בשנות החמישים הציג הפיזיקאי הידוע אנריקו פרמי את השאלה שהקיפה את אחת השאלות הקשות ביותר בחיפוש אחר מודיעין חוץ-ארצי (SETI): "איפה לעזאזל כולם?" כוונתו הייתה, בהתחשב בעידן היקום (13.8 מיליארד שנה), המספר העצום של הגלקסיות (בין טריליון ל -2 טריליון), ומספר כוכבי הלכת הכולל, מדוע האנושות עדיין לא מצאה עדות לאינטליגנציה חוץ-ארצית?
שאלה זו, שכונתה "פרדוקס פרמי", היא משהו שמדענים ממשיכים להרהר בו. במחקר חדש, צוות מאוניברסיטת רוצ'סטר סבר שאולי שינוי האקלים הוא הסיבה לכך. הם השתמשו במודל מתמטי המבוסס על האנתרופוקן, הם שקלו כיצד תרבויות ומערכות כדור הארץ מתפתחות יחד והאם מינים חכמים מסוגלים לחיות קיימות עם סביבתם.
המחקר, שכותרתו "האנתרופוקן הכללי: התפתחות התרבויות החוץ-משמעיות ומשובם הפלנטרי", הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי אסטרוביולוגיה. את המחקר הוביל אדם פרנק, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת רוצ'סטר, בסיוע ג'ונתן קרול-ננלבק (מדען חישובי בכיר ברוצ'סטר) מרינה אלברטי מאוניברסיטת וושינגטון ואקסל קליידון מהמקסימום מכון פלאנק לביוגאוכימיה.
שינוי האקלים הוא אחד הנושאים הדוחקים ביותר העומדים בפני האנושות. הודות לשינויים שחלו במאות האחרונות - כלומר המהפכה התעשייתית, גידול האוכלוסייה, צמיחת מרכזים עירוניים והסתמכות על דלקים מאובנים - בני האדם השפיעו משמעותית על כדור הארץ. למעשה, גיאולוגים רבים מתייחסים לעידן הנוכחי כ"אנתרופוקן "מכיוון שהאנושות הפכה לגורם היחיד הגדול ביותר המשפיע על ההתפתחות הפלנטרית.
בעתיד, אוכלוסיות צפויות לגדול עוד יותר ולהגיע לכ -10 מיליארד באמצע המאה ולמעלה מ -11 מיליארד עד שנת 2100. באותה תקופה, מספר האנשים שגרים במרכזים עירוניים יגדל גם הוא באופן דרמטי, יגדל מ -54% ל 66% באמצע המאה. כיוון שכך, השאלה כיצד מיליארדי אנשים יכולים לחיות בר-קיימא הפכה להיות חשובה יותר ויותר.
פרופ 'פרנק, שהוא גם מחבר הספר החדש אור הכוכבים: עולמות חייזרים וגורל כדור הארץ (המסתמך על מחקר זה), ערך מחקר זה עם עמיתיו במטרה לטפל בסוגיית שינויי אקלים בהקשר אסטרוביולוגי. כפי שהסביר בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת רוצ'סטר:
"אסטרוביולוגיה היא חקר החיים והאפשרויות שלהם בהקשר פלנטרי. זה כולל 'תרבויות חיצוניות' או מה שאנחנו מכנים בדרך כלל חייזרים. אם איננו התרבות הראשונה של היקום, פירוש הדבר שסביר שיהיו כללים כיצד מתקדם גורלה של תרבות צעירה כמו שלנו. "
באמצעות האנתרופוקן כדוגמה, ניתן לראות כיצד מערכות התרבות-פלנטה מתפתחות יחד, וכיצד תרבות יכולה לסכן את עצמה באמצעות צמיחה והתפשטות - במה שמכונה "מלכודת התקדמות". בעיקרון, ככל שהציוויליזציות גדלות, הם צורכים יותר משאבי כדור הארץ, מה שגורם לשינויים בתנאי כדור הארץ. במובן זה, גורלה של ציוויליזציה מסתכם באופן בו הם משתמשים במשאבי הפלנטה שלהם.
כדי להמחיש את התהליך הזה פרנק ושותפיו פיתחו מודל מתמטי הרואה תרבויות וכוכבי לכת בכללותם. כפי שהסביר פרופ 'פרנק:
"העניין הוא להכיר בכך שהנהגת שינויי אקלים עשויה להיות משהו כללי. חוקי הפיזיקה דורשים שכל אוכלוסיה צעירה, שתבנה תרבות עתירת אנרגיה כמו שלנו, תקבל משוב על כדור הארץ שלה. ראיית שינויי אקלים בהקשר קוסמי זה עשויה לתת לנו תובנה טובה יותר על מה שקורה לנו עכשיו ואיך להתמודד עם זה. "
המודל התבסס גם על מחקרי מקרה של תרבויות נכחדות, שכללו את הדוגמה המפורסמת למה שהפך לתושבי ראפה נוי (aka אי הפסחא). על פי מחקרים ארכיאולוגיים, תושבי דרום האוקיאנוס השקט החלו להתיישב באי זה בין 400 ל -700 לספירה ואוכלוסייתו הגיעה לשיא 10,000 אי שם בין 1200 ל 1500 לספירה.
