¿Por qué la tierra se volverá como Venus después de 1100 millones de años?

Actualmente hay opiniones diferentes sobre qué tan cerca del final de la estancia de la Tierra en la zona habitable es. Algunos dicen que es apenas medio billón de años, otros dicen que faltan 2 mil millones de años. La mayoría de esas diferencias se deben a la incertidumbre en los procesos geológicos más que en los procesos astronómicos.

La principal causa de esto es que el sol se está poniendo más brillante. Haré un breve interludio en astrofísica para explicar por qué es eso. El centro del sol es un plasma denso caliente, en su mayoría núcleos de hidrógeno (es decir, protones) y electrones a una temperatura de 15 millones de grados centígrados. A estas temperaturas y presiones, hace suficiente calor para que el hidrógeno fusione elementos más pesados, liberando energía. Las reacciones que usa el sol son predominantemente la cadena protón-protón. La cadena protón-protón convierte 4 protones ([math] ^ 1 {\ rm H} [/ math]) en un núcleo de helio-4 ([math] ^ 4 {\ rm He} [/ math]). La velocidad a la que ocurre esto se establece por la temperatura y la presión, y la temperatura y la presión se establecen por la velocidad a la que ocurre. Es un bucle de retroalimentación. Si la presión en el centro del sol cayera, la tasa de fusión bajaría, el sol se contraería y la presión volvería a subir.

El “problema” es que el helio se está acumulando en el núcleo del sol. Eso significa que hay menos colisión entre los núcleos de hidrógeno. La velocidad de reacción disminuye y la presión en el centro del sol aumenta. El resultado final es que, a lo largo de los eones, la presión y la temperatura en el centro del sol, y por lo tanto, la tasa de generación de energía aumenta con el tiempo.

Afortunadamente para nosotros, la Tierra ha tenido un mecanismo incorporado para combatir esto. Después de que se formó la Tierra, el dióxido de carbono ([math] {\ rm CO} _2 [/ math]) liberado por los volcanes fue un componente importante de la atmósfera. El dióxido de carbono hizo a la Tierra mucho más caliente de lo que hubiera sido de otra manera. La cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera fue controlada por otro ciclo de retroalimentación, el ciclo de carbonato-silicato. Este ciclo convirtió suficiente [math] {\ rm CO} _2 [/ math] en rocas carbonatadas para mantener una temperatura relativamente constante. Ahí radica el segundo “problema”. El ciclo de carbonato-silicato requiere agua líquida para funcionar. También requiere tectónica de placas, y la tectónica de placas también parece requerir agua líquida. Así que hay una temperatura superior más allá de la cual el ciclo de carbonato-silicato deja de funcionar, el punto en el cual los océanos desaparecen.

En este punto, el ciclo de carbonato-silicato ha eliminado casi todo el dióxido de carbono de la atmósfera, lo que significa que el sol se está acercando a ser lo suficientemente brillante como para que el ciclo de carbonato-silicato deje de funcionar como regulador de temperatura. En ese punto, la temperatura continuará aumentando hasta que los océanos empiecen a evaporarse. Eso es malo porque el vapor de agua es un gas de efecto invernadero fuerte. Una vez que comience, los océanos desaparecerán bastante rápido, y con ello la vida.

Una vez que el agua se haya ido, no habrá forma de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera. La tectónica de placas cesará, pero todavía habrá volcanes que colocan dióxido de carbono en la atmósfera. El dióxido de carbono se acumulará allí, calentando aún más el planeta. El vapor de agua se disociará con la luz UV, el hidrógeno se escapará. El oxígeno se unirá con las rocas superficiales. En ese punto, la Tierra y Venus serán muy parecidos.