कई दीर्घकालिक प्रभावों के अनुमानित प्रभावों के आधार पर पृथ्वी के जैविक और भूवैज्ञानिक भविष्य का अनुमान लगाया जा सकता है। इनमें पृथ्वी की सतह पर रसायन विज्ञान, ग्रह के आंतरिक भाग के ठंडा होने की दर, सौर मंडल में अन्य वस्तुओं के साथ गुरुत्वाकर्षण संपर्क और सूर्य की चमक में लगातार वृद्धि शामिल है। इस एक्सट्रपलेशन में एक अनिश्चित कारक मानव द्वारा शुरू की गई प्रौद्योगिकी का चल रहा प्रभाव है, जैसे कि जलवायु इंजीनियरिंग, जो ग्रह में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकता है। वर्तमान होलोसीन विलुप्ति प्रौद्योगिकी के कारण हो रही है और इसका प्रभाव पाँच मिलियन वर्षों तक रह सकता है। बदले में, प्रौद्योगिकी के परिणामस्वरूप मानवता का विनाश हो सकता है, जिससे ग्रह धीरे-धीरे धीमी विकासवादी गति पर लौट सकता है, जो केवल दीर्घकालिक प्राकृतिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। सैकड़ों लाखों वर्षों के समय अंतराल के साथ, यादृच्छिक खगोलीय घटनाएं वैश्विक जोखिम पैदा करती हैं जीवमंडल, जिसके परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर विलुप्ति हो सकती है। इनमें धूमकेतु या क्षुद्रग्रहों के प्रभाव, और सूर्य के 100-प्रकाश-वर्ष के दायरे में एक विशाल तारकीय विस्फोट की संभावना शामिल है, जिसे सुपरनोवा कहा जाता है। अन्य बड़े पैमाने की भूवैज्ञानिक घटनाएँ अधिक पूर्वानुमानित होती हैं। मिलनकोविच सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि ग्रह कम से कम तब तक हिमनद काल से गुजरता रहेगा जब तक कि चतुर्धातुक हिमनद समाप्त नहीं हो जाता। ये अवधियाँ पृथ्वी की कक्षा की विलक्षणता, अक्षीय झुकाव और पूर्वता में भिन्नता के कारण होती हैं। चल रहे सुपरकॉन्टिनेंट चक्र के हिस्से के रूप में, प्लेट टेक्टोनिक्स के परिणामस्वरूप संभवतः 250-350 मिलियन वर्षों में एक सुपरकॉन्टिनेंट बन जाएगा। अगले 1.5-4.5 अरब वर्षों में किसी समय, पृथ्वी के अक्षीय झुकाव में अराजक बदलाव आना शुरू हो सकता है, जिसमें 90° तक के अक्षीय झुकाव में परिवर्तन होगा। सूर्य की चमक लगातार बढ़ेगी, जिसके परिणामस्वरूप वृद्धि होगी सौर विकिरण पृथ्वी तक पहुँच रहा है। इसके परिणामस्वरूप सिलिकेट खनिजों के अपक्षय की दर अधिक होगी, जिससे वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में कमी आएगी। अब से लगभग 600 मिलियन वर्षों में, कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर पेड़ों द्वारा उपयोग किए जाने वाले C3 कार्बन स्थिरीकरण प्रकाश संश्लेषण को बनाए रखने के लिए आवश्यक स्तर से नीचे गिर जाएगा। कुछ पौधे C4 कार्बन स्थिरीकरण विधि का उपयोग करते हैं, जिससे उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता प्रति मिलियन 10 भागों तक बनी रहती है। हालाँकि, दीर्घकालिक प्रवृत्ति यह है कि पौधों का जीवन पूरी तरह से समाप्त हो जाता है। पौधों का विलुप्त होना लगभग सभी पशु जीवन का विनाश होगा, क्योंकि पौधे पृथ्वी पर खाद्य श्रृंखला का आधार हैं। लगभग एक अरब वर्षों में, सौर चमक वर्तमान की तुलना में 10% अधिक होगी। इससे वातावरण "नम ग्रीनहाउस" बन जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप महासागरों का तेजी से वाष्पीकरण होगा। संभावित परिणाम के रूप में, प्लेट टेक्टोनिक्स समाप्त हो जाएगा, और उनके साथ संपूर्ण कार्बन चक्र समाप्त हो जाएगा। इस घटना के बाद, लगभग 2-3 अरब वर्षों में, ग्रह का चुंबकीय डायनेमो बंद हो सकता है, जिससे मैग्नेटोस्फीयर का क्षय हो सकता है और बाहरी वायुमंडल से वाष्पशील पदार्थों की त्वरित हानि हो सकती है। अब से चार अरब साल बाद, पृथ्वी की सतह के तापमान में वृद्धि से एक अनियंत्रित ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा होगा, जिससे सतह इतनी गर्म हो जाएगी कि वह पिघल जाएगी। उस समय तक, पृथ्वी पर सारा जीवन विलुप्त हो जाएगा। ग्रह का सबसे संभावित भाग्य लगभग 7.5 अरब वर्षों में सूर्य द्वारा अवशोषण है, जब तारा लाल विशाल चरण में प्रवेश कर चुका होता है और ग्रह की वर्तमान कक्षा से परे विस्तारित हो जाता है।
7.5 अरब वर्ष
कई दीर्घकालिक प्रभावों के अनुमानित प्रभावों के आधार पर पृथ्वी के जैविक और भूवैज्ञानिक भविष्य का अनुमान लगाया जा सकता है। इनमें पृथ्वी की सतह पर रसायन विज्ञान, ग्रह के आंतरिक भाग के ठंडा होने की दर, सौर मंडल में अन्य वस्तुओं के साथ गुरुत्वाकर्षण संपर्क और सूर्य की चमक में लगातार वृद्धि शामिल है। इस एक्सट्रपलेशन में एक अनिश्चित कारक मानव द्वारा शुरू की गई प्रौद्योगिकी का चल रहा प्रभाव है, जैसे कि जलवायु इंजीनियरिंग, जो ग्रह में महत्वपूर्ण परिवर्तन का कारण बन सकता है। वर्तमान होलोसीन विलुप्ति प्रौद्योगिकी के कारण हो रही है और इसका प्रभाव पाँच मिलियन वर्षों तक रह सकता है। बदले में, प्रौद्योगिकी के परिणामस्वरूप मानवता का विनाश हो सकता है, जिससे ग्रह धीरे-धीरे धीमी विकासवादी गति पर लौट सकता है, जो केवल दीर्घकालिक प्राकृतिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। सैकड़ों लाखों वर्षों के समय अंतराल के साथ, यादृच्छिक खगोलीय घटनाएं वैश्विक जोखिम पैदा करती हैं जीवमंडल, जिसके परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर विलुप्ति हो सकती है। इनमें धूमकेतु या क्षुद्रग्रहों के प्रभाव, और सूर्य के 100-प्रकाश-वर्ष के दायरे में एक विशाल तारकीय विस्फोट की संभावना शामिल है, जिसे सुपरनोवा कहा जाता है। अन्य बड़े पैमाने की भूवैज्ञानिक घटनाएँ अधिक पूर्वानुमानित होती हैं। मिलनकोविच सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि ग्रह कम से कम तब तक हिमनद काल से गुजरता रहेगा जब तक कि चतुर्धातुक हिमनद समाप्त नहीं हो जाता। ये अवधियाँ पृथ्वी की कक्षा की विलक्षणता, अक्षीय झुकाव और पूर्वता में भिन्नता के कारण होती हैं। चल रहे सुपरकॉन्टिनेंट चक्र के हिस्से के रूप में, प्लेट टेक्टोनिक्स के परिणामस्वरूप संभवतः 250-350 मिलियन वर्षों में एक सुपरकॉन्टिनेंट बन जाएगा। अगले 1.5-4.5 अरब वर्षों में किसी समय, पृथ्वी के अक्षीय झुकाव में अराजक बदलाव आना शुरू हो सकता है, जिसमें 90° तक के अक्षीय झुकाव में परिवर्तन होगा। सूर्य की चमक लगातार बढ़ेगी, जिसके परिणामस्वरूप वृद्धि होगी सौर विकिरण पृथ्वी तक पहुँच रहा है। इसके परिणामस्वरूप सिलिकेट खनिजों के अपक्षय की दर अधिक होगी, जिससे वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में कमी आएगी। अब से लगभग 600 मिलियन वर्षों में, कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर पेड़ों द्वारा उपयोग किए जाने वाले C3 कार्बन स्थिरीकरण प्रकाश संश्लेषण को बनाए रखने के लिए आवश्यक स्तर से नीचे गिर जाएगा। कुछ पौधे C4 कार्बन स्थिरीकरण विधि का उपयोग करते हैं, जिससे उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता प्रति मिलियन 10 भागों तक बनी रहती है। हालाँकि, दीर्घकालिक प्रवृत्ति यह है कि पौधों का जीवन पूरी तरह से समाप्त हो जाता है। पौधों का विलुप्त होना लगभग सभी पशु जीवन का विनाश होगा, क्योंकि पौधे पृथ्वी पर खाद्य श्रृंखला का आधार हैं। लगभग एक अरब वर्षों में, सौर चमक वर्तमान की तुलना में 10% अधिक होगी। इससे वातावरण "नम ग्रीनहाउस" बन जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप महासागरों का तेजी से वाष्पीकरण होगा। संभावित परिणाम के रूप में, प्लेट टेक्टोनिक्स समाप्त हो जाएगा, और उनके साथ संपूर्ण कार्बन चक्र समाप्त हो जाएगा। इस घटना के बाद, लगभग 2-3 अरब वर्षों में, ग्रह का चुंबकीय डायनेमो बंद हो सकता है, जिससे मैग्नेटोस्फीयर का क्षय हो सकता है और बाहरी वायुमंडल से वाष्पशील पदार्थों की त्वरित हानि हो सकती है। अब से चार अरब साल बाद, पृथ्वी की सतह के तापमान में वृद्धि से एक अनियंत्रित ग्रीनहाउस प्रभाव पैदा होगा, जिससे सतह इतनी गर्म हो जाएगी कि वह पिघल जाएगी। उस समय तक, पृथ्वी पर सारा जीवन विलुप्त हो जाएगा। ग्रह का सबसे संभावित भाग्य लगभग 7.5 अरब वर्षों में सूर्य द्वारा अवशोषण है, जब तारा लाल विशाल चरण में प्रवेश कर चुका होता है और ग्रह की वर्तमान कक्षा से परे विस्तारित हो जाता है।