En la década de 1950, el famoso físico Enrico Fermi planteó la pregunta que encapsulaba una de las preguntas más difíciles en la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI): "¿Dónde diablos están todos?" Lo que quiso decir fue, dada la edad del Universo (13.800 millones de años), la gran cantidad de galaxias (entre 1 y 2 billones) y la cantidad total de planetas, ¿por qué la humanidad todavía no ha encontrado evidencia de inteligencia extraterrestre?
Esta pregunta, que se conoce como la "paradoja de Fermi", es algo que los científicos continúan reflexionando. En un nuevo estudio, un equipo de la Universidad de Rochester consideró que quizás el cambio climático sea la razón. Usando un modelo matemático basado en el Antropoceno, consideraron cómo las civilizaciones y los sistemas planetarios co-evolucionan y si las especies inteligentes son capaces de vivir o no con el medio ambiente.
El estudio, titulado "El antropoceno generalizado: evolución de exo-civilizaciones y su retroalimentación planetaria", apareció recientemente en la revista científica Astrobiología. El estudio fue dirigido por Adam Frank, profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester, con la asistencia de Jonathan Carroll-Nellenback (un científico informático sénior en Rochester) Marina Alberti de la Universidad de Washington y Axel Kleidon del Max Instituto Planck de Biogeoquímica.
Hoy, el cambio climático es uno de los problemas más apremiantes que enfrenta la humanidad. Gracias a los cambios que han tenido lugar en los últimos siglos, es decir, la revolución industrial, el crecimiento de la población, el crecimiento de los centros urbanos y la dependencia de los combustibles fósiles, los humanos han tenido un impacto significativo en el planeta. De hecho, muchos geólogos se refieren a la era actual como el "Antropoceno" porque la humanidad se ha convertido en el factor más importante que afecta la evolución planetaria.
En el futuro, se espera que las poblaciones crezcan aún más, llegando a alrededor de 10 mil millones para mediados de siglo y más de 11 mil millones para 2100. En ese tiempo, el número de personas que viven dentro de los centros urbanos también aumentará dramáticamente, aumentando de 54% a 66% a mediados de siglo. Como tal, la cuestión de cómo miles de millones de personas pueden vivir de manera sostenible se ha vuelto cada vez más importante.
Prof. Frank, quien también es el autor del nuevo libro. Luz de las estrellas: mundos alienígenas y el destino de la tierra (que se basa en este estudio), realizó este estudio con sus colegas para abordar el tema del cambio climático en un contexto astrobiológico. Como explicó en un comunicado de prensa de la Universidad de Rochester:
“La astrobiología es el estudio de la vida y sus posibilidades en un contexto planetario. Eso incluye "exo-civilizaciones" o lo que generalmente llamamos extraterrestres. Si no somos la primera civilización del universo, eso significa que es probable que haya reglas sobre cómo progresa el destino de una civilización joven como la nuestra ".
Usando el Antropoceno como ejemplo, uno puede ver cómo los sistemas planeta-civilización co-evolucionan, y cómo una civilización puede ponerse en peligro a través del crecimiento y la expansión, en lo que se conoce como una "trampa de progreso". Básicamente, a medida que las civilizaciones crecen, consumen más recursos del planeta, lo que provoca cambios en las condiciones del planeta. En este sentido, el destino de una civilización se reduce a cómo usan los recursos de su planeta.
Para ilustrar este proceso, Frank y sus colaboradores desarrollaron un modelo matemático que considera las civilizaciones y los planetas como un todo. Como explicó el profesor Frank:
“El punto es reconocer que impulsar el cambio climático puede ser algo genérico. Las leyes de la física exigen que cualquier población joven, construyendo una civilización intensiva en energía como la nuestra, va a tener retroalimentación sobre su planeta. Ver el cambio climático en este contexto cósmico puede darnos una mejor idea de lo que nos está sucediendo ahora y cómo enfrentarlo ".
El modelo también se basó en estudios de casos de civilizaciones extintas, que incluyeron el famoso ejemplo de lo que pasó con los habitantes de Rapa Nui (también conocido como Isla de Pascua). Según los estudios arqueológicos, la gente del Pacífico Sur comenzó a colonizar esta isla entre 400 y 700 CE y su población alcanzó su punto máximo en 10,000 en algún momento entre 1200 y 1500 CE.
Sin embargo, en el siglo XVIII, los habitantes habían agotado sus recursos y la población se redujo a solo 2000. Este ejemplo plantea el importante concepto conocido como "capacidad de carga", que es el número máximo de especies que un medio ambiente puede soportar. Como Frank explicó, el cambio climático es esencialmente cómo la Tierra responde a la expansión de nuestra civilización:
“Si atraviesas un cambio climático realmente fuerte, entonces tu capacidad de carga puede disminuir, porque, por ejemplo, la agricultura a gran escala podría verse muy afectada. Imagínese si el cambio climático provocara que la lluvia dejara de caer en el Medio Oeste. No podríamos cultivar alimentos y nuestra población disminuiría ".
Usando su modelo matemático, el equipo identificó cuatro escenarios potenciales que podrían ocurrir en un planeta. Estos incluyen el escenario de desaparición, el escenario de sostenibilidad, el escenario de colapso sin cambio de recursos y el escenario de colapso con cambio de recursos. En el Morirse escenario, la población y el estado del planeta (por ejemplo, temperaturas medias) aumentan muy rápidamente.
Esto eventualmente llevaría a un pico de población y luego a un rápido declive a medida que las condiciones planetarias cambiantes dificultan la supervivencia de la mayoría de la población. Eventualmente, se lograría un nivel de población estable, pero solo sería una fracción de lo que era la población máxima. Este escenario ocurre cuando las civilizaciones no quieren o no pueden cambiar de recursos de alto impacto (es decir, petróleo, carbón, tala de árboles) a recursos sostenibles (energía renovable).
En el Sustentabilidad escenario, la población y las condiciones planetarias aumentan, pero eventualmente se unen con valores estables, evitando así cualquier efecto catastrófico. Este escenario ocurre cuando las civilizaciones reconocen que los cambios ambientales amenazan su existencia y hacen con éxito la transición de recursos de alto impacto a recursos sostenibles.
Los dos escenarios finales: Contraer sin cambio de recursos y Contraer con el cambio de recursos - difieren en un aspecto clave. En el primero, la población y la temperatura aumentan rápidamente hasta que alcanza un pico y comienza a descender rápidamente, aunque no está claro si la especie en sí sobrevive. En este último, la población y la temperatura aumentan rápidamente, pero las poblaciones reconocen el peligro y hacen la transición. Desafortunadamente, el cambio llega demasiado tarde y la población se derrumba de todos modos.
En la actualidad, los científicos no pueden decir con certeza cuál de estos destinos será el que enfrentará la humanidad. Quizás haremos la transición antes de que sea demasiado tarde, quizás no. Pero mientras tanto, Frank y sus colegas esperan usar modelos más detallados para predecir cómo responderán los planetas a las civilizaciones y las diferentes formas en que consumen energía y recursos para crecer.
A partir de esto, los científicos pueden refinar sus predicciones de lo que nos espera en este siglo y en el próximo. Es durante este tiempo que se producirán cambios cruciales, que incluyen el crecimiento de la población antes mencionado y el aumento constante de las temperaturas. Por ejemplo, en base a dos escenarios que midieron los aumentos de CO2 para el año 2100, la NASA indicó que las temperaturas globales podrían aumentar en 2.5 ° C (4.5 ° F) o 4.4 ° C (8 ° F).
En el primer escenario, donde los niveles de CO2 alcanzaron 550 ppm para 2100, los cambios serían sostenibles. Pero en el último escenario, donde los niveles de CO2 alcanzaron 800 ppm, los cambios causarían una interrupción generalizada en los sistemas de los que miles de millones de humanos dependen para su subsistencia y supervivencia. Peor que eso, la vida se volvería insostenible en ciertas áreas del mundo, lo que provocaría desplazamientos masivos y crisis humanitarias.
Además de ofrecer una posible resolución para la paradoja de Fermi, este estudio ofrece algunos consejos útiles para los seres humanos. Al pensar en las civilizaciones y los planetas como un todo, ya sea la Tierra o los exoplanetas, los investigadores podrán predecir mejor qué cambios serán necesarios para que la civilización humana sobreviva. Como advirtió Frank, es absolutamente esencial que la humanidad se movilice ahora para garantizar que el peor de los casos no ocurra aquí en la Tierra:
"Si cambia el clima de la tierra lo suficiente, es posible que no pueda volver a cambiarlo. Incluso si retrocedió y comenzó a usar recursos solares u otros recursos menos impactantes, podría ser demasiado tarde, porque el planeta ya ha estado cambiando. Estos modelos muestran que no podemos pensar en una población que evoluciona por sí sola. Tenemos que pensar en nuestros planetas y civilizaciones co-evolucionando ".
Y asegúrese de disfrutar este video que aborda la investigación del profesor Frank y su equipo, cortesía de la Universidad de Rochester:
