Az 1950-es években, a híres fizikus, Enrico Fermi feltette azt a kérdést, amely a földön kívüli intelligencia keresése (SETI) egyik legnehezebb kérdését tartalmazza: „Hol a fene van mindenki?” Az univerzum kora (13,8 milliárd év), a hatalmas galaxisok száma (1 és 2 trillió közötti) és a bolygók teljes száma miatt miért gondolta az emberiség még mindig nem talált bizonyítékot a földön kívüli intelligenciára?
Ez a „Fermi Paradox” néven ismert kérdés a tudósok továbbra is elgondolkodnak. Egy új tanulmányban a Rochesteri Egyetem egy csoportja úgy vélte, hogy talán az éghajlatváltozás oka. Az antropocén alapú matematikai modell felhasználásával megvizsgálták, hogy a civilizációk és a bolygórendszerek hogyan fejlődnek együtt, és hogy az intelligens fajok képesek-e fenntarthatóságra élni a környezetükkel.
A „Az antropocén általánosítva: az exo-civilizációk evolúciója és bolygói visszajelzéseik” című tanulmány nemrégiben megjelent a tudományos folyóiratban Asztrobiológia. A tanulmányt Adam Frank, a Rochesteri Egyetem fizikai és csillagászati professzora vezette, Jonathan Carroll-Nellenback (a Rochester egyik vezető számítástechnikai tudósítója) Marina Alberti, a Washingtoni Egyetem és Axel Kleidon a Max Plancki Biokémiai Intézet.
Manapság az éghajlatváltozás az emberiség egyik legsürgetőbb kérdése. Az elmúlt néhány évszázadban bekövetkezett változásoknak - azaz az ipari forradalomnak, a népesség növekedésének, a városi központok növekedésének és a fosszilis tüzelőanyagoknak való függésnek köszönhetően - az embereknek jelentős hatása volt a bolygóra. Valójában sok geológus a jelenlegi korszakot „antropocén” -nek nevezi, mivel az emberiség az egyetlen legnagyobb tényező, amely befolyásolja a bolygó evolúcióját.
A jövőben a népesség várhatóan még tovább növekszik, és század közepére eléri a kb. 10 milliárd főt, és 2100-ig több mint 11 milliárd lesz. Ebben az időben a városi központokban élők száma drasztikusan növekszik, 54% -ról Század közepére 66%. Mint ilyen, az emberek milliárdjainak fenntartható életvitelének kérdése egyre fontosabbá vált.
Frank professzor, aki szintén az új könyv szerzője A csillagok fénye: idegen világok és a föld sorsa (amely erre a tanulmányra támaszkodik), ezt a tanulmányt kollégáival együtt végezte el annak érdekében, hogy az éghajlatváltozás kérdését az asztrobiológiai kontextusban kezelje. Amint azt a Rochesteri Egyetem sajtóközleményében kifejtette:
„Az astrobiológia az élet és annak lehetőségeinek tanulmányozása bolygóbeli kontextusban. Ide tartoznak az „excivilizációk” vagy az, amit általában idegeneknek nevezünk. Ha nem mi vagyunk az univerzum első civilizációja, ez azt jelenti, hogy valószínűleg vannak szabályok annak meghatározására, hogy miként halad egy fiatal civilizáció sorsa, mint a miénk. "
Az antropocént példaként felhasználva láthatjuk, hogy a civilizáció és a bolygó rendszerei miként fejlõdnek együtt, és hogy a civilizáció miként veszélyeztetheti önmagát a növekedés és terjeszkedés révén - az úgynevezett „fejlõdési csapda”. Alapvetően, ahogy a civilizációk növekednek, többet fogyasztanak a bolygó erőforrásaiból, ami változásokat okoz a bolygó körülményeiben. Ebben az értelemben egy civilizáció sorsa annak függvénye, hogy miként használják fel bolygónk erőforrásait.
Ennek a folyamatnak a szemléltetésére Frank és munkatársai kifejlesztettek egy matematikai modellt, amely a civilizációk és a bolygók egészét veszi figyelembe. Amint Frank professzor kifejtette:
„A lényeg az, hogy felismerjük, hogy az éghajlatváltozás vezetése általános lehet. A fizikai törvények előírják, hogy minden fiatal lakosság, aki olyan energiaigényes civilizációt épít, mint a miénk, visszajelzést fog kapni bolygójáról. Az éghajlatváltozás ebben a kozmikus környezetben történő látása jobb betekintést nyújthat nekünk arra, hogy mi történik velünk most, és hogyan kell kezelni azt. "
A modell a kihalt civilizációk esettanulmányain alapult, amelyek tartalmazták a híres példát arról, hogy mi vált Rapa Nui (más néven Húsvét-sziget) lakóinak. A régészeti tanulmányok szerint a déli-csendes-óceáni térségben a sziget gyarmatosítása 400 és 700 között zajlott, és népessége 10 000-re telt el, valamikor 1200 és 1500 között.
A 18. századra azonban a lakosok kimerítették az erőforrásaikat, és a népesség csupán 2000-re csökkent. Ez a példa felveti a „szállítóképesség” néven ismert fogalmat, amely a fajok maximális száma, amelyet a környezet képes támogatni. Amint Frank elmagyarázta, az éghajlatváltozás lényegében az, ahogyan a Föld reagál civilizációnk terjeszkedésére:
„Ha igazán erős éghajlatváltozáson megy keresztül, akkor a teherbíró képessége csökkenhet, mert például a nagyléptékű mezőgazdaság erősen megszakadhat. Képzelje el, ha az éghajlatváltozás miatt az eső abbahagyná a Közép-Nyugat esését. Nem lennénk képesek élelmet termelni, és a népességünk csökkenni fog. ”
Matematikai modelljük segítségével a csoport négy lehetséges forgatókönyvet azonosított, amelyek előfordulhatnak egy bolygón. Ezek magukban foglalják a leállási forgatókönyvet, a fenntarthatósági forgatókönyvet, az összeomlás erőforrás nélküli változás forgatókönyvet és az összeomlás erőforrás-változással forgatókönyvet. Ban,-ben Die-Off forgatókönyv szerint a lakosság és a bolygó állapota (például az átlaghőmérséklet) nagyon gyorsan növekszik.
Ez végül a népesség csúcsához, majd a gyors hanyatláshoz vezet, mivel a változó bolygófeltételek megnehezítik a lakosság többségének a túlélését. Végül állandó lakossági szintet érnének el, de ez csak a töredékének a töredéke lenne. Ez a forgatókönyv akkor fordul elő, amikor a civilizációk nem hajlandóak vagy nem képesek átváltani a nagy hatású erőforrásokról (azaz olaj, szén, kitermelés) fenntartható erőforrásokról (megújuló energia).
Ban,-ben fenntarthatóság A forgatókönyv szerint a népesség és a bolygófeltételek egyaránt növekednek, de végül állandó értékekkel járnak, elkerülve ezzel a katasztrófahatásokat. Ez a forgatókönyv akkor fordul elő, amikor a civilizációk felismerik, hogy a környezeti változások veszélyeztetik létüket, és sikeresen áttérnek a nagy hatású erőforrásokról a fenntartható erőforrásokra.
Az utolsó két forgatókönyv - Összeomlás erőforrás-változás nélkül és Összeomlás az erőforrás-változással - egy kulcs szempontból különböznek egymástól. Az előbbiben a populáció és a hőmérséklet egyaránt gyorsan emelkedik, amíg a populáció eléri a csúcspontját, és gyorsan elkezdi csökkenni - bár nem világos, hogy maga a faj túlél-e. Az utóbbiban a népesség és a hőmérséklet gyorsan emelkedik, de a lakosság felismeri a veszélyt és megteszi az átmenetet. Sajnos a változás későn érkezik, a lakosság egyébként összeomlik.
Jelenleg a tudósok nem tudják bizalommal mondani, hogy ezekkel a sorsokkal fog szembesülni az emberiség. Talán akkor hajtjuk végre az átmenetet, mielőtt késő lenne, talán nem. Időközben Frank és kollégái azonban részletesebb modellek felhasználásával remélik, hogy megjósolják, hogyan reagálnak a bolygók a civilizációkra, és hogyan növelik az energiát és erőforrásokat.
Ennek eredményeként a tudósok finomíthatják előrejelzéseiket arról, hogy mi vár ránk ebben a és a következő században. Ebben az időben kerül sor kritikus változásokra, amelyek magukban foglalják a fent említett népességnövekedést és a hőmérséklet folyamatos emelkedését. Például két olyan forgatókönyv alapján, amelyek szerint a CO2-növekedés 2100-ra nőtt, a NASA jelezte, hogy a globális hőmérsékletek akár 2,5 ° C (4,5 ° F) vagy 4,4 ° C (8 ° F) fölé emelkedhetnek.
A korábbi forgatókönyv szerint, ahol a CO2-szint 2100-ra elérte az 550 ppm-t, a változások fenntarthatóak lennének. Ugyanakkor az utóbbi esetben, amikor a szén-dioxid-szint elérte a 800 ppm-et, a változások széles körű zavart okoznának a rendszerekben, amelyekben emberek milliárdja függ megélhetéséért és túléléséért. Sőt, ami még rosszabb, az élet a világ bizonyos területein tarthatatlanná válik, ami súlyos elmozduláshoz és humanitárius válságokhoz vezet.
Amellett, hogy lehetséges megoldást kínál a Fermi Paradox számára, ez a tanulmány hasznos tanácsokat is kínál az emberek számára. A civilizációk és a bolygók egészének - akár Földnek, akár exoplaneteknek - gondolkodásával a kutatók jobban meg tudják jósolni, milyen változások szükségesek az emberi civilizáció túléléséhez. Amint Frank figyelmeztette, elengedhetetlen, hogy az emberiség most mozgósítson annak biztosítása érdekében, hogy a legrosszabb eset ne forduljon elő itt a Földön:
„Ha eléggé megváltoztatja a föld éghajlatát, akkor valószínűleg nem lesz képes megváltoztatni azt. Még ha késlelteti is, és elkezdett napenergia vagy más kevésbé hatásos erőforrásokat használni, késő lehet, mert a bolygó már megváltozott. Ezek a modellek azt mutatják, hogy nem csak egyedülálló népességre gondolhatunk. Gondolnunk kell az egymással fejlődő bolygóinkra és civilizációinkra. ”
És ne felejtsd el élvezni ezt a videót, amely Frank professzorának és csapata kutatásának a Rochesteri Egyetem hozzájárulásával szól:
