V 50. letech 20. století položil známý fyzik Enrico Fermi otázku, která zapouzdřila jednu z nejtěžších otázek v Hledání mimozemské inteligence (SETI): „Kde je sakra všichni?“ Co tím myslel bylo, vzhledem k věku vesmíru (13,8 miliard let), pouhému počtu galaxií (mezi 1 a 2 biliony) a celkovému počtu planet, proč lidstvo stále nenašlo důkazy mimozemské inteligence?
Tato otázka, která se stala známou jako „Fermi Paradox“, je něco, co vědci stále přemýšlejí. V nové studii se tým z University of Rochester domníval, že důvodem je možná změna klimatu. Na základě matematického modelu založeného na antropocenu uvažovali o tom, jak se vyvíjejí civilizace a planetární systémy a zda jsou inteligentní druhy schopné žít udržitelností se svým prostředím.
Studie s názvem „Generalizovaný antropocen: evoluce exo-civilizací a jejich planetární zpětná vazba“ se nedávno objevila ve vědeckém časopise Astrobiologie. Studii vedl Adam Frank, profesor fyziky a astronomie na University of Rochester, s pomocí Jonathana Carrolla-Nellenbacka (vedoucího výpočetního vědce v Rochesteru) Marina Alberti z Washingtonské univerzity a Axela Kleidona z Maxe Planckův ústav pro biogeochemii.
Dnes je změna klimatu jedním z nejnaléhavějších problémů, kterým lidstvo čelí. Díky změnám, ke kterým došlo v posledních několika stoletích - tj. Průmyslové revoluci, populačnímu růstu, růstu městských center a závislosti na fosilních palivech - měli lidé na planetu významný dopad. Ve skutečnosti mnozí geologové odkazují na současnou éru jako na „antropocen“, protože lidstvo se stalo jediným největším faktorem ovlivňujícím vývoj planet.
Očekává se, že v budoucnu počet obyvatel poroste ještě více a do poloviny století dosáhne přibližně 10 miliard a do roku 2100 přes 11 miliard. V této době se dramaticky zvýší také počet lidí, kteří žijí v městských centrech, z 54% na 66% do poloviny století. Proto se otázka, jak mohou miliardy lidí udržitelně žít, stala stále důležitější.
Frank, který je také autorem nové knihy Světlo hvězd: Mimozemské světy a osud Země (který čerpá z této studie), provedl tuto studii se svými kolegy za účelem řešení problému Změna klimatu v astrobiologickém kontextu. Jak vysvětlil v tiskové zprávě University of Rochester:
„Astrobiologie je studium života a jeho možností v planetárním kontextu. To zahrnuje „exo-civilizace“ nebo to, co obvykle nazýváme mimozemšťany. Pokud nejsme první civilizací vesmíru, znamená to, že budou pravděpodobně existovat pravidla, jak bude osud mladé civilizace, jako je naše vlastní, postupovat. “
Na příkladu antropocenu lze vidět, jak se systémy civilizace-planeta společně vyvíjejí a jak se může civilizace ohrozit růstem a expanzí - v takzvané „pasci pokroku“. V podstatě, jak civilizace rostou, spotřebovávají více zdrojů planety, což způsobuje změny v podmínkách planety. V tomto smyslu osud civilizace sestupuje na to, jak využívají zdroje své planety.
Pro ilustraci tohoto procesu Frank a jeho spolupracovníci vyvinuli matematický model, který bere v úvahu civilizace a planety jako celek. Jak vysvětlil prof. Frank:
„Jde o to uznat, že řízení změny klimatu může být něco obecného. Fyzikální zákony vyžadují, aby každá mladá populace, která buduje energeticky náročnou civilizaci, jako je ta naše, měla na své planetě zpětnou vazbu. Vidění změny klimatu v tomto kosmickém kontextu nám může poskytnout lepší představu o tom, co se s námi nyní děje, a jak se s tím vypořádat. “
Model byl také založen na případových studiích zaniklých civilizací, které zahrnovaly slavný příklad toho, co se stalo obyvatelům Rapa Nui (aka. Velikonoční ostrov). Podle archeologických studií začali obyvatelé jižního Pacifiku kolonizovat tento ostrov mezi 400 a 700 nl a jeho populace dosáhla vrcholu 10 000 někdy mezi 1200 a 1500 nl.
Do 18. století však obyvatelé vyčerpali své zdroje a počet obyvatel klesl na pouhých 2000. Tento příklad představuje důležitý koncept známý jako „nosnost“, což je maximální počet druhů, které může životní prostředí podporovat. Jak Frank vysvětlil, změna klimatu je v podstatě tím, jak Země reaguje na expanzi naší civilizace:
"Pokud projdete opravdu silnou změnou klimatu, může se vaše únosnost snížit, protože například může být silně narušeno zemědělství ve velkém." Představte si, že změna klimatu způsobila, že na Středozápadě přestal pršet. Nedokázali bychom pěstovat jídlo a naše populace by se snížila. “
Pomocí matematického modelu tým identifikoval čtyři možné scénáře, které by se mohly na planetě vyskytnout. Patří sem scénář „Die-Off“, scénář udržitelnosti, scénář „Sbalit bez změny zdroje“ a scénář „Sbalit se s prostředkem“. V Vymírat Podle scénáře populace a stav planety (například průměrné teploty) rostou velmi rychle.
To by nakonec vedlo k vrcholu populace a pak k rychlému poklesu, protože měnící se planetární podmínky ztěžují přežití většiny populace. Nakonec by bylo dosaženo stabilní úrovně populace, ale byla by to jen zlomek toho, co byla maximální populace. Tento scénář nastává, když civilizace nejsou ochotny nebo se nemohou změnit z vysoce dopadajících zdrojů (tj. Ropa, uhlí, jasné řezy) na udržitelné (obnovitelná energie).
V Udržitelnost Podle scénáře se populace i planetární podmínky zvyšují, ale nakonec se setkávají se stabilními hodnotami, čímž se vyhýbají jakýmkoli katastrofickým účinkům. Tento scénář nastane, když si civilizace uvědomí, že environmentální změny ohrožují jejich existenci a úspěšně provedou přechod od vysoce účinných zdrojů k udržitelným.
Poslední dva scénáře - Sbalit bez změny zdroje a Sbalit se změnou zdroje - liší se v jednom klíčových ohledech. V prvním případě populace i teplota rychle rostou, dokud populace nedosáhne vrcholu a nezačne rychle klesat - ačkoli není jasné, zda druh sám přežije. V druhém případě populace a teplota rychle rostou, ale populace rozpoznávají nebezpečí a způsobují přechod. Tato změna bohužel přichází příliš pozdě a populace se přesto zhroutí.
V současné době vědci nemohou s jistotou říci, který z těchto osudů bude ten, kterému bude lidstvo čelit. Možná uděláme přechod dříve, než bude příliš pozdě, možná ne. Mezitím však Frank a jeho kolegové doufají, že budou používat podrobnější modely k předpovídání toho, jak budou planety reagovat na civilizace a na různé způsoby spotřeby energie a zdrojů, aby mohly růst.
Z toho mohou vědci upřesnit své předpovědi toho, co nás v tomto a příštím století čeká. Během této doby dojde k zásadním změnám, které zahrnují výše uvedený růst populace a stálý nárůst teplot. Například na základě dvou scénářů, které měřily zvýšení CO2 do roku 2100, NASA naznačila, že globální teploty by mohly vzrůst buď o 2,5 ° C (4,5 ° F) nebo 4,4 ° C (8 ° F).
V předchozím scénáři, kdy úrovně CO2 dosáhly 550 ppm do roku 2100, by změny byly udržitelné. Ve druhém případě, kdy úrovně emisí CO2 dosáhly 800 ppm, by však změny způsobily rozsáhlé narušení systémů, na nichž závisí miliardy lidí z hlediska jejich obživy a přežití. Horší než to, život by se v některých oblastech světa stal neudržitelným, což by vedlo k masivním vysídlením a humanitárním krizím.
Tato studie nabízí kromě řešení možného řešení pro Fermi Paradox i užitečné rady pro lidi. Když pomyslíme na civilizace a planety jako celek - ať už jde o Zemi nebo exoplanety -, budou vědci schopni lépe předpovídat, jaké změny budou nutné k přežití lidské civilizace. Jak Frank varoval, je naprosto nezbytné, aby se lidstvo nyní mobilizovalo, aby zajistilo, že se nejhorší scénář na Zemi neobjeví:
"Pokud dostatečně změníte zemské klima, možná ho nebudete moci změnit zpět." I kdybyste ustoupili a začali využívat sluneční nebo jiné méně působivé zdroje, mohlo by to být příliš pozdě, protože planeta se již měnila. Tyto modely ukazují, že nemůžeme jen myslet na populaci vyvíjející se samostatně. Musíme přemýšlet o společném vývoji našich planet a civilizací. “
A nezapomeňte si toto video, které se zabývá výzkumem prof. Franka a jeho týmu, se svolením University of Rochester:
