Инопланетный апокалипсис: может ли какая-либо цивилизация пережить изменение климата?

Университет Рочестера

Кредит: университет Рочестера / Мэтью Манн

В условиях изменения климата, обезлесения и утраты биоразнообразия создание устойчивой версии цивилизации является одной из самых неотложных задач человечества. Но когда мы сталкиваемся с этой огромной проблемой, мы редко задаемся вопросом, который может быть самым насущным из всех: как мы узнаем, возможно ли вообще устойчивое развитие? Астрономы провели инвентаризацию значительной доли звезд, галактик, комет и черных дыр во Вселенной. Но являются ли планеты с устойчивыми цивилизациями также чем-то, что содержит Вселенная? Или каждая цивилизация, которая могла возникнуть в космосе, продержится всего несколько столетий, прежде чем она упадет до вызванного ею изменения климата?

Астрофизик Адам Франк, профессор физики и астрономии в Университете Рочестера, является частью группы исследователей, которые предприняли первые шаги, чтобы ответить на эти вопросы. В новом исследовании, опубликованном в журнале Астробиология группа-включая Фрэнка, Джонатана Кэрролла-Нелленбека, старшего вычислительного ученого в Рочестере, Марину Альберти из Вашингтонского университета и Акселя Клейдона из Института биогеохимии Макса Планка-рассматривает эти вопросы с «астробиологической» точки зрения.

«Астробиология-это изучение жизни и ее возможностей в планетарном контексте», — говорит Фрэнк, который также является автором новой книги «Свет звезд: чужие миры и судьба Земли», которая опирается на это исследование. — Это включает в себя «экзоцивилизации» или то, что мы обычно называем инопланетянами.»

Фрэнк и его коллеги отмечают, что дискуссии об изменении климата редко происходят в таком более широком контексте,который учитывает вероятность того, что это не первый случай в космической истории, когда планета и ее биосфера эволюционировали в нечто подобное тому, что мы создали на Земле. — Если мы не являемся первой цивилизацией во Вселенной, — говорит Фрэнк, — это означает, что, скорее всего, существуют правила, определяющие, как будет развиваться судьба молодой цивилизации, подобной нашей.»

По мере роста населения цивилизации она использует все больше и больше ресурсов своей планеты. Потребляя ресурсы планеты, цивилизация изменяет ее условия. Короче говоря, цивилизации и планеты не развиваются отдельно друг от друга; они развиваются взаимозависимо, и судьба нашей собственной цивилизации зависит от того, как мы используем ресурсы Земли.

Чтобы проиллюстрировать, как системы цивилизация-планета сосуществуют, Фрэнк и его коллеги разработали математическую модель, показывающую, как технологически продвинутое население и его планета могут развиваться вместе. Размышляя о цивилизациях и планетах-даже инопланетных-в целом, исследователи могут лучше предсказать, что может потребоваться для выживания человеческого проекта цивилизации.

«Суть в том, чтобы признать, что движущая сила изменения климата может быть чем-то общим», — говорит Фрэнк. — Законы физики требуют, чтобы любое молодое население, создающее такую энергоемкую цивилизацию, как наша, имело обратную связь на своей планете. Наблюдение за изменением климата в этом космическом контексте может дать нам лучшее представление о том, что происходит с нами сейчас и как с этим бороться.»

Используя свою математическую модель, исследователи обнаружили четыре потенциальных сценария, которые могут возникнуть в системе цивилизация-планета:

Устойчивость: население и повышение температуры, но в конечном итоге оба приходят к устойчивым значениям без каких-либо катастрофических последствий. Этот сценарий возникает в моделях, когда население осознает, что оно оказывает негативное влияние на планету и переключается с использования высокоэффективных ресурсов, таких как нефть, на низкоэффективные ресурсы, такие как солнечная энергия.

Коллапс без изменения ресурсов: население и температура быстро растут, пока население не достигнет пика и резко не упадет. В этих моделях цивилизация рушится, хотя не ясно, полностью ли вымирает сам вид.

  • Коллапс с изменением ресурсов: население и повышение температуры, но население признает, что это вызывает проблему и переключается с ресурсов с высокой отдачей на ресурсы с низкой отдачей. Кажется, что на какое-то время ситуация выравнивается, но реакция оказывается слишком запоздалой, и население все равно рушится.
  • — Последний сценарий самый страшный, — говорит Фрэнк. -Даже если ты поступишь правильно, если будешь ждать слишком долго, твое население все равно может рухнуть.»

    Исследователи создали свои модели, частично основанные на тематических исследованиях вымерших цивилизаций, таких как жители острова Пасхи. Люди начали колонизировать остров между 400 и 700 годами нашей эры и выросли до пикового населения 10 000 где-то между 1200 и 1500 годами нашей эры. К 18-му веку, однако, жители исчерпали свои ресурсы, и население резко сократилось до приблизительно 2000 человек.

    Вымирание населения острова Пасхи связано с концепцией, называемой несущей способностью, или максимальным числом видов, которые может поддерживать окружающая среда. Ответ земли на строительство цивилизации-это то, что действительно связано с изменением климата, говорит Фрэнк. «Если вы пройдете через действительно сильное изменение климата, то ваша пропускная способность может упасть, потому что, например, крупномасштабное сельское хозяйство может быть сильно нарушено. Представьте, что изменение климата заставило дождь перестать падать на Среднем Западе. Мы не сможем выращивать продукты питания, и наше население уменьшится.»

    Сейчас исследователи не могут точно предсказать судьбу Земли. Следующие шаги будут заключаться в использовании более детальных моделей поведения планет, когда цивилизация потребляет энергию любой формы для роста. Тем временем, Фрэнк издает трезвое предупреждение.

    «Если вы измените климат Земли достаточно, вы не сможете изменить его обратно», — говорит он. «Даже если вы отступите и начнете использовать солнечные или другие менее эффективные ресурсы, это может быть слишком поздно, потому что планета уже меняется. Эти модели показывают, что мы не можем просто думать о популяции, развивающейся сама по себе. Мы должны думать о совместном развитии наших планет и цивилизаций.»

    Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность пресс-релизов, размещенных на EurekAlert! путем предоставления учреждений или для использования любой информации через систему EurekAlert.

    https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-06/uor-aac060418.php

    Ссылка на основную публикацию