Ich würde vermuten, dass wir als Spezies unseren Heimatplaneten ziemlich gern haben (ungeachtet unserer mutwilligen Kohlenstoffemissionen). Aber die hässliche Wahrheit ist, dass die Erde dem Untergang geweiht ist. Eines Tages wird die Sonne in ein Stadium eintreten, das Leben auf der Erdoberfläche unmöglich macht und den Planeten schließlich auf nichts weiter als einen traurigen, einsamen Brocken aus Eisen und Nickel reduziert.
Die gute Nachricht ist, dass wir, wenn wir uns wirklich darauf konzentrieren – und keine Sorge, wir haben Hunderte von Millionen Jahren zu planen – unsere Heimatwelt gastfreundlich halten können, selbst lange nachdem unsere Sonne außer Kontrolle geraten ist.
Ein wacher Albtraum
Die Sonne wird mit der Zeit langsam, aber unaufhaltsam heller, heißer und größer. Vor Milliarden von Jahren, als Ansammlungen von Molekülen begannen, zusammenzutanzen und sich lebendig zu nennen, war die Sonne etwa 20 Prozent schwächer als heute. Sogar die Dinosaurier kannten einen schwächeren, kleineren Stern. Und während sich die Sonne erst in der Hälfte der Hauptphase ihres Lebens befindet, in der Wasserstoff verbrannt wird, dauert es noch vier Milliarden Jahre, bis sie ihren Todeskampf beginnt. Die eigenartige Kombination aus Temperatur und Helligkeit macht das Leben auf dieser kleinen Welt möglich Unsere wird in nur wenigen hundert Millionen Jahren erodieren. Ein Wimpernschlag, astronomisch gesehen.
Die Sonne sät durch die grundlegende Physik ihrer Existenz die Saat für ihren eigenen Untergang. In diesem Moment frisst unser Stern pro Sekunde etwa 600 Millionen Tonnen Wasserstoff und schlägt diese Atome in einem nuklearen Inferno zusammen, das eine Temperatur von über 27 Millionen Grad Fahrenheit erreicht. Von diesen 600 Millionen Tonnen werden 4 Millionen in Energie umgewandelt – genug, um das gesamte Sonnensystem zu erleuchten.
Diese Fusionsreaktion ist jedoch nicht vollkommen sauber. Es bleibt ein Nebenprodukt übrig, eine Asche, die durch die Atombrände entsteht: Helium. Dieses Helium kann nirgendwo hingehen, da die tiefen Konvektionszyklen, die ständig Material in der Sonne aufwirbeln, nicht bis in den Kern reichen, wo das Helium entsteht. Das Helium sitzt also da, träge, leblos, nutzlos – und verstopft die Maschine.
In ihrem gegenwärtigen Alter herrschen in ihrem Kern keine ausreichend hohen Temperaturen und Drücke, um Helium zu schmelzen. Das Helium stört also und erhöht die Gesamtmasse des Kerns, ohne ihm etwas anderes zum Verschmelzen zu geben. Zum Glück ist die Sonne leicht in der Lage, dies auszugleichen, und dieser Ausgleich erfolgt durch ein wenig Physik, das sogenannte hydrostatische Gleichgewicht.
Die Sonne befindet sich in ständigem Gleichgewicht und befindet sich auf der Schneide eines nuklearen Messers. Auf der einen Seite stehen die durch den Fusionsprozess freigesetzten Energien, die, wenn sie unkontrolliert bleiben, die Gefahr einer Explosion – oder zumindest einer Expansion – der Sonne drohen könnten. Dem steht das immense Gravitationsgewicht des Sterns selbst entgegen, der mit aller Kraft, die 1.027 Tonnen Wasserstoff und Helium aufbringen können, nach innen drückt. Wenn dieser Kraft nichts entgegenzusetzen hätte, würde die Schwerkraft der Sonne unseren Stern in ein Schwarzes Loch zermalmen, das nicht größer als eine mittelgroße Stadt wäre.
Was passiert also, wenn eine unaufhaltsame Kraft auf einen unwiderstehlichen Druck trifft? Anmutiges Gleichgewicht – und ein Stern, der Milliarden von Jahren leben kann. Wenn die Temperatur des nuklearen Infernos aus irgendeinem Grund zufällig ansteigt, heizt das den Rest des Sterns auf und bläht seine äußeren Schichten auf, was den Gravitationsdruck verringert und die Kernreaktionen verlangsamt. Und wenn sich die Sonne zufällig zusammenziehen würde, würde mehr Materie in den Kern eindringen, wo sie am berauschenden nuklearen Tanz teilnehmen würde, und die daraus resultierende Energiefreisetzung würde dazu führen, dass sich der Stern wieder auf normale Proportionen aufbläht.
Aber das Vorhandensein von Heliumasche, diesem nuklearen Müll, stört dieses Gleichgewicht, indem es Wasserstoff verdrängt, der sonst schmelzen würde. Die Sonne kann nicht anders, als sich nach innen zu ziehen – die Schwerkraft ist kompromisslos und gleichgültig. Und wenn dies der Fall ist, werden die Kernreaktionen im Kern immer heftiger, wodurch sich die Temperatur erhöht, was wiederum dazu führt, dass die Oberfläche der Sonne anschwillt und heller wird.
Langsam, langsam, langsam, während sich Helium im Kern der Sonne (oder eines anderen Sterns mit ähnlicher Masse) weiter ansammelt, dehnt es sich aus und wird als Reaktion darauf heller. Es ist schwierig, genau vorherzusagen, wann diese Aufhellung zu einer Katastrophe für unseren Planeten führen wird – das hängt von einem komplexen Zusammenspiel von Strahlung, Atmosphäre und Ozean ab. Aber die allgemeine Schätzung ist, dass uns noch etwa 500 Millionen Jahre bleiben, bis Leben so gut wie unmöglich wird.