În anii '50, renumitul fizician Enrico Fermi a pus întrebarea care încapsulează una dintre cele mai dificile întrebări din Căutarea inteligenței extra-terestre (SETI): „Unde dracu este toată lumea?” Ce a vrut să spună a fost, având în vedere vârsta Universului (13,8 miliarde de ani), numărul mare de galaxii (între 1 și 2 trilioane) și numărul total de planete, de ce nu a găsit încă umanitatea dovezi de inteligență extraterestră?
Această întrebare, care a devenit cunoscută sub numele de „Paradoxul Fermi”, este un lucru pe care oamenii de știință continuă să îl mediteze. Într-un nou studiu, o echipă de la Universitatea din Rochester a considerat că este probabil motivul pentru schimbările climatice. Folosind un model matematic bazat pe Antropocen, ei au considerat modul în care civilizațiile și sistemele planetare co-evoluează și dacă speciile inteligente sunt sau nu capabile să trăiască durabilitatea cu mediul lor.
Studiul, intitulat „Antropocenul generalizat: evoluția exo-civilizațiilor și feedback-ul lor planetar”, a apărut recent în revista științifică Astrobiologie. Studiul a fost condus de Adam Frank, profesor de fizică și astronomie la Universitatea din Rochester, cu asistența lui Jonathan Carroll-Nellenback (un om de știință computațional principal la Rochester) Marina Alberti de la Universitatea din Washington și Axel Kleidon de Max. Institutul Planck pentru Biogeochimie.
Astăzi, Schimbările climatice sunt una dintre cele mai presante probleme cu care se confruntă umanitatea. Datorită schimbărilor care au avut loc în ultimele secole - adică revoluția industrială, creșterea populației, creșterea centrelor urbane și dependența de combustibili fosili - oamenii au avut un impact semnificativ asupra planetei. De fapt, mulți geologi se referă la epoca actuală drept „Antropocen”, deoarece umanitatea a devenit cel mai mare factor care a afectat evoluția planetară.
În viitor, populațiile sunt așteptate să crească și mai mult, ajungând la aproximativ 10 miliarde până la mijlocul secolului și peste 11 miliarde până în 2100. În acel timp, numărul persoanelor care locuiesc în centrele urbane va crește, de asemenea, dramatic, crescând de la 54% la 66% până la jumătatea sec. Ca atare, întrebarea modului în care miliarde de oameni pot trăi durabil a devenit una din ce în ce mai importantă.
Prof. Frank, care este și autorul noii cărți Lumina Stelelor: Lumile extraterestre și Soarta Pământului (care se bazează pe acest studiu), a realizat acest studiu împreună cu colegii săi pentru a aborda problema Schimbărilor climatice într-un context astrobiologic. După cum a explicat într-un comunicat de presă al Universității din Rochester:
„Astrobiologia este studiul vieții și posibilitățile sale într-un context planetar. Aceasta include „exo-civilizații” sau ceea ce numim de obicei străini. Dacă nu suntem prima civilizație a universului, asta înseamnă că există șanse să existe reguli pentru cum progresează soarta unei civilizații tinere precum propria noastră. "
Folosind Antropocenul ca exemplu, se poate observa cum evoluează sistemele civilizație-planetă și cum o civilizație se poate pune în pericol prin creștere și expansiune - în ceea ce este cunoscut drept „capcană de progres”. Practic, pe măsură ce civilizațiile cresc, acestea consumă mai multe resurse ale planetei, ceea ce provoacă schimbări în condițiile planetei. În acest sens, soarta unei civilizații se rezumă la modul în care își folosesc resursele planetei.
Pentru a ilustra acest proces, Frank și colaboratorii săi au dezvoltat un model matematic care consideră civilizațiile și planetele în ansamblu. După cum a explicat prof. Frank:
„Ideea este să recunoaștem că conducerea schimbărilor climatice poate fi ceva generic. Legile fizicii cer ca orice populație tânără, construind o civilizație consumatoare de energie ca a noastră, să aibă feedback pe planeta sa. Văzând schimbările climatice în acest context cosmic ne poate oferi o perspectivă mai bună a ceea ce ni se întâmplă acum și cum să ne descurcăm. ”
Modelul s-a bazat, de asemenea, pe studii de caz despre civilizații dispărute, care au inclus faimosul exemplu despre ceea ce a devenit a locuitorilor din Rapa Nui (aka Insula de Paște). Conform studiilor arheologice, oamenii din Pacificul de Sud au început să colonizeze această insulă între 400 și 700 CE, iar populația sa a atins un nivel de 10.000 cândva între 1200 și 1500 î.
Cu toate acestea, până în secolul 18, locuitorii și-au epuizat resursele, iar populația a scăzut la doar 2000. Acest exemplu ridică conceptul important cunoscut sub numele de „capacitate de transport”, care este numărul maxim de specii pe care un mediu le poate susține. După cum a explicat Frank, Schimbările climatice reprezintă în esență modul în care Pământul răspunde la extinderea civilizației noastre:
„Dacă treceți printr-o schimbare climatică cu adevărat puternică, atunci capacitatea dvs. de transport poate scădea, deoarece, de exemplu, agricultura pe scară largă ar putea fi puternic perturbată. Imaginați-vă dacă schimbările climatice au determinat încetarea ploii în Midwest. Nu am fi capabili să creștem alimente, iar populația noastră s-ar diminua. ”
Folosind modelul lor matematic, echipa a identificat patru scenarii potențiale care ar putea apărea pe o planetă. Acestea includ scenariul de oprire, scenariul de durabilitate, scenariul Colaps fără schimbare de resurse și scenariul Colaps cu resurse. În Die-Off scenariul, populația și starea planetei (de exemplu, temperaturile medii) cresc foarte repede.
Acest lucru ar duce în cele din urmă la un vârf al populației și apoi la o scădere rapidă, deoarece schimbarea condițiilor planetare îngreunează supraviețuirea majorității populației. În cele din urmă, s-ar atinge un nivel constant al populației, dar ar fi doar o fracțiune din ceea ce a fost populația de vârf. Acest scenariu se produce atunci când civilizațiile nu doresc sau nu pot schimba de la resurse cu impact mare (adică petrol, cărbune, decupare) la cele durabile (energie regenerabilă).
În Durabilitate scenariul, populația și condițiile planetare cresc ambele, dar în cele din urmă se reunesc cu valori constante, evitând astfel orice efecte catastrofale. Acest scenariu apare atunci când civilizațiile recunosc că schimbările de mediu amenință existența lor și fac cu succes trecerea de la resurse cu impact mare la cele durabile.
Ultimele două scenarii - Colaps fără schimbare de resurse și Colaps cu schimbarea resurselor - diferă într-un aspect cheie. În primele, populația și temperatura se ridică rapid până când populația atinge un vârf și începe să scadă rapid - deși nu este clar dacă specia în sine supraviețuiește. În cea din urmă, populația și temperatura cresc rapid, dar populațiile recunosc pericolul și fac tranziția. Din păcate, schimbarea vine prea târziu și oricum populația se prăbușește.
În prezent, oamenii de știință nu pot spune cu nicio încredere care dintre aceste sorti vor fi cele cu care se confruntă umanitatea. Poate că vom face tranziția înainte să fie prea târziu, poate nu. Dar între timp, Frank și colegii săi speră să folosească modele mai detaliate pentru a prezice modul în care planetele vor răspunde civilizațiilor și diferitele moduri prin care consumă energie și resurse pentru a se dezvolta.
Din acest motiv, oamenii de știință pot fi capabili să-și perfecționeze predicțiile despre ceea ce ne așteaptă în acest secol și în următorii. În această perioadă vor avea loc schimbări cruciale, care includ creșterea populației menționată anterior și creșterea constantă a temperaturilor. De exemplu, pe baza a două scenarii care au măsurat creșterea CO2 până în anul 2100, NASA a indicat că temperaturile globale ar putea crește fie cu 2,5 ° C (4,5 ° F), fie cu 4,4 ° C (8 ° F).
În scenariul anterior, unde nivelurile de CO2 au ajuns la 550 ppm până în 2100, schimbările ar fi durabile. Dar, în ultimul scenariu, în care nivelurile de CO2 au atins 800 ppm, modificările ar provoca perturbări pe scară largă ale sistemelor de care depinde miliarde de oameni pentru traiul și supraviețuirea lor. Mai rău decât atât, viața ar deveni insostenibilă în anumite zone ale lumii, ceea ce ar duce la deplasări masive și crize umanitare.
Pe lângă faptul că oferă o posibilă rezoluție pentru Paradoxul Fermi, acest studiu oferă câteva sfaturi utile pentru ființele umane. Gândind la civilizații și planete în ansamblu - fie că sunt Pământ sau exoplanete - cercetătorii vor putea prezice mai bine ce schimbări vor fi necesare pentru ca civilizația umană să supraviețuiască. După cum a avertizat Frank, este absolut esențial ca umanitatea să se mobilizeze acum pentru a se asigura că cel mai rău caz nu se produce aici pe Pământ:
„Dacă schimbați climatul pământului suficient, s-ar putea să nu îl puteți schimba înapoi. Chiar dacă ați dat rezervă și ați început să folosiți resurse solare sau alte resurse mai puțin impactante, s-ar putea să fie prea târziu, deoarece planeta s-a schimbat deja. Aceste modele arată că nu ne putem gândi doar la o populație care evoluează de la sine. Trebuie să ne gândim la planetele și civilizațiile noastre care co-evoluează. "
Și asigurați-vă că vă puteți bucura de acest videoclip care se adresează cercetării prof. Frank și echipei sale, cu amabilitatea Universității din Rochester:
