Na década de 1950, o famoso físico Enrico Fermi colocou a questão que resumia uma das questões mais difíceis da Pesquisa de Inteligência Extra-Terrestre (SETI): "Onde diabos estão todos?" O que ele quis dizer foi, dada a idade do Universo (13,8 bilhões de anos), o grande número de galáxias (entre 1 e 2 trilhões) e o número total de planetas, por que a humanidade ainda não encontrou evidências de inteligência extraterrestre?
Esta questão, que passou a ser conhecida como "Fermi Paradox", é algo que os cientistas continuam ponderando. Em um novo estudo, uma equipe da Universidade de Rochester considerou que talvez a mudança climática seja o motivo. Usando um modelo matemático baseado no Antropoceno, eles consideraram como as civilizações e os sistemas planetários co-evoluem e se espécies inteligentes são ou não capazes de viver a sustentabilidade com o meio ambiente.
O estudo, intitulado "O Antropoceno Generalizado: Evolução das Ex-Civilizações e Seu Feedback Planetário", apareceu recentemente na revista científica Astrobiologia. O estudo foi liderado por Adam Frank, professor de física e astronomia da Universidade de Rochester, com a assistência de Jonathan Carroll-Nellenback (cientista computacional sênior de Rochester) Marina Alberti, da Universidade de Washington, e Axel Kleidon, do Max. Instituto Planck de Biogeoquímica.
Hoje, a mudança climática é uma das questões mais prementes que a humanidade enfrenta. Graças às mudanças que ocorreram nos últimos séculos - ou seja, a revolução industrial, o crescimento populacional, o crescimento dos centros urbanos e a dependência de combustíveis fósseis - os seres humanos tiveram um impacto significativo no planeta. De fato, muitos geólogos se referem à era atual como o "Antropoceno" porque a humanidade se tornou o maior fator que afeta a evolução planetária.
No futuro, espera-se que as populações cresçam ainda mais, atingindo cerca de 10 bilhões em meados do século e mais de 11 bilhões em 2100. Nesse período, o número de pessoas que vivem nos centros urbanos também aumentará dramaticamente, passando de 54% para 66% em meados do século. Como tal, a questão de como bilhões de pessoas podem viver de maneira sustentável tornou-se cada vez mais importante.
Frank, que também é o autor do novo livro Luz das estrelas: mundos alienígenas e o destino da terra (que se baseia neste estudo), conduziu este estudo com seus colegas para abordar a questão Mudança Climática em um contexto astrobiológico. Como ele explicou em um comunicado de imprensa da Universidade de Rochester:
“Astrobiologia é o estudo da vida e suas possibilidades em um contexto planetário. Isso inclui 'exo-civilizações' ou o que costumamos chamar de alienígenas. Se não somos a primeira civilização do universo, isso significa que provavelmente haverá regras sobre como o destino de uma civilização jovem como a nossa progride. ”
Usando o Antropoceno como exemplo, pode-se ver como os sistemas civilização-planeta co-evoluem e como uma civilização pode se colocar em risco através do crescimento e expansão - no que é conhecido como “armadilha do progresso”. Basicamente, à medida que as civilizações crescem, elas consomem mais recursos do planeta, o que causa mudanças nas condições do planeta. Nesse sentido, o destino de uma civilização se resume a como eles usam os recursos de seu planeta.
Para ilustrar esse processo, Frank e seus colaboradores desenvolveram um modelo matemático que considera civilizações e planetas como um todo. Como o professor Frank explicou:
“O ponto é reconhecer que promover mudanças climáticas pode ser algo genérico. As leis da física exigem que qualquer população jovem, construindo uma civilização intensiva em energia como a nossa, tenha feedback em seu planeta. Ver a mudança climática nesse contexto cósmico pode nos dar uma melhor visão do que está acontecendo conosco agora e como lidar com isso. ”
O modelo também foi baseado em estudos de caso de civilizações extintas, que incluíram o famoso exemplo do que aconteceu com os habitantes de Rapa Nui (também conhecido como Ilha de Páscoa). Segundo estudos arqueológicos, o povo do Pacífico Sul começou a colonizar esta ilha entre 400 e 700 dC e sua população atingiu o pico de 10.000 em algum momento entre 1200 e 1500 dC.