עם זאת, עד המאה ה -18 התושבים התייאשו ממשאביהם והאוכלוסייה ירדה לשנת 2000 בלבד. דוגמה זו מעלה את התפיסה החשובה המכונה "יכולת נשיאה", שהיא המספר המקסימלי של מינים שסביבה יכולה לתמוך בה. כפי שהסביר פרנק, שינוי האקלים הוא בעצם האופן בו כדור הארץ מגיב להרחבת התרבות שלנו:
"אם אתה עובר שינויי אקלים חזקים באמת, יכולת הנשיאה שלך עשויה לרדת, מכיוון, למשל, חקלאות בקנה מידה גדול עלולה להיות משבשת מאוד. תאר לעצמך אם שינוי האקלים גרם לגשם להפסיק לרדת במערב התיכון. לא נוכל לגדל אוכל, והאוכלוסייה שלנו תקטן. "
באמצעות המודל המתמטי שלהם, הצוות זיהה ארבעה תרחישים פוטנציאליים שעלולים להתרחש על פני כדור הארץ. אלה כוללים את תרחיש ה- Die-Off, את תרחיש הקיימות, את התרחיש התמוטט ללא שינוי משאבים ואת התרחיש של התמוטט עם משאבים. בתוך ה Die-Off התרחיש, האוכלוסייה ומדינת כדור הארץ (למשל, טמפרטורות ממוצעות) עולות במהירות רבה.
זה יוביל בסופו של דבר לשיא אוכלוסייה ואז לירידה מהירה מכיוון שתנאים פלנטריים משתנים מקשים על רוב האוכלוסייה לשרוד. בסופו של דבר תושג רמת אוכלוסיה קבועה, אך זה יהיה רק חלק מהשיעור שאוכלוסיית השיא הייתה. תרחיש זה מתרחש כאשר תרבויות אינן מוכנות או אינן יכולות לשנות ממשאבים בעלי השפעה גבוהה (כלומר נפט, פחם, חיתוך ברור) לאנשים ברת קיימא (אנרגיה מתחדשת).
בתוך ה קיימות התרחיש, האוכלוסייה ותנאי הפלנטה עולים, אך בסופו של דבר מתייצבים עם ערכים קבועים, ובכך נמנעים מהשפעות קטסטרופליות. תרחיש זה מתרחש כאשר תרבויות מכירות בכך ששינויים סביבתיים מאיימים על קיומם ועושים בהצלחה את המעבר ממשאבים בעלי השפעה גבוהה למשפחות בר-קיימא.
שני התרחישים האחרונים - כווץ ללא שינוי משאבים ו כווץ עם שינוי משאבים - נבדלים זה מזה בכבוד מפתח אחד. אצל הראשונה האוכלוסייה והטמפרטורה עולים במהירות עד שהאוכלוסייה מגיעה לשיא ומתחילה לרדת במהירות - אם כי לא ברור אם המין עצמו שורד. באחרון האוכלוסייה והטמפרטורה עולים במהירות, אך האוכלוסיות מכירות בסכנה ועושות את המעבר. למרבה הצער, השינוי מאוחר מדי והאוכלוסייה ממוטטת בכל מקרה.
נכון לעכשיו, מדענים לא יכולים לומר בביטחון מי מהגורל הזה יהיה זה שעומדת בפני האנושות. אולי נעשה את המעבר לפני שיהיה מאוחר מדי, אולי לא. אך בינתיים, פרנק ועמיתיו מקווים להשתמש במודלים מפורטים יותר כדי לחזות כיצד כוכבי לכת יגיבו לתרבויות והדרכים השונות בהן הם צורכים אנרגיה ומשאבים כדי לצמוח.
מכאן, יתכן שמדענים יוכלו לשכלל את תחזיותיהם לגבי הצפוי לנו במאה הבאה. בתקופה זו יתקיימו שינויים מכריעים הכוללים את גידול האוכלוסייה הנ"ל והעלייה המתמדת בטמפרטורות. לדוגמה, על סמך שני תרחישים שמדדו עלייה של CO2 עד שנת 2100, נאס"א ציינה כי הטמפרטורות העולמיות יכולות לעלות ב -2.5 מעלות צלזיוס או 4.4 מעלות צלזיוס.
בתרחיש הקודם, בו רמות CO2 הגיעו ל 550 ppm עד 2100, השינויים יהיו בר קיימא. אולם בתרחיש האחרון, בו רמות ה- CO2 הגיעו ל -800 עמודים לדקה, השינויים יגרמו לשיבוש נרחב במערכות שמיליארדי בני אדם תלויים בהן לפרנסתן ולהישרדותן. גרוע מכך, החיים יהפכו לבלתי נסבלים באזורים מסוימים בעולם, ויובילו לעקירה מאסיבית ומשברים הומניטריים.
בנוסף להצעת רזולוציה אפשרית לפרדוקס פרמי, מחקר זה מציע עצות מועילות לבני אדם. על ידי מחשבה על תרבויות וכוכבי לכת בכללותה - בין אם מדובר בכדור הארץ או באקספלנטות - החוקרים יוכלו לחזות טוב יותר אילו שינויים יהיו נחוצים כדי שהציוויליזציה האנושית תשרוד. כפי שפרנק הזהיר, חיוני לחלוטין שהאנושות תתגייס כעת בכדי להבטיח שהתרחיש הגרוע ביותר לא יתרחש כאן על פני כדור הארץ:
"אם תשנה את האקלים בכדור הארץ מספיק, ייתכן שלא תוכל לשנות אותו בחזרה. גם אם תתמוגגת ותתחיל להשתמש במשאבים סולאריים או אחרים פחות משפיעים פחות, זה יכול להיות מאוחר מדי, מכיוון שכוכב הלכת כבר השתנה. המודלים הללו מראים שאנחנו לא יכולים רק לחשוב על אוכלוסיה שמתפתחת מעצמה. עלינו לחשוב על כוכבי הלכת והציוויליזציות שלנו שמתפתחים יחד. "
וודא שאתה נהנה מהסרטון הזה שמתייחס למחקר של פרופ 'פרנק וצוותו באדיבות אוניברסיטת רוצ'סטר:
