Over 1 miljard jaar moeten we hier weg zijn!

Artist impression van de Zon als rode reus

Artist impression van de Zon als rode reus

De zon gaat nog ongeveer 5 miljard jaar mee dus waarom zou de mensheid dan binnen 1 miljard jaar hier weg moeten zijn? Over enkele miljarden jaren zal onze Zon veranderen in een rode reus. De temperatuur op Aarde zal zo hoog oplopen dat het water in onze oceanen zal gaan koken en de Aarde zal onbewoonbaar worden.

 
De Zon wordt momenteel geclassificeerd als een hoofdreeksster. Dit betekent dat ze zich in de meest stabiele periode van haar leven bevindt. In de kern wordt waterstof omgezet naar helium. Voor een ster met de grootte van onze Zon duurt dit ongeveer 8 miljard jaar. Ons zonnestelsel is ongeveer 4,5 miljard jaar oud dus dat betekent dat onze Zon ongeveer halverwege zijn stabiele periode is.


Na 8 miljard jaar rustig aan waterstof omzetten in helium wordt het leven van onze Zon een beetje interessanter. Er gaan dingen veranderen omdat de Zon geen waterstof meer in zijn kern heeft, die is allemaal omgezet naar helium. Het probleem is dat de kern van de Zon niet heet en compact genoeg is om helium te gaan omzetten.

 
In een ster zorgt de zwaartekracht er voor dat alle gassen richting de kern worden aangetrokken. Als een ster waterstof heeft om te verbranden dan zorgt de gevormde helium voor een druk naar buiten toe om zo de aantrekkingskracht in evenwicht te houden. Maar als er niets meer in de kern aanwezig is om te verbranden dan nemen de zwaartekrachten het over.

 
Op een gegeven moment zal de zwaartekracht het centrum van de ster dusdanig comprimeren dat er waterstof verbrand gaat worden in een smalle schil om de dode kern heen. Deze kern zit stikvol met helium. Zodra onze zon meer waterstof begint te verbranden zal ze als een rode reus worden beschouwd.

 
Het proces waarbij de kern van de ster steeds meer wordt samengedrukt zorgt er voor dat de buitenste lagen verder kunnen expanderen. De brandende waterstof in de schil om de kern zorgt voor een sterke helderheidstoename van de Zon. Omdat de ster veel groter is geworden zal het oppervlak afkoelen en zal de kleur veranderen van wit-heet rood-heet. Omdat de ster helderder is, roder is en groter is dan eerst noemen we ze rode reuzen.

 
Als de Zon opzwelt tot een rode reus dan zal de Aarde dat niet overleven. Het oppervlak van de Zon zal vermoedelijk tot voorbij de baan van Mars komen. De baan van de Aarde zal daarbij ook wel een beetje opschuiven maar het zal onvoldoende zijn om niet in de Zon getrokken te worden.

 
Lang voordat onze planeet in de Zon uiteen zal vallen is het leven op de planeet al in grote problemen gekomen. Zelfs al voordat de Zon door zijn waterstofvoorraad heen is zullen er veranderingen plaatsvinden die het leven op Aarde sterk beïnvloeden. De helderheid van de Zon neemt iedere één miljard jaar toe met ongeveer 10% en dat betekent ook dat de hoeveelheid energie die de Aarde bereikt toeneemt. Onze planeet zal sterk opwarmen waarbij het water aan de oppervlakte zal beginnen te verdampen.

 
Een toename van de helderheid met 10% ten opzichte van het huidige niveau klinkt als niet veel maar deze kleine verandering in de helderheid van onze ster heeft dramatische gevolgen voor onze planeet. De verandering is groot genoeg om de bewoonbare zone om de Zon te veranderen. Deze bewoonbare zone wordt gedefinieerd als de afstand tot een ster waarin vloeibaar water in een stabiele situatie kan voorkomen aan het oppervlak van een planeet.

 
Als de helderheid van de Zon met 10% toeneemt zal de Aarde zich niet meer in de bewoonbare zone bevinden. Onze oceanen zullen beginnen te verdampen en tegen de tijd dat de Zon stopt met het verbranden van waterstof in zijn kern zal Mars zich in de bewoonbare zone bevinden en is de Aarde veel te heet om aan het oppervlak vloeibaar water te kunnen hebben.

 
De 10% helderheidstoename van onze Zon die zal leiden tot het verdampen van onze oceanen, zal ergens in de komende miljarden jaren plaatsvinden. Wanneer precies is onbekend, verschillende rekenmodellen leiden tot verschillende uitkomsten. De meeste modellen laten zien dat als het water van de oceanen begint te verdampen dit tot een toename van water in de atmosfeer zal leiden. Deze waterdamp zal dan als een broeikasgas gaan fungeren waardoor er nog meer warmte wordt vastgehouden met als gevolg een nog snellere verdamping van de oceanen. Het landoppervlak zal hierbij uitdrogen en al het water zal zich in de atmosfeer bevinden waarbij de temperatuur extreem hoog zal zijn.

 
Onze atmosfeer zal verzadigd zijn met water waarbij het water dat zich in de bovenste lagen van de atmosfeer bevindt door de straling van de Zon uiteen zal vallen in moleculen waardoor het water als waterstof en zuurstof de ruimte in zal verdwijnen totdat al het water op deze manier van de planeet is verdwenen.

 
De modellen verschillen in de snelheid waarmee dit proces plaats zal vinden. Er zijn modellen die zeggen dat dit binnen 1 miljard jaar zal plaatsvinden maar andere modellen zeggen dat het meer dan 1 miljard jaar zal duren. Welk model ook juist is, het lijkt erop dat we over ongeveer 1 miljard jaar toch echt hier weg moeten zijn.

 

Bron The Conversation, 13 februari 2015