In die Melkweg kom ’n supernova gemiddeld elke 30 jaar voor. In die Aarde se geskiedenis het talle sulke voorvalle waarskynlik binne 100&nbsp;ligjare van die Aarde af plaasgevind. Ontploffings binne dié afstand kan die planeet besoedel met radio-isotope en moontlik ’n invloed hê op die biosfeer. Gammastrale wat deur ’n supernova uitgestraal word, reageer met stikstof in die atmosfeer en produseer distikstofoksiede. Dié molekules veroorsaak ’n afname van die osoonlaag wat die aardoppervlak beskerm teen die Son se ultravioletstraling. ’n Toename van slegs 10-30% in UVB-straling kan ’n aansienlike uitwerking op lewe hê, veral op die fitoplankton wat die basis vorm van die voedselketting in die oseane. ’n Supernova 26&nbsp;ligjare van die planeet af kan die digtheid van die osoonlaag met die helfte verminder. So ’n ontploffing binne 32&nbsp;ligjare vind gemiddeld een keer elke paar honderd miljoen jaar plaas en kan die osoonlaag vir verskeie eeue beskadig. In die volgende twee miljard jaar sal daar sowat 20 supernovas en een gammastraaluitbarsting wees wat ’n aansienlike uitwerking op die Aarde se biosfeer sal hê.

Die toenemende invloed van swaartekragversteurings tussen die planete veroorsaak dat die binneste Sonnestelsel as ’n geheel oor lang tydperke chaoties optree. Dit beïnvloed die stabiliteit van die Sonnestelsel nie erg oor tydperke van ’n paar miljoen jaar of minder nie, maar oor miljarde jare raak die wentelbane van die planete onvoorspelbaar. Rekenaarsimulasies van die Sonnestelsel se evolusie oor die volgende vyf miljard jaar dui op ’n klein kans (van minder as 1%) dat ’n botsing tussen die Aarde en óf Mercurius óf Venus óf Mars kan plaasvind. In dieselfde tydperk is die kans dat die Aarde uit die Sonnestelsel geruk sal word deur ’n verbygaande ster sowat een uit 105. In so ’n geval sal die oseane binne verskeie miljoene jare kliphard vries en net ’n paar holtes met vloeibare water sal ondergronds oorbly.

## Wentelbaan en rotasie 
Die swaartekragversteurings van die ander planete in die Sonnestelsel kan die wentelbaan van die Aarde en die oriëntasie van sy draai-as beïnvloed. Dit kan ’n uitwerking hê op die planeet se klimaat.

### Ystydperke 
Die Aarde beleef siklusse van ystydperke waarin yslae die hoërliggende dele van die kontinente bedek. Ystydperke kan veroorsaak word deur veranderings in seestrome en ’n verandering van die kontinente vanweë plaattektoniek. Die Milanković-teorie voorspel dat ysperiodes binne ystydperke ontstaan vanweë astronomiese sowel as aardse faktore. Die belangrikste astronomiese oorsake is ’n hoër as normale eksentrisisteit in die Aarde se wentelbaan, ’n laer helling van die draai-as en die sameval van die somersonstilstand met die afelium.

Die Aarde is tans in ’n ystydperk bekend as die Kwartêre Ystydperk, en wel in die Holoseen-periode tussen twee ysperiodes. Dié periode sou normaalweg oor sowat 25&nbsp;000 jaar geëindig het en dan sou ’n nuwe ysperiode begin het. Die toenemende vrystelling van koolstofdioksied in die atmosfeer deur die mens kan egter die begin van die volgende ysperiode vertraag tot oor sowat 50&nbsp;000 – 130&nbsp;000 jaar. Maar as die huidige aardverwarmingstydperk ’n beperkte tydsduur het (gebaseer op die aanname dat die gebruik van fossielbrandstof teen die jaar 2200 gestaak sal wees) sal die ysperiode met net sowat 5&nbsp;000 jaar vertraag word. Op lang termyn sal die vrystelling van kweekhuisgasse dus net ’n beperkte invloed hê.

Gebaseer op rekenaarmodelle, lyk dit of die teenwoordigheid van die Maan die helling van die Aarde stabiliseer en dit kan drastiese klimaatsveranderings verhoed. Dit is omdat die Maan die presessie van die Aarde se draai-as vergroot. Maar namate die Maan al hoe verder wegbeweeg, sal hierdie stabiliserende uitwerking afneem. In ’n stadium sal versteurende invloede waarskynlik chaotiese variasies in die Aarde se helling veroorsaak, en dit kan verander met hoeke van tot 90° vanaf die vlak van die wentelbaan. Dit sal na verwagting binne sowat 1,5–4,5 miljard jaar gebeur, hoewel die presiese tyd onbekend is.

’n Groot helling sal waarskynlik groot klimaatsveranderings teweegbring en die planeet onbewoonbaar maak. Wanneer die helling van die Aarde se draai-as 54° bereik, sal die ewenaar minder straling van die Son kry as die pole. Die planeet se helling kan vir periodes van tot 10&nbsp;miljoen jaar tussen 60° en 90° bly.

## Geodinamika 
Die voorkoms van die kontinente word voortdurend verander vanweë tektoniese plate wat skuif en oplig. Ook vulkaanuitbarstings sal bly voorkom. Vesuvius sal na verwagting binne die volgende 1&nbsp;000 jaar sowat 40 keer uitbars. In dieselfde tyd sal vyf tot sewe aardbewings wat agt of meer op die Richterskaal registreer langs die San Andreas-breuk voorkom, terwyl sowat 50 aardbewings van nege wêreldwyd verwag word. Mauna Loa sal oor die volgende 1&nbsp;000 jaar sowat 200 uitbarstings beleef en die Old Faithful-geiser sal waarskynlik ophou aktief wees.

Hudsonbaai sal oor die komende 10&nbsp;000 jaar 100&nbsp;meter vlakker word en die Oossee 90&nbsp;meter, en die eilande van Hawaii sal 9&nbsp;km na die noordweste skuif. Die Aarde sal in dié tyd waarskynlik ’n nuwe ysperiode binnegaan.

### Kontinentverskuiwings 
lang=af|links|200px|duimnael|Pangea was die laaste superkontinent voor die huidige kontinente ontstaan het.
Op lang termyn het plaattektoniek kontinentverskuiwings tot gevolg. Dit word deur twee faktore veroorsaak: die energieopwekking in die planeet en die aanwesigheid van ’n hidrosfeer. As een van hulle verlore gaan, sal die kontinentale verskuiwing ophou.

Daar bestaan twee verskillende teorieë oor wat in die toekoms met die kontinente sal gebeur. In albei gevalle sal ’n nuwe superkontinent ontstaan.
* Indien die huidige verskuiwing voortduur, sal Amerika eindelik teen Europa en Afrika bots. Op die plek van die botsing sal ’n bergketting ontstaan en oor 50&nbsp;miljoen jaar sal die Middellandse See verdwyn.

* Dit is ook moontlik dat die huidige verskuiwing omgekeer sal word en Amerika sal dan eindelik teen Asië bots. Antarktika sal terselfdertyd noordwaarts in die rigting van Afrika skuif en ’n superkontinent sal vorm bestaande uit Afrika, Eurasië, Australië, Antarktika en Suid-Amerika. Oor 350&nbsp;miljoen jaar sal die Stille Oseaan dan nie meer bestaan nie.

Watter een van dié teorieë ook al waar word, die vorming van ’n nuwe superkontinent sal meebring dat 27% van die oseane verdwyn. Die vorming van ’n superkontinent sal ook die omgewing grootliks beïnvloed. Die berge wat sal ontstaan vanweë die botsings van die kontinente sal die weer verander en aardverwarming sal toeneem. Albei teorieë sal ’n massa-uitwissing tot gevolg hê. Eindelik sal die nuwe superkontinent ook weer opbreek.

Nog ’n geodinamiese gevolg in die verre toekoms is dat die Aarde se buitekern mettertyd sal afkoel en stol. Hierdeur sal die soliede binnekern groter word en die buitekern kleiner. Die groeiende binnekern sal binne 3 tot 4&nbsp;miljard jaar die buitekern grotendeels verswelg. Dit sal tot gevolg hê dat die kern ’n soliede massa yster en ander swaarder elemente word. Die plaattektoniek sal dan tot ’n einde kom en die Aarde se magneetveld sal afneem of selfs verdwyn.

## Evolusie van die Son 
:*Sien ook Ster*
Die energie wat die Son uitstraal word veroorsaak deur kernfusie waardeur waterstof in helium omgesit word. Omdat daar geen konveksie in die Son se kern is nie, bou die helium daar op sonder dat dit deur die hele ster versprei word. Die temperatuur in die kern is te laag vir die kernfusie van heliumatome en daarom dra hulle nie by tot die netto energieopwekking wat nodig is om die hidrostatiese ewewig van die Son te behou nie.

Tans is byna die helfte van die waterstof in die kern opgebruik en die oorblywende atome is hoofsaaklik helium. Namate die getal waterstofatome per eenheid massa afneem, verminder hul energieopwekking deur middel van kernfusie. Dit lei tot ’n verlaagde druk, wat veroorsaak dat die kern krimp totdat die hoër druk en temperatuur die kerndruk in ewewig bring met die buitenste lae van die Son. Die hoër temperatuur versnel die tempo van waterstoffusie en so word die nodige energie opgewek om die ewewig te behou.]]
Die gevolg van hierdie proses is ’n toename in die energieopwekking van die Son. Toe die Son aanvanklik ’n hoofreeksster geword het, was sy ligsterkte maar 70% van wat dit nou is. Die ligsterkte het stelselmatig toegeneem met 1% elke 110 miljoen jaar. Daarom sal die Son oor drie miljard jaar sowat 33% helderder wees as nou. Die waterstof in die kern sal oor sowat 4,8 miljard jaar uitgeput wees, wanneer die Son 67% helderder is as nou. Daarna sal die Son steeds waterstof verbrand in ’n laag om die kern totdat die Son 121% so helder is as nou. Die ster sal dan die einde van sy hoofreeksfase bereik en eers ’n subreus word en eindelik ’n rooireus.

### Klimaat 
Namate die oppervlaktemperatuur van die Son styg, sal die hoeveelheid uitgestraalde energie toeneem. Die temperatuur op Aarde sal styg en die verwering van silikaatminerale sal versnel. Dit sal op sy beurt die vlak van koolstofdioksied (CO2) in die atmosfeer verlaag. Binne die volgende 600&nbsp;miljoen jaar sal die vlak van CO2 te laag wees vir C3-fotosintese: sowat 50 dele per miljoen. In hierdie stadium sal bome en woude in hul huidige vorm nie meer kan bestaan nie; die laaste plante wat sal oorleef, is immergroen konifers. C4-fotosintese sal egter voortduur teen laer konsentrasies, tot 10 dele per miljoen. Plante wat C4-fotosintese gebruik, sal dus nog minstens 0,8&nbsp;miljard jaar of moontlik 1,2&nbsp;miljard jaar van nou af bestaan nadat die hoër temperature die biosfeer onvolhoubaar gemaak het. C4-plante beslaan tans sowat 1% van die Aarde se bekende plantspesies. Sowat 50% van alle grasspesies en baie kruidagtige plante gebruik C4-fotosintese.

Wanneer die koolstofdioksied tot die vlak daal waar fotosintese beswaarlik moontlik is, sal die verhouding van koolstofdioksied in die atmosfeer na verwagting afwisselend daal en styg. Plante sal floreer elke keer as die vlak styg vanweë tektoniese aktiwiteit en die dierelewe. Op lang termyn sal alle plante egter uitsterf terwyl die oorblywende koolstofdioksied deur die Aarde opgeneem word.

Die verlies aan plante sal ook lei tot die uiteindelike verlies aan suurstof en osoon, sowel as van die dierelewe. Die eerste diere wat sal uitsterf, is die groot soogdiere, dan die kleiner soogdiere en voëls, amfibieë, reptiele en eindelik die ongewerweldes.

In hul werk *The Life and Death of Planet Earth* meen die skrywers, Peter D. Ward en Donald Brownlee, dat die een of ander vorm van dierelewe sal voortbestaan selfs nadat die meeste plante uitgesterf het. Van die diere wat aanvanklik sal oorleef, is sommige insekte, akkedisse, voëls en klein soogdiere, asook lewe in die see. Sonder die suurstof wat deur plante verskaf word, sal die diere eindelik binne ’n paar miljoen jaar uitsterf wees versmoring. Selfs al bly genoeg suurstof in die atmosfeer oor deur middel van die een of ander volhardende vorm van fotosintese, sal die stygende wêreldwye temperatuur lei tot ’n stelselmatige verlies aan biodiversiteit. Wanneer die temperatuur nog hoër styg, sal die laaste oorblywende diere waarskynlik na die poolgebiede gedwing word, die voedselketting sal om fungusse sentreer  en baie van die diere se liggaamstruktuur sal eenvoudiger maar sterker word. ’n Groot deel van die Aarde se oppervlak sal woestynagtig word en die dierelewe sal hoofsaaklik in die see voorkom. Weens die afname van suurstof in die water sal dié diere ook eindelik uitsterf. Modelle van die Aarde se toekomstige omgewing dui daarop dat die vlak van water in die stratosfeer sal toeneem. Hierdie watermolekules sal deur die son se ultravioletstraling opgebreek word en waterstof sal uit die atmosfeer ontsnap. Oor sowat 1,1 miljard jaar sal al die oseane verdamp het.

In hierdie wêreld sonder oseane sal daar nog reservoirs op die oppervlak wees namate water vanuit die diep kors en mantel vrygestel word; daar word geskat dat daar ’n paar keer meer water hier is as in al die oseane. Van die water sal by die pole gevind word en daar sal per geleentheid reënstorms voorkom, maar die grootste deel van die Aarde sal ’n droë woestyn wees met groot duine wat die ewenaar bedek, soos dit tans op Saturnus se grootste maan, Titaan, lyk.

Selfs in hierdie droë toestande sal daar nog mikrobiese en selfs meersellige lewe wees. Oor sowat 2,8&nbsp;miljard jaar sal die enigste lewe in poele water op hoogliggende gebiede voorkom of in grotte met vasgekeerde ys; ondergrondse lewe kan dalk nog langer voortduur.

Voor dit gebeur, sal die Aarde die grootste deel van sy atmosfeer verloor en sy oppervlak sal bestaan uit ’n oseaan van magma met drywende kontinente van metale en metaaloksiede asook berge van vuurvaste stowwe. Sy oppervlaktemperatuur sal tot 2&nbsp;130&nbsp;°C styg. Intussen sal die Maan se wentelbaan ook kleiner word. Getykragte sal die Maan opbreek en ’n ringstelsel om die Aarde laat vorm. Eindelik sal die brokstukke met die Aarde bots.

’n Ander scenario is dat die Aarde nie deur die Son verswelg word nie. Dan sal die planeet egter steeds gestroop wees van sy kors en mantel, en net die kern sal oorbly.

## Sien ook 
*Tydlyn van die verre toekoms
*Sterrekundeportaal

## Verwysings 
* 15px Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia