Nieuw onderzoek stelt een grote vraag: bestaat er zoiets als een duurzame beschaving, misschien een die ver buiten onze eigen melkweg ligt? Of zijn alle beschavingen gedoemd om zichzelf te vernietigen?

"Als we niet de eerste beschaving van het universum zijn, betekent dit dat er waarschijnlijk regels zullen zijn voor hoe het lot van een jonge beschaving zoals onze eigen vooruitgang verloopt."

In het licht van klimaatverandering, ontbossing en verlies van biodiversiteit is het creëren van een duurzame versie van de beschaving een van de meest urgente taken van de mensheid. Maar wanneer we deze immense uitdaging aangaan, vragen we zelden wat misschien wel de meest prangende vraag van allemaal is: hoe weten we of duurzaamheid zelfs mogelijk is?

Astronomen hebben een aanzienlijk deel van de sterren, sterrenstelsels, kometen en zwarte gaten van het universum geïnventariseerd. Maar zijn planeten met duurzame beschavingen ook iets dat het universum bevat? Of duurt elke beschaving die zich in de kosmos heeft voorgedaan maar een paar eeuwen voordat deze de klimaatverandering ondergaat die ze teweegbrengt?

Astrofysicus Adam Frank, hoogleraar fysica en astronomie aan de universiteit van Rochester, maakt deel uit van een groep onderzoekers die de eerste stappen hebben gezet om deze vragen te beantwoorden. In een nieuwe studie in het tijdschrift astrobiologie, de groep behandelt deze vragen vanuit een "astrobiologisch" perspectief.

"Astrobiologie is de studie van het leven en de mogelijkheden ervan in een planetaire context", zegt Frank, die ook auteur is van het nieuwe boek Light of the Stars: Alien Worlds and the Fate of the Earth (WW Norton, 2018),  die gebaseerd is op deze studie. "Dat omvat 'exo-beschavingen' of wat we meestal buitenaardse wezens noemen. '

Frank en zijn collega's wijzen erop dat discussies over klimaatverandering zelden plaatsvinden in deze bredere context - een die de waarschijnlijkheid beschouwt dat dit niet de eerste keer in de kosmische geschiedenis is dat een planeet en zijn biosfeer zijn geëvolueerd tot iets dat we hebben gecreëerd op aarde.

"Als we niet de eerste beschaving van het universum zijn," zegt Frank, "betekent dit dat er waarschijnlijk regels zullen zijn voor hoe het lot van een jonge beschaving als de onze voortschrijdt."

Vier scenario's

Naarmate de bevolking van een beschaving groeit, gebruikt het steeds meer hulpbronnen van de planeet. Door de hulpbronnen van de planeet te consumeren, verandert de beschaving de omstandigheden van de planeet. Kortom, beschavingen en planeten evolueren niet los van elkaar; ze evolueren onderling afhankelijk en het lot van onze eigen beschaving hangt af van hoe we de hulpbronnen van de aarde gebruiken.

Om te illustreren hoe civilisatie-planeetsystemen mede-evolueren, ontwikkelden Frank en zijn medewerkers een wiskundig model om te laten zien hoe een technologisch geavanceerde populatie en zijn planeet zich samen kunnen ontwikkelen. Door te denken aan beschavingen en planeten - zelfs buitenaardse - kunnen onderzoekers als geheel beter voorspellen wat er nodig is om het menselijke project van de beschaving te overleven.

"Het gaat erom te erkennen dat het aandrijven van klimaatverandering iets generieks kan zijn," zegt Frank. "De wetten van de natuurkunde vereisen dat elke jonge bevolking, die een energie-intensieve beschaving als de onze bouwt, feedback krijgt op zijn planeet. Het zien van klimaatverandering in deze kosmische context kan ons beter inzicht geven in wat er nu met ons gebeurt en hoe we daarmee omgaan. "

Met behulp van hun wiskundig model vonden de onderzoekers vier potentiële scenario's die zouden kunnen optreden in een beschavingsplaneet-systeem:

1. Die-off: De bevolking en de toestand van de planeet (aangegeven door iets als de gemiddelde temperatuur) stijgen erg snel. Uiteindelijk piekt de bevolking en neemt vervolgens snel af naarmate de stijgende planetaire temperatuur het moeilijker maakt om te overleven. Een stabiel bevolkingsniveau wordt bereikt, maar het is slechts een fractie van de piekpopulatie. "Stel je voor dat 7 van 10-mensen waarvan je wist dat ze snel stierven", zegt Frank. "Het is niet duidelijk dat een complexe technologische beschaving dat soort veranderingen kan overleven."

2. duurzaamheid: De bevolking en de temperatuurstijging maar uiteindelijk komen beide tot vaste waarden zonder catastrofale effecten. Dit scenario vindt plaats in de modellen wanneer de populatie erkent dat het een negatief effect heeft op de planeet en overschakelt van het gebruik van high-impact middelen, zoals olie, naar low-impact bronnen, zoals zonne-energie.

3. Samenvouwen zonder wijziging van bron: De bevolking en temperatuur stijgen beide snel tot de bevolking een piek bereikt en valt plotseling. In deze modellen stort de beschaving in, hoewel het niet duidelijk is of de soort zelf volledig uitsterft.

4. Samenvouwen met wijziging van bron: De bevolking en de temperatuurstijging, maar de bevolking erkent dat het een probleem veroorzaakt en schakelt van high-impact middelen naar low-impact middelen. De zaken lijken een tijdje af te vlakken, maar het antwoord blijkt te laat te zijn gekomen en de bevolking stort sowieso in.

"Het laatste scenario is het meest beangstigend", zegt Frank. "Zelfs als je het juiste deed, als je te lang wachtte, kon je je bevolking toch laten instorten."

Kijkend naar Paaseiland

De onderzoekers creëerden hun modellen deels op basis van casestudy's van uitgestorven beschavingen, zoals de bewoners van Paaseiland. Mensen koloniseerden het eiland tussen 400 en 700 CE en groeiden uit tot een piekpopulatie van 10,000 ergens tussen 1200 en 1500 CE. In de 18e eeuw hadden de inwoners echter hun bronnen uitgeput en daalde de bevolking drastisch naar ongeveer 2,000-mensen.

De afsterving van de Paaseiland heeft betrekking op een concept dat draagvermogen wordt genoemd, of het maximale aantal soorten dat een omgeving kan ondersteunen. Het antwoord van de aarde op beschavingsopbouw is waar klimaatverandering echt om draait, zegt Frank.

"Als je echt een sterke klimaatverandering doormaakt, kan je laadvermogen dalen, omdat bijvoorbeeld grootschalige landbouw sterk kan worden verstoord. Stel je voor dat de klimaatverandering ertoe heeft geleid dat de regen niet meer in het Midwesten valt. We zouden geen voedsel kunnen verbouwen en onze bevolking zou afnemen. "

Op dit moment kunnen onderzoekers het lot van de aarde niet definitief voorspellen. De volgende stappen zullen zijn om meer gedetailleerde modellen te gebruiken van de manieren waarop planeten zich kunnen gedragen wanneer een beschaving energie van welke vorm dan ook verbruikt om te groeien. In de tussentijd geeft Frank een nuchtere waarschuwing af.

"Als je het klimaat op aarde genoeg verandert, kun je het misschien niet meer veranderen", zegt hij. "Zelfs als je een back-up hebt gemaakt en bent begonnen met het gebruik van zonne-energie of andere minder krachtige bronnen, kan het te laat zijn omdat de planeet al aan het veranderen is. Deze modellen laten zien dat we niet alleen kunnen denken aan een populatie die op zichzelf evolueert. We moeten nadenken over onze co-evoluerende planeten en beschavingen. "

Bron: University of Rochester

Boeken door Adam Frank

at InnerSelf Market en Amazon