Dešimtajame dešimtmetyje garsus fizikas Enrico Fermi uždavė klausimą, įtraukiantį vieną sunkiausių klausimų, ieškant Nežemiškos žvalgybos (SETI): „Kur čia visi?“ Turėdamas omenyje Visatos amžių (13,8 milijardo metų), didžiulį galaktikų skaičių (nuo 1 iki 2 trilijonų) ir bendrą planetų skaičių, kodėl jis turėjo omenyje, kodėl žmonija vis dar nerado nežemiškos intelekto įrodymų?
Šis klausimas, kuris tapo žinomas kaip „Fermi paradoksas“, yra tas, kurį mokslininkai toliau svarsto. Atlikdama naują tyrimą, Ročesterio universiteto komanda svarstė, kad galbūt priežastis yra klimato pokyčiai. Naudodamiesi antropoceno pagrindu sukurtu matematiniu modeliu, jie įvertino, kaip civilizacijos ir planetų sistemos vystosi kartu ir ar intelektualios rūšys yra pajėgios gyventi tvariai su savo aplinka.
Tyrimas, pavadintas „Antropoceno apibendrinimas: egzo-civilizacijų evoliucija ir jų grįžtamasis ryšys planetoje“, neseniai pasirodė moksliniame žurnale Astrobiologija. Tyrimui vadovavo Ročesterio universiteto fizikos ir astronomijos profesorius Adamas Frankas, padedamas Jonathano Carroll-Nellenback (vyresnysis skaičiavimo mokslininkas Ročesteryje) Marinos Alberti iš Vašingtono universiteto ir Axelio Kleidono iš „Max“ Plancko biogeochemijos institutas.
Šiandien klimato kaita yra viena aktualiausių žmonijos problemų. Dėl per pastaruosius kelis šimtmečius įvykusių pokyčių - t. Y. Pramonės revoliucija, gyventojų skaičiaus augimas, miesto centrų augimas ir priklausomybė nuo iškastinio kuro - žmonės padarė didelę įtaką planetai. Tiesą sakant, daugelis geologų dabartinę erą vadina „antropocenu“, nes žmonija tapo vieninteliu didžiausiu planetos evoliucijos veiksniu.
Ateityje tikimasi, kad populiacija augs dar daugiau - iki amžiaus vidurio ji sieks apie 10 milijardų, o iki 2100 - daugiau nei 11 milijardų. Per tą laiką dramatiškai išaugs ir žmonių, gyvenančių miesto centruose, skaičius - nuo 54% iki Iki amžiaus vidurio - 66 proc. Iš esmės vis svarbesnis tampa klausimas, kaip milijardai žmonių gali gyventi tvariai.
Prof. Frankas, kuris yra ir naujos knygos autorius Žvaigždžių šviesa: svetimi pasauliai ir žemės likimas (kuris remiasi šiuo tyrimu) atliko šį tyrimą su savo kolegomis siekdamas išspręsti klimato kaitos problemą astrobiologiniame kontekste. Kaip jis paaiškino Ročesterio universiteto pranešime spaudai:
„Astrobiologija yra gyvenimo ir jo galimybių tyrimas planetų kontekste. Tai apima „egzocivilizacijas“ arba tai, ką mes paprastai vadiname ateiviais. Jei nesame pirmoji Visatos civilizacija, tai reiškia, kad greičiausiai bus taisyklės, kaip progresuoja tokios jaunos civilizacijos likimas, kaip mūsų pačių. “
Kaip antropoceno pavyzdį galima pamatyti, kaip civilizacijos ir planetos sistemos vystosi kartu ir kaip civilizacija gali kelti sau pavojų dėl augimo ir plėtimosi - vadinamoje „progreso spąstais“. Iš esmės, augant civilizacijoms, jos sunaudoja daugiau planetos išteklių, todėl keičiasi planetos sąlygos. Šia prasme civilizacijos likimas nulemia tai, kaip jos naudojasi savo planetos ištekliais.
Norėdami parodyti šį procesą, Frankas ir jo bendradarbiai sukūrė matematinį modelį, kuriame nagrinėjamos civilizacijos ir planetos kaip visuma. Kaip paaiškino prof. Frankas:
„Esmė yra pripažinti, kad klimato pokyčių skatinimas gali būti kažkas bendro. Fizikos įstatymai reikalauja, kad bet kuris jaunas gyventojas, kuriantis daug energijos reikalaujančią civilizaciją, tokią kaip mūsų, turėtų gauti atsiliepimų apie savo planetą. Pamatę klimato pokyčius šiame kosminiame kontekste, galime geriau suprasti, kas su mumis vyksta dabar ir kaip su juo kovoti. “
Šis modelis taip pat buvo paremtas išnykusių civilizacijų atvejų tyrimais, į kuriuos buvo įtrauktas garsusis Rapa Nui (dar žinomas kaip Velykų sala) gyventojų pavyzdys. Remiantis archeologiniais tyrimais, pietinio Ramiojo vandenyno gyventojai kolonizavo šią salą nuo 400 iki 700 rytų, o jos populiacija pasiekė aukščiausią ribą - 10 000, kažkada tarp 1200 ir 1500 rytų.
Tačiau iki 18 amžiaus gyventojai išnaudojo savo išteklius, o gyventojų skaičius sumažėjo tik iki 2000 metų. Šis pavyzdys iškelia svarbią sąvoką, vadinamą „laikomąja geba“, kuri yra didžiausias rūšių, kurias aplinka gali palaikyti, skaičius. Kaip paaiškino Frankas, klimato pokyčiai iš esmės yra tai, kaip Žemė reaguoja į mūsų civilizacijos plėtrą:
„Jei išgyventumėte išties stiprius klimato pokyčius, jūsų laikomosios gali sumažėti, nes, pavyzdžiui, gali būti smarkiai sutrikdytas didelio masto žemės ūkis. Įsivaizduokite, jei dėl klimato pokyčių lietus nustotų kristi vidurio vakaruose. Mes negalėtume užauginti maisto, o mūsų gyventojų skaičius sumažėtų. “
Naudodama savo matematinį modelį, komanda nustatė keturis galimus scenarijus, kurie gali įvykti planetoje. Tai apima „Nutraukimo“ scenarijų, Tvarumo scenarijų, „Žlugimo be išteklių pakeitimo“ scenarijų ir „Žlugti naudojant išteklius“ scenarijų. Viduje konors Išmirti scenarijus, gyventojų skaičius ir planetos būklė (pavyzdžiui, vidutinė temperatūra) labai greitai kyla.
Tai ilgainiui lems piką populiacijoje, o po to greitą mažėjimą, nes dėl besikeičiančių planetų sąlygų daugumai gyventojų tampa sunkiau išgyventi. Galų gale būtų pasiektas stabilus gyventojų skaičius, tačiau tai bus tik maža dalis to, kas buvo didžiausias gyventojų skaičius. Šis scenarijus įvyksta, kai civilizacijos nenori ar negali pakeisti didelio poveikio išteklius (t. Y. Naftą, anglį, plynųjų kirtimų) į tvarius (atsinaujinanti energija).
Viduje konors Tvarumas scenarijuje, tiek gyventojų skaičius, tiek planetų sąlygos didėja, tačiau ilgainiui susitaiko su pastoviomis vertybėmis ir taip išvengiama bet kokio katastrofiško poveikio. Šis scenarijus įvyksta tada, kai civilizacijos pripažįsta, kad aplinkos pokyčiai kelia grėsmę jų egzistavimui, ir sėkmingai pereina nuo didelio poveikio išteklių prie tvarių.
Paskutiniai du scenarijai - Žlugti nekeičiant išteklių ir Žlugti pakeitus išteklius - skiriasi viena esmine prasme. Pirmajame, populiacija ir temperatūra greitai kyla, kol populiacija pasiekia piką ir pradeda sparčiai mažėti - nors neaišku, ar pati rūšis išgyvens. Pastarojoje populiacija ir temperatūra greitai kyla, tačiau populiacijos supranta pavojų ir pereina. Deja, pokyčiai ateina per vėlai ir vis tiek gyventojų skaičius žlunga.
Šiuo metu mokslininkai negali užtikrintai pasakyti, su kuria iš šių likimų susidurs žmonija. Galbūt pereisime, kol dar nevėlu, galbūt ne. Tuo tarpu Frankas ir jo kolegos tikisi panaudoti išsamesnius modelius, kad nuspėtų, kaip planetos reaguos į civilizacijas ir skirtingus energijos ir išteklių sunaudojimo būdus, kad galėtų augti.
Remdamiesi tuo, mokslininkai gali patikslinti savo prognozes, kas mūsų laukia šiame ir kitame šimtmečiuose. Būtent per tą laiką įvyks esminiai pokyčiai, įskaitant minėtą gyventojų skaičiaus augimą ir nuolatinį temperatūros kilimą. Pavyzdžiui, remdamasi dviem scenarijais, pagal kuriuos išmatuotas CO2 padidėjimas iki 2100 m., NASA nurodė, kad temperatūra visame pasaulyje gali pakilti 2,5 ° C (4,5 ° F) arba 4,4 ° C (8 ° F).
Ankstesniame scenarijuje, kai CO2 lygis iki 2100 m. Pasiekė 550 ppm, pokyčiai būtų tvarūs. Bet pagal pastarąjį scenarijų, kai CO2 lygis siekė 800 ppm, pokyčiai sukeltų platų sutrikimą sistemose, nuo kurių milijardai žmonių priklauso nuo jų pragyvenimo ir išgyvenimo. Dar blogiau, kad tam tikrose pasaulio vietose gyvenimas taptų nebeįmanoma, o tai leistų patirti masinį perėjimą ir sukelti humanitarines krizes.
Šis tyrimas ne tik siūlo galimą „Fermi Paradox“ rezoliuciją, bet ir pateikia naudingų patarimų žmonėms. Mąstydami apie civilizacijas ir visas planetas - ar tai būtų Žemė, ar egzoplanetos - tyrėjai galės geriau numatyti, kokių pokyčių reikės žmogaus civilizacijai išgyventi. Kaip perspėjo Frankas, labai svarbu, kad žmonija mobilizuotųsi dabar, kad užtikrintų, jog blogiausias scenarijus neįvyks čia, Žemėje:
„Jei pakankamai pakeisite žemės klimatą, jūs negalėsite to pakeisti. Net jei atsilikote ir pradėjote naudoti saulės ar kitus mažiau paveikius išteklius, gali būti per vėlu, nes planeta jau keičiasi. Šie modeliai rodo, kad negalime galvoti tik apie savarankiškai besivystančią populiaciją. Turime galvoti apie mūsų planetų ir civilizacijų vystymąsi. “
Ir būtinai mėgaukitės šiuo vaizdo įrašu, kuriame aptariami profesoriaus Franko ir jo komandos tyrimai, sutikus su Ročesterio universitetu:
