Los astrofísicos fueron los primeros en abordar la cuestión de la viabilidad a largo plazo de la biosfera. Los estudios anteriores sobre la posibilidad de la futura habitabilidad de la Tierra se centraban principalmente en la interacción entre el calentamiento del Sol durante su transformación en gigante roja, el ciclo geoquímico del carbonato-silicato y la pérdida de agua.
Nuevos estudios han permitido a los científicos predecir la futura habitabilidad de la Tierra basándose en modelos detallados. Estos modelos tienen en cuenta la influencia del Sol en ciclos geoquímicos como los del carbono, el oxígeno, el fósforo y el azufre. Además, los investigadores han incluido el ciclo del metano, que abarca el metabolismo de los organismos vivos, así como el intercambio redox entre la corteza y el manto. Estos elementos permiten seguir a escala geológica los procesos que controlan los niveles de oxígeno en la atmósfera. Esto permite predecir la evolución del planeta a miles de millones de años vista.
Los científicos adoptaron un enfoque estocástico seleccionando aleatoriamente parámetros para el modelo, incluidas variaciones en el ritmo de desgasificación del manto terrestre y la aceleración de la erosión. Establecieron las condiciones iniciales de la Tierra hace 600 millones de años y, a continuación, ejecutaron el modelo unas 400.000 veces, cubriendo la evolución del planeta hasta la actualidad. De todas las pruebas realizadas, sólo unas cinco mil reprodujeron condiciones similares a las de la Tierra moderna. Estos resultados se utilizaron después para predecir la evolución futura de nuestro planeta.