No século 18, no entanto, os habitantes esgotaram seus recursos e a população caiu para apenas 2000. Este exemplo eleva o importante conceito conhecido como "capacidade de carga", que é o número máximo de espécies que um ambiente pode suportar. Como Frank explicou, a mudança climática é essencialmente como a Terra responde à expansão de nossa civilização:
“Se você passar por mudanças climáticas realmente fortes, sua capacidade de carga poderá cair, porque, por exemplo, a agricultura em larga escala pode ser fortemente prejudicada. Imagine se as mudanças climáticas fizessem com que as chuvas parassem de cair no Centro-Oeste. Não poderíamos cultivar alimentos e nossa população diminuiria. "
Usando seu modelo matemático, a equipe identificou quatro cenários possíveis que podem ocorrer em um planeta. Isso inclui o cenário Die-Off, o cenário Sustentabilidade, o cenário Recolher sem alteração de recurso e o cenário Recolher com alteração de recurso. No Die-Off cenário, a população e o estado do planeta (por exemplo, temperaturas médias) aumentam muito rapidamente.
Isso acabaria por levar a um pico populacional e, em seguida, a um rápido declínio, à medida que as condições planetárias variáveis dificultam a sobrevivência da maioria da população. Eventualmente, um nível estável de população seria alcançado, mas seria apenas uma fração do que era o pico da população. Esse cenário ocorre quando as civilizações não estão dispostas ou não conseguem mudar de recursos de alto impacto (ou seja, petróleo, carvão, desmatamento) para recursos sustentáveis (energia renovável).
No Sustentabilidade Nesse cenário, a população e as condições planetárias aumentam, mas acabam se unindo a valores constantes, evitando assim efeitos catastróficos. Esse cenário ocorre quando as civilizações reconhecem que as mudanças ambientais ameaçam sua existência e fazem com sucesso a transição de recursos de alto impacto para recursos sustentáveis.
Os dois últimos cenários - Recolher sem alteração de recurso e Recolher com alteração de recurso - diferem em um aspecto fundamental. No primeiro, a população e a temperatura aumentam rapidamente até que a população atinja um pico e comece a cair rapidamente - embora não esteja claro se a própria espécie sobrevive. Neste último, a população e a temperatura aumentam rapidamente, mas as populações reconhecem o perigo e fazem a transição. Infelizmente, a mudança chega tarde demais e a população entra em colapso de qualquer maneira.
Atualmente, os cientistas não podem dizer com confiança qual desses destinos será o único que a humanidade enfrenta. Talvez façamos a transição antes que seja tarde demais, talvez não. Enquanto isso, Frank e seus colegas esperam usar modelos mais detalhados para prever como os planetas reagirão às civilizações e as diferentes maneiras que consomem energia e recursos para crescer.
A partir disso, os cientistas poderão refinar suas previsões sobre o que nos espera neste século e no próximo. É durante esse período que mudanças cruciais ocorrerão, incluindo o crescimento populacional acima mencionado e o aumento constante das temperaturas. Por exemplo, com base em dois cenários que mediram o aumento de CO2 até o ano 2100, a NASA indicou que as temperaturas globais poderiam subir 2,5 ° C (4,5 ° F) ou 4,4 ° C (8 ° F).
No cenário anterior, onde os níveis de CO2 atingiam 550 ppm em 2100, as mudanças seriam sustentáveis. Porém, no último cenário, onde os níveis de CO2 atingiram 800 ppm, as mudanças causariam perturbações generalizadas nos sistemas dos quais bilhões de humanos dependem para seu sustento e sobrevivência. Pior que isso, a vida se tornaria insustentável em certas áreas do mundo, levando a deslocamentos maciços e crises humanitárias.
Além de oferecer uma possível resolução para o Paradoxo Fermi, este estudo oferece alguns conselhos úteis para os seres humanos. Pensando em civilizações e planetas como um todo - sejam eles Terra ou exoplanetas - os pesquisadores serão capazes de prever melhor quais mudanças serão necessárias para a civilização humana sobreviver. Como Frank alertou, é absolutamente essencial que a humanidade se mobilize agora para garantir que o pior cenário não ocorra aqui na Terra:
"Se você alterar o clima da Terra o suficiente, poderá não ser capaz de alterá-lo novamente. Mesmo se você desistisse e começasse a usar recursos solares ou outros recursos menos impactantes, poderia ser tarde demais, porque o planeta já estava mudando. Esses modelos mostram que não podemos pensar em uma população evoluindo por conta própria. Temos que pensar em nossos planetas e civilizações co-evoluindo. ”
E não deixe de apreciar este vídeo que aborda a pesquisa do Prof. Frank e sua equipe, cortesia da Universidade de Rochester:
