太陽系の形成と進化
長いスケールで見ると、太陽系の最も大きな変化は、太陽自身の老化から来る。太陽が水素を燃料にして燃やしている間はより熱くなり、より速く燃料を消費するようになる。結果として、太陽は11億年に10%の割合でより明るくなる。これから10億年の間で、太陽の放射は増大し、ハビタブルゾーンは外側に遷移し、地球の気温は液体の水が存在できないほどまで上昇する。この時点までに、地上のほぼ全ての生物は絶滅することになる。
海の表面から潜在的な温室効果ガスである水が蒸発すると、気温の上昇が加速し、地上の生物の絶滅はもっと早くなる。この頃になると火星の表面の温度も上昇し、現在は表土の下で凍っている二酸化炭素と水が大気中に出てきて温室効果が発生し、現在の地球程度の温度になっている可能性もあるため、将来的には地球の生命にとって火星が代替の住居になるかもしれない。現在から35億年後までには、地球の表面の状況は、今日の金星と似たものになっていると考えられる。
そして現在から54億年後までには、太陽内部の温度が十分上昇し、ヘリウム中心核の外層部で水素核融合が起きるようになる。これにより恒星の外層が大きく膨れ、赤色巨星と呼ばれる段階になる。現在から75億年以内に、太陽の半径は現在の256倍にあたる1.2天文単位にまで達し、太陽の表面は現在よりもずっと低く2600K程度になり、光度は2700倍にもなる。また赤色巨星になると太陽風が極めて強くなり、太陽の質量の33%が吹き飛ばされる。
現在は地球質量の約2000分の1であり、この段階ではまだその10倍から20倍程度が残っていた。現在の質量にまでなった第二の質量減少期は、木星と土星が現在の2:1の共鳴軌道に入ってからだと考えられている。
現在地球に存在する6×10kgに及ぶ水も、内部太陽系のジャイアント・インパクト期に初期の小惑星帯からもたらされたと考えられている。水は、地球形成時から存在していたとするには揮発性が高すぎるため、太陽系のより外側の、より低温の領域から供給されていたはずである。この水は、木星によって小惑星帯から弾き出された原始惑星や微惑星からもたらされたと考えられている。2006年に発見されたメインベルト彗星 (Main-belt comet) も、地球に水をもたらした候補と考えられている。対照的に、エッジワース・カイパーベルトや以遠から来る彗星は、地球の水の総量の6%以下にしか寄与していないと考えられている。パンスペルミア説では、生命自体がこのようにして地球にやってきたとされているが、この説は広く受け入れられているとは言えない。