miniaturadaimagem|upright=1.4|alt=Uma esfera cinza-escura e vermelha, que representa a Terra, aparece sobre um fundo preto, à direita de um círculo alaranjado que representa o Sol.|Ilustração hipotética da Terra abrasada depois que o Sol entrar na fase de gigante vermelha, daqui a cerca de 5 a 7 bilhões de anos.
O futuro da Terra, do ponto de vista biológico e geológico, pode ser extrapolado a partir dos efeitos estimados de processos de longa duração. Entre eles estão as reações químicas na superfície terrestre, a velocidade de resfriamento do interior do planeta, as interações gravitacionais com outros corpos do Sistema Solar e o aumento gradual da luminosidade do Sol. Um fator incerto é o efeito da tecnologia humana, como a engenharia climática, que poderia provocar grandes mudanças no planeta. A extinção em massa do Holoceno, por exemplo, é causada pelas atividades humanas,. e seus efeitos podem durar até cinco milhões de anos.. A tecnologia também pode levar à extinção da humanidade, após a qual o planeta retornaria gradualmente a um ritmo evolutivo mais lento, determinado apenas por processos naturais de longa duração.
Em intervalos de centenas de milhões de anos, eventos celestes aleatórios ameaçam a biosfera como um todo e podem provocar extinções em massa. Entre eles estão os impactos de cometas ou asteroides e a possibilidade de uma supernova próxima à Terra, uma grande explosão estelar a menos de 100 anos-luz do Sol. Outros eventos geológicos de grande escala são mais previsíveis. A teoria de Milankovitch prevê que o planeta passará por períodos glaciais pelo menos até o fim da glaciação quaternária. Esses períodos são causados por variações na excentricidade da órbita, na inclinação axial e na precessão da rotação e da órbita terrestres. No decorrer do ciclo dos supercontinentes, a tectônica de placas provavelmente formará um supercontinente daqui a 250 a 350 milhões de anos. Em algum momento entre 1,5 e 4,5 bilhões de anos no futuro, a inclinação axial da Terra poderá começar a variar de forma caótica, com mudanças de até 90°.
A luminosidade do Sol aumentará gradualmente, elevando a quantidade de radiação solar que chega à Terra e acelerando o intemperismo dos minerais silicáticos. Isso afetará o ciclo carbonato-silicato e reduzirá a concentração de dióxido de carbono na atmosfera. Em alguns modelos, daqui a cerca de 600 milhões de anos, essa concentração cairia abaixo do nível necessário à fotossíntese C3, utilizada pelas árvores. Algumas plantas usam a fixação de carbono C4 e conseguem se manter com concentrações de dióxido de carbono de apenas dez partes por milhão. A longo prazo, porém, as plantas provavelmente desaparecerão por completo. Sua extinção causaria o desaparecimento de quase todos os animais, pois as plantas estão na base de grande parte das cadeias alimentares animais..
Daqui a cerca de um bilhão de anos, a luminosidade solar será 10% maior. Alguns modelos preveem então uma "estufa úmida", com maior presença de vapor de água nas camadas altas da atmosfera e perda de hidrogênio para o espaço. Uma consequência provável será o fim da tectônica de placas e de todo o ciclo do carbono. Daqui a cerca de 2 a 3 bilhões de anos, o dínamo magnético do planeta poderá deixar de funcionar. O enfraquecimento da magnetosfera acelerará a perda de substâncias voláteis nas camadas externas da atmosfera. Em alguns cenários, daqui a quatro bilhões de anos, o aumento da temperatura da superfície terrestre provocará um efeito estufa descontrolado, criando condições mais extremas que as de Vênus e aquecendo a superfície o suficiente para derretê-la. Nesse ponto, toda a vida na Terra terá sido extinta... O planeta poderá ser engolido pelo Sol daqui a cerca de 7,6 bilhões de anos, depois que a estrela entrar na fase de gigante vermelha e se expandir além da órbita terrestre atual. Um estudo de 2026, porém, prevê que a Terra provavelmente escapará desse destino.
Ação humana
miniaturadaimagem|Emissões gasosas na fundição de cobre Horne, em Rouyn-Noranda, no Canadá.
A numerosa população humana domina muitos dos ecossistemas da Terra e altera a biosfera. Isso tem causado uma extinção em massa de outras espécies na época geológica presente, chamada de extinção em massa do Holoceno. A perda de espécies em larga escala causada pela ação humana recebeu o nome de crise biótica. Em 2019, cerca de um milhão de espécies de animais e plantas estavam ameaçadas de extinção, muitas delas com risco de desaparecer em poucas décadas. A extinção do Holoceno resulta da destruição de habitats, da disseminação de espécies invasoras, da caça ilegal e das mudanças climáticas.. A atividade humana tem alterado profundamente a superfície do planeta. Mais de um terço das terras emersas foi modificado pela ação humana. Para o ano 2000, a apropriação humana de produção primária líquida foi estimada em 23,8% do total potencial dos ecossistemas terrestres. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera aumentou mais de 50% desde o início da Revolução Industrial.
As consequências de uma crise biótica persistente podem durar pelo menos cinco milhões de anos. Ela poderia reduzir a biodiversidade e homogeneizar as biotas, enquanto espécies oportunistas, como pragas e ervas daninhas, se proliferariam. Novas espécies também poderiam surgir. Os táxons que prosperam em ecossistemas dominados por seres humanos, em particular, poderiam se diversificar rapidamente em muitas espécies novas. Os microrganismos provavelmente se beneficiariam do aumento de nichos ecológicos ricos em nutrientes. É improvável que surjam novas espécies a partir dos grandes vertebrados existentes, e as cadeias alimentares provavelmente se tornarão mais curtas.
miniaturadaimagem|Passeata pelo desarmamento nuclear em Oxford, em 1980.
Há riscos conhecidos capazes de afetar o planeta inteiro. Para a humanidade, eles podem ser divididos entre aqueles aos quais seria possível resistir e os que levariam à extinção humana. Entre os riscos criados pelos próprios seres humanos estão as mudanças climáticas, o uso indevido da nanotecnologia, um holocausto nuclear, uma guerra contra uma superinteligência programada, uma doença produzida por engenharia genética ou um desastre causado por um experimento de física. Eventos naturais também poderiam causar uma catástrofe terminal, como uma doença de alta virulência, o impacto de um asteroide ou cometa, um efeito estufa descontrolado e o esgotamento de recursos. Há ainda a possibilidade de infestação por uma forma de vida extraterrestre. É difícil, quando não impossível, calcular as probabilidades reais desses cenários.
Se a espécie humana for extinta, as estruturas que construiu começarão a se deteriorar. A meia-vida estimada das maiores estruturas é de cerca de 1.000 anos. Os últimos vestígios provavelmente seriam minas a céu aberto, grandes aterros sanitários, rodovias de grande porte, canais largos escavados no terreno e barragens laterais de terra. Alguns monumentos maciços de pedra, como as pirâmides da Necrópole de Gizé ou as esculturas do Monte Rushmore, ainda poderiam existir de alguma forma depois de um milhão de anos.Ver também Life After People, sobre a deterioração das estruturas caso os seres humanos desaparecessem.
Catástrofes astronômicas direita|miniaturadaimagem|A Cratera do Meteoro, em Flagstaff, no Arizona, formada pelo impacto de um corpo celeste na Terra.
Enquanto o Sol orbita a Via Láctea, estrelas errantes como Gliese 710 podem se aproximar o suficiente para perturbar o Sistema Solar. Uma passagem estelar próxima poderia reduzir muito as distâncias dos periélios dos cometas da nuvem de Oort, uma região esférica hipotética de corpos gelados que orbitam o Sol a até meio ano-luz de distância. Essa passagem poderia multiplicar por 40 o número de cometas que chegam ao Sistema Solar interior. Os impactos desses cometas poderiam desencadear uma extinção em massa na Terra. Estima-se que encontros capazes de causar essas perturbações ocorram, em média, uma vez a cada 45 milhões de anos. A cada bilhão de anos, há 1% de probabilidade de uma estrela passar a menos de 100 unidades astronômicas do Sol e perturbar o Sistema Solar. O intervalo médio para que o Sol colida com outra estrela na vizinhança solar é de aproximadamente 30 trilhões de anos, ou 3 × 1013 anos, muito mais que a idade estimada do Universo, de cerca de 13,8 bilhões de anos. Por isso, a probabilidade de uma colisão desse tipo durante a existência da Terra é baixa.. O segundo conjunto de dados do telescópio Gaia, divulgado em abril de 2018, permitiu calcular 694 encontros estelares com distâncias mínimas medianas inferiores a 5 parsecs, em um intervalo de 15 milhões de anos para o passado e para o futuro. Desses encontros, 26 têm probabilidade de pelo menos 50% de ocorrer a menos de 1 parsec do Sol, e sete, a menos de 0,5 parsec.
A energia liberada pelo impacto de um asteroide ou cometa com diâmetro de 5 a 10 km ou mais é suficiente para causar um desastre ambiental global e um aumento estatisticamente significativo no número de extinções de espécies. Um dos efeitos nocivos de um grande impacto seria uma nuvem de poeira fina ejetada que envolveria o planeta, bloqueando parte da luz solar que chega à superfície. Isso reduziria a temperatura das terras emersas em cerca de 15 °C em uma semana e interromperia a fotossíntese por meses, de maneira semelhante a um inverno nuclear. Estima-se que o intervalo médio entre grandes impactos seja de pelo menos 100 milhões de anos. Simulações dos últimos 540 milhões de anos mostraram que essa frequência seria suficiente para provocar cinco ou seis extinções em massa e de 20 a 30 eventos menos graves. Isso coincide com as extinções de grande porte registradas geologicamente no éon Fanerozoico. Espera-se que esses eventos voltem a ocorrer.
Uma supernova é uma explosão estelar catastrófica. Na galáxia da Via Láctea, explosões de supernovas ocorrem, em média, uma vez a cada 40 anos. Ao longo da história da Terra, provavelmente ocorreram explosões desse tipo a menos de 100 anos-luz, chamadas de supernovas próximas à Terra. Explosões a essa distância podem contaminar o planeta com radioisótopos e afetar a biosfera. Os raios gama emitidos por uma supernova ionizam a atmosfera e favorecem a formação de óxidos de nitrogênio. Esses compostos participam de reações que destroem parte da camada de ozônio, que protege a superfície da radiação ultravioleta solar. Um aumento de apenas 10% a 30% na radiação UV-B é suficiente para causar danos extensos à vida, sobretudo ao fitoplâncton que sustenta a cadeia alimentar dos oceanos. Uma explosão de supernova a 26 anos-luz reduziria pela metade a densidade da coluna de ozônio. Em média, ocorre uma explosão a menos de 32 anos-luz uma vez a cada poucas centenas de milhões de anos, causando uma redução da camada de ozônio que dura séculos.. Para os próximos dois bilhões de anos, a previsão é de cerca de 20 explosões de supernovas e uma erupção de raios gama com efeitos intensos sobre a biosfera terrestre.