Các nhà khoa học đã tính toán thời điểm Trái đất diệt vong là sau 7,59 tỷ năm nữa, nhưng nhiều yếu tố có thể rút ngắn con số này. Sự sống trên hành tinh có thể biến mất sớm hơn nhiều, bắt đầu từ khoảng 1 tỷ năm tới nếu nồng độ CO2 trong khí quyển giảm xuống mức không thể duy trì quang hợp.
Thảm họa địa chất và tuyệt chủng hàng loạt
Nhiều thảm họa địa chất như sự hình thành các vùng magma lớn, nơi dung nham phun trào trên diện tích rộng, thực sự đe dọa sự sống trên Trái đất. Đây được xem là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi - Trias cách đây khoảng 252 triệu năm, khi 96% các loài sinh vật biến mất. Giả thuyết phổ biến cho rằng tro bụi và khí độc từ các đợt phun trào núi lửa tại Emeishan (Trung Quốc) và Siberia đã đầu độc bầu khí quyển toàn cầu.
Một sự kiện gây tuyệt chủng hàng loạt khác, khiến khủng long biến mất cách đây khoảng 66 triệu năm, nhiều khả năng bắt nguồn từ vụ va chạm của một tiểu hành tinh lớn, kết hợp với hoạt động núi lửa.
Nguyên nhân từ sự già đi của Mặt trời
Tuy nhiên, ngay cả khi không xảy ra các thảm họa như vậy, sự sống trên Trái đất vẫn không thể tồn tại mãi mãi. Các nhà khoa học cho biết khi Mặt trời già đi, độ sáng và lượng bức xạ phát ra sẽ tăng khoảng 1% sau mỗi 110 triệu năm. Nhiệt độ trên Trái đất vì thế cũng tăng dần.
Nhiệt độ cao khiến nước biển bốc hơi nhiều hơn. Hơi nước trong khí quyển thúc đẩy quá trình phong hóa và xói mòn đá. Quá trình này liên tục "khóa" khí CO2 vào các lớp trầm tích dưới đáy đại dương.
CO2 suy giảm và sự sụp đổ của hệ sinh thái
Trong hàng tỷ năm qua, CO2 được đưa trở lại khí quyển thông qua hoạt động kiến tạo mảng địa chất và núi lửa, giúp duy trì nhiệt độ Trái đất ở mức phù hợp cho nước tồn tại dưới dạng lỏng. Đây là điều kiện thiết yếu để sự sống phát triển. Tuy nhiên, khi lõi Trái đất dần nguội đi, hoạt động kiến tạo mảng sẽ chấm dứt. CO2 tiếp tục bị giữ lại trong trầm tích nhưng không còn được bổ sung trở lại khí quyển.
Các nhà nghiên cứu ước tính khoảng 1 tỷ năm nữa, nồng độ CO2 trong khí quyển sẽ xuống thấp đến mức thực vật và các sinh vật quang hợp không thể tồn tại. Khi thực vật biến mất, động vật cũng lần lượt tuyệt chủng do không còn nguồn thức ăn.
Biến đổi khí hậu cực đoan và hành tinh băng giá
Sự suy giảm CO2 còn khiến khí quyển mất đi một trong những yếu tố quan trọng giúp điều hòa nhiệt độ. Trái đất sẽ trải qua những biến động khí hậu cực đoan và cuối cùng trở thành một hành tinh băng giá, tương tự một số mặt trăng trong Hệ Mặt Trời. Ở giai đoạn đó, chỉ các vi sinh vật mới có khả năng tồn tại. Chúng có thể sống nhờ các phản ứng hóa học gần những mạch nước nóng cuối cùng dưới lớp băng hoặc trong các hang động và khe nứt sâu dưới lòng đất. Đây cũng chính là dạng sống đầu tiên xuất hiện trên Trái đất cách đây khoảng 4 tỷ năm.
Giai đoạn cuối: Đại dương sôi và sa mạc khô cằn
Khoảng 1-2 tỷ năm sau, Mặt trời sẽ nóng đến mức toàn bộ băng tan chảy. Các đại dương biến thành những vùng nước sôi và bầu khí quyển chủ yếu chứa hơi nước. Một số vi sinh vật ưa nhiệt có thể tiếp tục sinh tồn trong môi trường có nhiệt độ từ 80-115 độ C. Tuy nhiên, khi Mặt trời tiếp tục nóng lên, toàn bộ lượng nước trên Trái đất cuối cùng sẽ bốc hơi và thất thoát ra ngoài không gian. Bề mặt hành tinh biến thành sa mạc khô cằn, nhiệt độ cao đến mức không thể duy trì sự sống.
Lúc này, phần lõi Trái đất cũng đã nguội hoàn toàn, không còn cung cấp nhiệt và năng lượng cho các sinh vật còn sót lại dưới lòng đất. Theo các nhà khoa học, ngay cả những vi sinh vật có khả năng chịu điều kiện khắc nghiệt nhất cũng khó có thể tồn tại. Đó sẽ là thời điểm sự sống trên Trái đất chính thức chấm dứt, dù bản thân hành tinh vẫn còn tồn tại thêm nhiều tỷ năm sau đó trước khi kết thúc vòng đời cùng Mặt trời.
