V 50-tych rokoch 20. storočia položil známy fyzik Enrico Fermi otázku, ktorá zapuzdrila jednu z najťažších otázok vo vyhľadávaní mimozemskej inteligencie (SETI): „Kde je sakra všetci?“ Čo tým myslel bol, vzhľadom na vek vesmíru (13,8 miliárd rokov), samotný počet galaxií (medzi 1 a 2 biliónmi) a celkový počet planét, prečo ľudstvo stále nenašlo dôkazy mimozemskej inteligencie?
Túto otázku, ktorá sa stala známou ako „Fermi Paradox“, vedci naďalej zvažujú. V novej štúdii sa tím z University of Rochester domnieval, že príčinou je pravdepodobne zmena podnebia. Na základe matematického modelu založeného na antropocéne uvažovali o tom, ako sa civilizácie a planétové systémy vyvíjajú spolu a či sú inteligentné druhy schopné prežiť udržateľnosť so svojím prostredím.
Štúdia s názvom „Generalizovaný antropocén: vývoj exo-civilizácií a ich planetárna spätná väzba“ sa nedávno objavila vo vedeckom časopise. Astrobiológia. Štúdiu viedli Adam Frank, profesor fyziky a astronómie na univerzite v Rochesteri, s pomocou Jonathana Carrolla-Nellenbacka (popredný počítačový vedec v Rochesteri) Marina Alberti z Washingtonskej univerzity a Axela Kleidona z Maxa. Planckov ústav pre biogeochémiu.
Zmena klímy je dnes jedným z najnaliehavejších problémov, ktorým čelí ľudstvo. Vďaka zmenám, ktoré sa udiali v posledných niekoľkých storočiach - t. J. Priemyselná revolúcia, populačný rast, rast mestských centier a spoliehanie sa na fosílne palivá - mali ľudia na planétu významný vplyv. V skutočnosti veľa geológov hovorí o súčasnej dobe ako o „antropocéne“, pretože ľudstvo sa stalo jediným najväčším faktorom ovplyvňujúcim planétový vývoj.
Očakáva sa, že v budúcnosti počet obyvateľov ešte porastie a dosiahne približne 10 miliárd do polovice storočia a viac ako 11 miliárd do roku 2100. V tom čase sa dramaticky zvýši aj počet ľudí, ktorí žijú v mestských centrách, z 54% na 66% do polovice storočia. Preto sa otázka, ako môžu miliardy ľudí trvalo udržateľne žiť, stala čoraz dôležitejšou otázkou.
Frank, ktorý je tiež autorom novej knihy Svetlo hviezd: Cudzie svety a osud Zeme (ktorá čerpá z tejto štúdie), vykonala túto štúdiu so svojimi kolegami s cieľom riešiť otázku Zmena podnebia v astrobiologickom kontexte. Ako vysvetlil v tlačovej správe univerzity v Rochesteri:
„Astrobiológia je štúdium života a jeho možností v planetárnom kontexte. To zahŕňa „exo-civilizácie“ alebo to, čo zvyčajne nazývame mimozemšťanmi. Ak nie sme prvou civilizáciou vesmíru, znamená to, že budú pravdepodobne existovať pravidlá, ako bude napredovať osud mladej civilizácie, ako je tá naša. ““
Ako príklad môžeme uviesť antropocén a zistiť, ako sa systémy civilizácia-planéta spolu vyvíjajú a ako sa môže civilizácia ohroziť rastom a expanziou - v tzv. „Pasci pokroku“. V zásade, keď civilizácie rastú, spotrebúvajú viac zdrojov planéty, čo spôsobuje zmeny v podmienkach planéty. V tomto zmysle príde osud civilizácie o to, ako využívajú zdroje svojej planéty.
Na ilustráciu tohto procesu Frank a jeho spolupracovníci vyvinuli matematický model, ktorý berie do úvahy civilizácie a planéty ako celok. Ako vysvetlil Prof. Frank:
„Ide o to, aby sme si uvedomili, že zmena podnebia môže byť niečo všeobecné. Fyzické zákony požadujú, aby každá mladá populácia, ktorá buduje energeticky náročnú civilizáciu, ako je tá naša, bude mať spätnú väzbu na svoju planétu. Vidieť zmenu klímy v tomto kozmickom kontexte nám môže poskytnúť lepší prehľad o tom, čo sa teraz deje, a ako sa s ňou vysporiadať. ““
Model bol tiež založený na prípadových štúdiách zaniknutých civilizácií, ktoré obsahovali slávny príklad toho, čo sa stalo s obyvateľmi Rapa Nui (známy ako Veľkonočný ostrov). Podľa archeologických štúdií začali obyvatelia južného Pacifiku kolonizovať tento ostrov medzi 400 a 700 nl a jeho populácia dosiahla vrchol na 10 000 niekedy medzi 1200 a 1500 nl.
Do 18. storočia však obyvatelia vyčerpali svoje zdroje a počet obyvateľov klesol na 2000. Tento príklad predstavuje dôležitú koncepciu známu ako „nosnosť“, čo je maximálny počet druhov, ktoré môže životné prostredie podporovať. Ako Frank vysvetlil, zmena podnebia je v podstate tým, ako Zem reaguje na rozšírenie našej civilizácie:
„Ak prejdete skutočne silnou zmenou podnebia, môže klesnúť vaša nosnosť, pretože napríklad veľké poľnohospodárstvo môže byť výrazne narušené. Predstavte si, že zmena klímy spôsobila, že dážď prestal padať na Stredozápad. Nedokázali by sme pestovať jedlo a naša populácia by sa zmenšila. “
Tím použil svoj matematický model a identifikoval štyri potenciálne scenáre, ktoré sa môžu vyskytnúť na planéte. Zahŕňajú scenár „Die-Off“, scenár udržateľnosti, scenár „kolaps bez zmeny zdrojov“ a scenár „kolaps so zmenou zdrojov“. V Vymierať Populácia a stav planéty (napríklad priemerné teploty) sa veľmi rýchlo zvyšujú.
To by nakoniec viedlo k vrcholu populácie a potom k rýchlemu poklesu, pretože meniace sa podmienky na planéte sťažujú prežitie väčšiny obyvateľstva. Nakoniec by sa dosiahla stabilná úroveň populácie, ale bola by to iba zlomok toho, čo bola najvyššia populácia. Tento scenár sa vyskytuje, keď civilizácie nie sú ochotné alebo schopné sa zmeniť z zdrojov s vysokým dosahom (t. J. Ropa, uhlie, jasné) na udržateľné (obnoviteľná energia).
V udržateľnosť Podľa scenára rastú populačné aj planétové podmienky, ale nakoniec sa stávajú spolu so stabilnými hodnotami, čím sa predchádza katastrofickým následkom. Tento scenár nastane, keď si civilizácie uvedomia, že environmentálne zmeny ohrozujú ich existenciu a úspešne prechádzajú z vysoko účinných zdrojov na udržateľné.
Posledné dva scenáre - Zbaliť bez zmeny zdrojov a Zbaliť so zmenou zdrojov - líšia sa v jednom kľúčovom ohľade. V prvom prípade populácia aj teplota prudko stúpajú, až kým populácia nedosiahne vrchol a nezačne rýchlo klesať - nie je však jasné, či druh prežije sám. V druhom prípade populácia a teplota prudko stúpajú, ale populácie si uvedomujú nebezpečenstvo a spôsobujú prechod. Žiaľ, zmena prichádza príliš neskoro a napriek tomu sa populácia zrúti.
V súčasnosti nemôžu vedci s istotou povedať, ktorý z týchto osudov bude ľudstvo čeliť. Možno urobíme prechod skôr, ako bude neskoro, možno nie. Medzitým však Frank a jeho kolegovia dúfajú, že použijú podrobnejšie modely na predpovedanie toho, ako budú planéty reagovať na civilizácie a rôzne spôsoby, ako spotrebúvajú energiu a zdroje, aby mohli rásť.
Z tohto dôvodu môžu vedci spresniť svoje predpovede toho, čo nás v tomto a nasledujúcom storočí čaká. V tomto období dôjde k zásadným zmenám, ktoré zahŕňajú vyššie uvedený rast populácie a stály nárast teplôt. Napríklad na základe dvoch scenárov, ktoré merali zvýšenie CO2 do roku 2100, NASA uviedla, že globálne teploty sa môžu zvýšiť o 2,5 ° C (4,5 ° F) alebo 4,4 ° C (8 ° F).
V predchádzajúcom scenári, keď úrovne CO2 dosiahnu 550 ppm do roku 2100, by zmeny boli udržateľné. Ale v druhom prípade, keď úrovne CO2 dosiahli 800 ppm, by zmeny spôsobili rozsiahle narušenie systémov, od ktorých závisí miliardy ľudí z hľadiska ich obživy a prežitia. Horšie je, že život by sa v určitých oblastiach sveta stal neudržateľným, čo by viedlo k masívnym vysídleniam a humanitárnym krízam.
Táto štúdia ponúka okrem prípadného riešenia pre Fermi Paradox aj užitočné rady pre ľudí. Pri pohľade na civilizácie a planéty ako celok - či už ide o Zem alebo exoplanety - budú môcť vedci lepšie predpovedať, aké zmeny budú potrebné na prežitie ľudskej civilizácie. Ako varoval Frank, je absolútne nevyhnutné, aby sa ľudstvo teraz mobilizovalo, aby sa zabezpečilo, že tu najhorší scenár na Zemi nebude:
„Ak dostatočne zmeníte zemskú klímu, možno ju nebudete môcť zmeniť späť. Aj keď ste ustúpili a začali využívať solárne alebo iné menej pôsobivé zdroje, môže to byť príliš neskoro, pretože planéta sa už menila. Tieto modely ukazujú, že nemôžeme len myslieť na populáciu vyvíjajúcu sa samostatne. Musíme myslieť na to, že sa naše planéty a civilizácie vyvíjajú spoločne. “
Nezabudnite si toto video, ktoré sa venuje prieskumu prof. Franka a jeho tímu, so súhlasom University of Rochester:
