I 1950'erne stillede den berømte fysiker Enrico Fermi spørgsmålet, der indkapslede et af de hårdeste spørgsmål i søgningen efter ekstrem-jordisk efterretning (SETI): "Hvor pokker er alle?" Hvad han mente var i betragtning af universets alder (13,8 milliarder år), det store antal galakser (mellem 1 og 2 billioner) og det samlede antal planeter, hvorfor har menneskeheden stadig ikke fundet bevis for udenjordisk intelligens?
Dette spørgsmål, som er blevet kendt som ”Fermi-paradokset”, er noget, som forskere fortsætter med at overveje. I en ny undersøgelse overvejede et team fra University of Rochester, at måske klimaændringer er årsagen. Ved hjælp af en matematisk model baseret på Anthropocene overvejede de, hvordan civilisationer og planetersystemer udvikler sig, og om intelligente arter er i stand til at leve bæredygtighed med deres miljø eller ej.
Undersøgelsen med titlen "The Anthropocene Generalised: Evolution of Exo-Civilization and They Planetetary Feedback", dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Astrobiology. Undersøgelsen blev ledet af Adam Frank, en professor i fysik og astronomi ved University of Rochester med bistand fra Jonathan Carroll-Nellenback (en senior beregningsforsker ved Rochester) Marina Alberti fra University of Washington og Axel Kleidon af Max Planck Institut for Biogeokemi.
I dag er klimaændringer et af de mest presserende spørgsmål, som menneskeheden står overfor. Takket være ændringer, der har fundet sted i de sidste par århundreder - dvs. den industrielle revolution, befolkningsvækst, væksten i bycentre og afhængighed af fossile brændstoffer - har mennesker haft en betydelig indflydelse på planeten. Faktisk omtaler mange geologer den aktuelle æra som ”Anthropocene”, fordi menneskeheden er blevet den største faktor, der påvirker planetarisk udvikling.
I fremtiden forventes befolkningerne at vokse endnu mere og nå ca. 10 milliarder i midten af århundrede og over 11 milliarder i 2100. I den tid vil antallet af mennesker, der bor i bycentre, også stige dramatisk og stige fra 54% til 66% i midten af århundrede. Som sådan er spørgsmålet om, hvordan milliarder af mennesker kan leve bæredygtigt, blevet en stadig vigtigere.
Professor Frank, der også er forfatteren af den nye bog Stjernernes lys: Fremmede verdener og jordens skæbne (som trækker på denne undersøgelse) gennemførte denne undersøgelse med sine kolleger for at tackle problemet Klimaændring i en astrobiologisk kontekst. Som han forklarede i en pressemeddelelse fra University of Rochester:
”Astrobiologi er studiet af livet og dets muligheder i en planetarisk kontekst. Det inkluderer 'exo-civilisationer' eller hvad vi normalt kalder udlændinge. Hvis vi ikke er universets første civilisation, betyder det, at der sandsynligvis er regler for, hvordan skæbnen for en ung civilisation som vores egen skrider frem. ”
Ved hjælp af antropocen som eksempel kan man se, hvordan civilisationsplanet-systemer udvikler sig, og hvordan en civilisation kan bringe sig selv i fare gennem vækst og ekspansion - i det, der kaldes en "fremskridtsfælde". Når civilisationer vokser, bruger de grundlæggende flere af planetens ressourcer, hvilket medfører ændringer i planetens forhold. I denne forstand kommer en civilisations skæbne ned på, hvordan de bruger deres planets ressourcer.
For at illustrere denne proces udviklede Frank og hans samarbejdspartnere en matematisk model, der betragter civilisationer og planeter som en helhed. Som prof. Frank forklarede:
”Pointen er at erkende, at det at køre klimaændringer kan være noget generisk. Fysikkens love kræver, at enhver ung befolkning, der bygger en energikrævende civilisation som vores, får feedback på sin planet. At se klimaændringer i denne kosmiske kontekst kan muligvis give os bedre indsigt i, hvad der sker med os nu, og hvordan vi skal tackle det. ”
Modellen var også baseret på casestudier af uddøde civilisationer, der omfattede det berømte eksempel på, hvad der blev af indbyggerne i Rapa Nui (alias Påskeøen). I henhold til arkæologiske undersøgelser begyndte befolkningen i det sydlige Stillehav at kolonisere denne ø mellem 400 og 700 e.Kr., og dens befolkning toppede med 10.000 engang mellem 1200 og 1500 e.Kr.
