Toekoms van die Aarde - Wikipedia
Toekoms van die Aarde
’n Kunstenaarsvoorstelling van hoe die Son die Aarde oor sowat 7 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 5-10 km 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 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.
1 Menslike invloed
2 Onvoorsiene gebeurtenisse
3 Wentelbaan en rotasie
5 Evolusie van die Son
5.2 Geen oseane
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. Dit het gelei tot ’n wydverspreide, voortdurende uitwissing van ander spesies tydens die huidige geologiese epog. Dit staan nou bekend as die Holoseen-uitsterwing. Die grootskaalse verlies aan spesies wat sedert die 1950's deur die mens veroorsaak is, word ’n biotiese krisis genoem; tot 2007 is ’n geraamde 10% van alle spesies uitgewis. 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.
Die gevolge van die volgehoue biotiese krisis sal na verwagting minstens vyf miljoen jaar duur. Dit kan lei tot ’n afname in biodiversiteit, die homogenisering van fauna en flora en die gepaardgaande vervuiling van geharde spesies soos plae en onkruid.
Daar is verskeie scenario's wat ’n wêreldwye inpak op die planeet kan hê; dit kan ingedeel word in oorleefbare en terminale risiko's. Risiko's wat deur die mens self veroorsaak kan word, sluit in die misbruik van nanotegnologie, ’n kernramp, oorlogvoering met geprogrammeerde superintelligensie, ’n genetiese siekte of ’n ramp weens fisika-eksperimente soos by die Groot Hadronversneller. Net so kan verskeie natuurlike gebeurtenisse ’n grootskaalse bedreiging inhou; dit sluit in ’n hoogs kwaadaardige siekte, ’n weghol-kweekhuiseffek en die uitputting van hulpbronne. Daar is ook die moontlikheid van besmetting deur ’n buiteruimtelike lewensvorm. 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 1 000 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.
Die Barringer-krater in Arizona, VSA, wys watter invloed ’n botsing met ’n ander hemelliggaam op die Aarde kan hê.
Die oorblyfsel van Kepler se Supernova, SN 1604.
Terwyl die Son om die Melkweg wentel, kan dit naby genoeg aan ’n ander ster kom dat dit ’n ontwrigtende invloed op die Sonnestelsel sal hê. 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 miljoen jaar plaas. Die gemiddelde tyd voordat die Son met ’n nabygeleë ster kan bots, is sowat 3 × 1013 jaar, wat baie langer is as die geraamde ouderdom van die Melkweg (1–2 × 1010 jaar). 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 5-10 km 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 15 Cº 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 miljoen jaar geraam. In die afgelope 540 miljoen 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 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 ligjare van die planeet af kan die digtheid van die osoonlaag met die helfte verminder. So ’n ontploffing binne 32 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[wysig]
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.
Die Aarde beleef siklusse van ystydperke waarin yslae die hoërliggende dele van die kontinente bedek. Ystydperke kan veroorsaak word deur veranderings in seestrominge 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. Elk van hierdie voorvalle vind in siklusse plaas. So verander die eksentrisiteit in siklusse van sowat 100 000 tot 400 000 jaar.
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 25 000 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 50 000 – 130 000 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 5 000 jaar vertraag word. Op lang termyn sal die vrystelling van kweekhuisgasse dus net ’n beperkte invloed hê.
Die getykragte van die Maan veroorsaak dat die rotasie van die Aarde afneem. (Die illustrasie is nie volgens skaal nie.)
Die getye wa