Das ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video.
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Sternengeschichten Folge 240: Die Zukunft der Erde
In Folge 100 der Sternengeschichten habe ich ja schon von der Zukunft unseres Universums erzählt; bis hin zum Schluss – soweit man da überhaupt von einem Schluss sprechen kann. Aber wenn das Universum mal an seinem Ende angelangt ist, ist die Erde schon längst verschwunden. Es lohnt sich daher auch mal einen Blick auf die – zumindest aus astronomischer Sicht – nähere Zukunft zu werfen.
Was also wird alles in der Zukunft passieren? Am Freitag dem 1. Dezember 2017 wird der Sternengeschichten-Podcast mit der 262. Folge seinen 5. Geburtstag feiern (oder gefeiert haben, je nachdem wann man sich diese Folge anhört). Im Jahr 2030 wird die 24. Fußballweltmeisterschaft stattfinden. Am 13. Juni 2132 wird man in Mittelamerika und Afrika eine totale Sonnenfinsternis beobachten können und alle die diesen Podcast jetzt hören werden dann vermutlich schon tot sein (es sei denn man hört meinen Podcast aus irgendeinem Grund auch noch im 22. Jahrhundert). Aber wenn wir in dem Tempo weitermachen kommen wir nie bis zum Ende der Erde also drehen wir das Tempo ein wenig auf.
Noch schaut die Erde nett aus! (Bild: NASA Goddard Space Flight Center Image by Reto Stöckli (land surface, shallow water, clouds). Enhancements by Robert Simmon (ocean color, compositing, 3D globes, animation). Data and technical support: MODIS Land Group; MODIS Science Data Support Team; MODIS Atmosphere Group; MODIS Ocean Group Additional data: USGS EROS Data Center (topography); USGS Terrestrial Remote Sensing Flagstaff Field Center (Antarctica); Defense Meteorological Satellite Program (city lights)”) (Verdammt! Was für eine Credit-Liste!!)
In 180 Millionen Jahren wird sich die Erdrotation aufgrund der Gezeitenwirkung des Mondes so weit verlangsamt haben das ein Tag eine Stunde länger dauern wird als heute. In 250 Millionen Jahren werden sich alle Kontinente der Erde wieder zu einem Superkontinent vereinigt haben. In 600 Millionen Jahren wird sich der Mond aufgrund der Gezeitenkraft so weit von der Erde entfernt haben dass er die Sonne nicht mehr komplett bedecken kann und wir keine totalen Sonnenfinsternisse mehr beobachten können. In 600 Millionen Jahren wird es auch langsam ein wenig ungemütlich auf unserem Planeten.
Obwohl natürlich die Chancen auch gut stehen dass schon vorher irgendwas passiert das unseren Planeten deutlich unfreundlicher macht als heute. 600 Millionen Jahre sind genug Zeit dass ein paar Supervulkane ausbrechen können oder das ein großer Asteroid bei uns einschlägt. Aber selbst wenn das nicht passiert müssen wir – sofern es dann noch etwas gibt das man “wir” nennen kann – uns darauf einstellen das es deutlich wärmer wird als heute.
Denn wie ich schon in Folge 35 der Sternengeschichten erzählt habe, wird die Leuchtkraft der Sonne immer stärker. Das ist allerdings ein sehr, sehr langsamer Prozess. In ihrem Inneren fusioniert die Sonne Wasserstoff zu Helium. Aber NUR in ihrem Inneren, weiter außen ist es dazu zu kalt. Das Helium selbst kann die Sonne allerdings auch nicht fusionieren. Es liegt also nur rum und dabei im Weg. Denn je mehr Helium sich im Kern ansammelt desto weniger Wasserstoff hat dort Platz. Je weniger Wasserstoff desto weniger Fusion desto weniger Energie dringt nach draußen. Jetzt könnte man meinen dass die Sonne dann eigentlich im Laufe der Zeit immer dunkler werden müsste. Ist aber nicht so: Denn sinkt der Druck der nach außen dringenden Strahlung, dann fängt die Sonne an ein wenig unter ihrem eigenen Gewicht zu kollabieren. Die nach innen gerichtete Gravitationskraft und der nach außen gerichtete Strahlungsdruck halten sich immer die Waage. Wird die eine Kraft kleiner muss die andere größer werden bis sich ein neues Gleichgewicht einstellt. Wenn die Sonne kollabiert erhöht sich aber auch der Druck in ihrem Zentrum und damit auch die Temperatur. Der Bereich in dem Wasserstoff fusioniert werden kann wird größer und effektiv erzeugt die Sonne mehr Energie als vorher.
Wie gesagt: Das ist ein sehr langsamer Prozess. Über menschliche Zeiträume hinweg merkt man nichts davon. Aber wenn man 600 Millionen Jahre wartet, sind die Auswirkungen spürbar. Immer mehr Wasser verdampft und gelangt in die Atmosphäre. Das Wasser fehlt den Gesteinen auf der Erde, die Plattentektonik wird immer langsamer. Der Kreislauf bei dem Kohlenstoff im Gestein durch die Tektonik in den Mantel der Erde gelangt und über die Vulkane wieder in die Atmosphäre bricht zusammen. Das Kohlendioxid bleibt gefangen und die Pflanzen können keine Photosynthese mehr durchführen für die sie ja Kohlendioxid brauchen.
Und die paar Lebewesen die diese Phase überlebt haben müssen sich 400 Millionen Jahre später auf harte Zeiten einstellen. Eine Milliarde Jahre in der Zukunft wird die Sonne 10 Prozent heller leuchten als jetzt. Die Durchschnittstemperatur auf der Erde wird fast 50 Grad betragen. Die Ozeane verdampfen langsam.
In 2,3 Milliarden Jahren wird der flüssige Metallkern der Erde dagegen so weit abgekühlt sein, dass er nicht mehr flüssig sein kann. Wenn er fest wird, hört auch der Dynamo-Mechanismus auf der unser Magnetfeld erzeugt. Ohne das Magnetfeld können Sonnenwind und die kosmische Strahlung ungehindert auf die Erdatmosphäre treffen und sie wie ein Sandstrahler langsam ins All hinaus pusten.
In 2,8 Milliarden Jahren ist die Temperatur dann auf 150 Grad gestiegen. Da wo es vorher vielleicht gerade noch an den Polen ein wenig flüssiges Wasser gegeben hat ist jetzt wirklich alles weg. Höchstens in unterirdischen Höhlen oder im Gestein könnten noch ein paar hartnäckige Einzeller überleben.
In drei bis vier Milliarden Jahren ist dann aber wirklich Schluss! Die Sonne ist 40 Prozent heller als heute. Das ganze Wasser ist als Wasserdampf in der Atmosphäre und treibt einen Mega-Treibhauseffekt an. Die Temperatur auf der Erdoberfläche wird auf über 1000 Grad steigen. Das Gestein an der Oberfläche schmilzt. Mit Leben ist es jetzt endgültig zu Ende.
Die Zukunft wird heiß! (Künstlerische Darstellung: Fsgregs, CC-BY-SA 3.0)
Und der Planet selbst? Die Erde kann noch ein wenig länger durchhalten. Obwohl das weitere Schicksal unseres Planeten langsam ein wenig unklar wird. Die Sonne wird immer heißer und heißer und damit auch die Erde. Irgendwann kann aber selbst die Eigengravitation der Sonne der immer stärker werdenden Leuchtkraft nichts mehr entgegen halten. Der enorme Strahlungsdruck bläht die äußeren Schichten unseres Sterns immer weiter auf. Die Sonne wird zu einem roten Riesen und deutlich größer als zuvor. Das passiert in 5 bis 6 Milliarden Jahren. Und die Erde? Wird verschluckt? Vielleicht. Obwohl die Sache ein wenig komplizierter ist.
Denn während die Sonne sich immer weiter aufbläht verliert sie auch Masse. Der Strahlungsdruck pustet die äußeren Schichten der Sonne regelrecht hinaus ins All. Wird die Sonne leichter, dann wird auch die Gravitationskraft die sie auf die Himmelskörper in ihrer Umlaufbahn ausübt geringer. Die Planeten rücken also ein Stück weiter nach außen und könnten so eventuell der sich aufblähenden Sonne entkommen.
Was die beiden inneren Planeten Merkur und Venus angeht ist das egal. Die sind der Sonne zu nahe, die werden auf jeden Fall verschluckt. Mars und der Rest der Planeten des Sonnensystems sind fein raus, denn so weit wird sich die Sonne auf keinen Fall aufblähen. Die Erde hat allerdings Pech gehabt. Sie ist gerade an der Grenze, dort wo es kritisch werden könnte. Beziehungsweise nach allem was wir derzeit wissen: Es wird kritisch für die Erde! Sie ist der Sonne ein klein wenig zu nahe und kann nicht mehr rechtzeitig nach außen wandern. Es wird nicht mal eine Million Jahre dauern nachdem die Sonne angefangen hat sich aufzublähen und schon ist die Erde verschluckt. Was dann passiert ist wirklich unklar. Sofort wird die Erde nach dem Verschlucken jedenfalls nicht zerstört. Die Sonne hat sich zwar aufgebläht, aber dadurch ist ihre Materie dann auch sehr dünn verteilt. Die Erde fällt also weniger in ein heißes Plasma-Inferno, sie taucht eher in einen sehr heißen Nebel ein.
Dann beginnt sie langsam zu verdampfen. Bis sie irgendwann weg ist. Oder aber die Sonne aufhört mit ihrer Roten-Riesen-Phase. Denn irgendwann kommt die Kernfusion im Inneren komplett zum erliegen. Die äußeren Schichten sind komplett weggepustet. Und übrig bleibt nur ein extrem dichter Sternenrest von der Größe der Erde selbst: Ein weißer Zwerg. Ein großer Planet könnte lange genug im Inneren der Sonne aushalten so dass noch ein bisschen was übrig ist wenn der Stern zum weißen Zwerg wird. Solche Planetenreste haben wir bei anderen, ausgebrannten Sternen schon entdeckt. Ob aber auch die Erde durchhalten wird ist zweifelhaft. Vermutlich eher nicht.
Und der Rest des Sonnensystems? Der könnte das ganze Drama durchaus halbwegs unbeschadet überstehen. Die äußeren Planeten werden danach den weißen Zwerg umkreisen; dafür reicht dessen Anziehungskraft locker. Nur ganz außen, in der die das Sonnensystem umgebenen Oortschen-Wolke könnten ein ganzer Schwung Kometen und Asteroiden in die gravitative Freiheit entkommen. So weit entfernt reicht die Anziehungskraft nicht mehr die Himmelskörper festzuhalten.
Die Erde wird also irgendwann ihr Ende finden. Aber bis es so weit ist haben wir zum Glück noch jede Menge Zeit…
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