I det 18. århundrede havde indbyggerne imidlertid udtømt deres ressourcer, og befolkningen faldt til kun 2000. Dette eksempel rejser det vigtige begreb kendt som ”bæreevne”, som er det maksimale antal arter, et miljø kan støtte. Som Frank forklarede, er klimaændringer i det væsentlige, hvordan Jorden reagerer på udvidelsen af vores civilisation:
”Hvis du gennemgår virkelig stærke klimaændringer, kan din bæreevne muligvis falde, fordi for eksempel landbrug i stor skala kan blive stærkt forstyrret. Forestil dig, om klimaændringerne fik regnen til at stoppe med at falde i Midtvesten. Vi ville ikke være i stand til at dyrke mad, og vores befolkning ville mindske. ”
Ved hjælp af deres matematiske model identificerede teamet fire potentielle scenarier, der kunne forekomme på en planet. Disse inkluderer Die-Off-scenariet, Bæredygtighedsscenariet, scenariet Collapse Without Resource Change og scenario Collapse With Resource Change. I Die-Off scenariet stiger befolkningen og planetens tilstand (for eksempel gennemsnitstemperaturer) meget hurtigt.
Dette vil til sidst føre til en befolkningstop og derefter et hurtigt fald, da skiftende planetariske forhold gør det sværere for størstedelen af befolkningen at overleve. Til sidst opnås et stabilt befolkningsniveau, men det ville kun være en brøkdel af, hvad toppopulationen var. Dette scenarie opstår, når civilisationer er uvillige eller ude af stand til at skifte fra ressourcer med stor indvirkning (dvs. olie, kul, klarning) til bæredygtige (vedvarende energi).
I Bæredygtighed scenariet stiger befolkningen og planetariske forhold begge, men kommer til sidst sammen med stabile værdier, hvorved man undgår katastrofale effekter. Dette scenarie opstår, når civilisationer erkender, at miljøændringer truer deres eksistens og med succes foretager overgangen fra ressourcer med stor indflydelse til bæredygtige.
De sidste to scenarier - Kollaps uden ressourceændring og Kollaps med ressourceændring - adskiller sig i en nøglehensyn. Førstnævnte stiger populationen og temperaturen begge hurtigt, indtil bestanden når et højdepunkt og begynder at falde hurtigt - skønt det ikke er klart, om arten selv overlever. I sidstnævnte stiger populationen og temperaturen hurtigt, men befolkningen anerkender faren og foretager overgangen. Desværre kommer ændringen for sent, og befolkningen kollapser alligevel.
I øjeblikket kan forskere ikke med nogen tillid sige, hvilken af disse skæbner der er den, menneskeheden står overfor. Måske vil vi foretage overgangen, før det er for sent, måske ikke. Men i mellemtiden håber Frank og hans kolleger at bruge mere detaljerede modeller til at forudsige, hvordan planeter vil reagere på civilisationer og de forskellige måder, de bruger energi og ressourcer for at vokse.
Fra dette kan forskere muligvis forfine deres forudsigelser om, hvad der venter os i dette århundrede og det næste. Det er i denne periode, der vil finde afgørende ændringer, der inkluderer den førnævnte befolkningsvækst og den stabile temperaturstigning. Baseret på to scenarier, der målte CO2-stigninger i år 2100, indikerede NASA for eksempel, at globale temperaturer kunne stige med enten 2,5 ° C (4,5 ° F) eller 4,4 ° C (8 ° F).
I det tidligere scenario, hvor CO2-niveauer nåede 550 ppm i 2100, ville ændringerne være bæredygtige. Men i sidstnævnte scenario, hvor CO2-niveauer nåede 800 ppm, ville ændringerne medføre omfattende forstyrrelser i systemer, som milliarder af mennesker afhænger af for deres levebrød og overlevelse. Værre end det ville livet blive uholdbart i visse områder af verden, hvilket ville føre til massiv fordrivelse og humanitære kriser.
Ud over at tilbyde en mulig opløsning til Fermi-paradokset tilbyder denne undersøgelse nogle nyttige råd til mennesker. Ved at tænke på civilisationer og planeter som en helhed - det være sig Jorden eller eksoplaneter - vil forskere bedre kunne forudsige, hvilke ændringer der er nødvendige for at den menneskelige civilisation kan overleve. Som Frank advarede, er det absolut vigtigt, at menneskeheden mobiliserer nu for at sikre, at det værste tilfælde ikke forekommer her på Jorden:
”Hvis du ændrer jordens klima nok, kan du muligvis ikke ændre det tilbage. Selv hvis du støttede op og begyndte at bruge solenergi eller andre mindre påvirkende ressourcer, kunne det være for sent, fordi planeten allerede har ændret sig. Disse modeller viser, at vi ikke bare kan tænke på en befolkning, der udvikler sig på egen hånd. Vi er nødt til at tænke over vores planeter og civilisationer, der udvikler sig. ”
Og sørg for at nyde denne video, der adresserer prof. Frank og hans teams forskning, høflighed fra University of Rochester:
