Frente al cambio climático, deforestación y pérdida de biodiversidad, La creación de una versión sostenible de la civilización es una de las tareas más urgentes de la humanidad. Pero al enfrentar este inmenso desafío, Rara vez nos preguntamos cuál puede ser la pregunta más urgente de todas:¿Cómo sabemos si la sostenibilidad es siquiera posible? Los astrónomos han inventariado una parte considerable de las estrellas del universo, galaxias, cometas y agujeros negros. Pero, ¿los planetas con civilizaciones sostenibles también son algo que contiene el universo? ¿O todas las civilizaciones que pueden haber surgido en el cosmos duran solo unos pocos siglos antes de caer ante el cambio climático que desencadenan?

Astrofísico Adam Frank, profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester, forma parte de un grupo de investigadores que han dado los primeros pasos para dar respuesta a estas preguntas. En un nuevo estudio publicado en la revista Astrobiología , el grupo, incluido Frank, Jonathan Carroll-Nellenback, un científico computacional senior en Rochester, Martina Alberti de la Universidad de Washington, y Axel Kleidon del Instituto Max Planck de Biogeoquímica, aborda estas cuestiones desde una perspectiva "astrobiológica".

"La astrobiología es el estudio de la vida y sus posibilidades en un contexto planetario, "dice Frank, quien también es autor del nuevo libro Light of the Stars:Alien Worlds and the Fate of the Earth, que se basa en este estudio. "Eso incluye 'exo-civilizaciones' o lo que normalmente llamamos extraterrestres".

Frank y sus colegas señalan que las discusiones sobre el cambio climático rara vez tienen lugar en este contexto más amplio, uno que considera la probabilidad de que esta no sea la primera vez en la historia cósmica que un planeta y su biosfera hayan evolucionado hasta convertirse en algo como lo que hemos creado. en la tierra. "Si no somos la primera civilización del universo, "Frank dice, "Eso significa que es probable que haya reglas sobre cómo progresa el destino de una civilización joven como la nuestra".

A medida que crece la población de una civilización, utiliza cada vez más los recursos de su planeta. Al consumir los recursos del planeta, la civilización cambia las condiciones del planeta. En breve, las civilizaciones y los planetas no evolucionan por separado unos de otros; evolucionan de forma interdependiente, y el destino de nuestra propia civilización depende de cómo usemos los recursos de la Tierra.

Para ilustrar cómo los sistemas civilización-planeta coevolucionan, Frank y sus colaboradores desarrollaron un modelo matemático para mostrar las formas en que una población tecnológicamente avanzada y su planeta podrían desarrollarse juntos. Al pensar en civilizaciones y planetas, incluso extraterrestres, como un todo, los investigadores pueden predecir mejor lo que podría ser necesario para que sobreviva el proyecto humano de civilización.

"El punto es reconocer que impulsar el cambio climático puede ser algo genérico, "Dice Frank." 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 lidiar con ello ".

Usando su modelo matemático, los investigadores encontraron cuatro escenarios potenciales que podrían ocurrir en un sistema civilización-planeta:

1. Muerte:La población y el estado del planeta (indicado por algo como su temperatura promedio) aumentan muy rápidamente. Finalmente, la población alcanza su punto máximo y luego disminuye rápidamente a medida que el aumento de la temperatura planetaria hace que las condiciones sean más difíciles de sobrevivir. Se logra un nivel de población estable, pero es solo una fracción de la población máxima. "Imagínese si 7 de cada 10 personas que conocía murieran rápidamente, "Dice Frank." No está claro que una civilización tecnológica compleja pueda sobrevivir a ese tipo de cambio ".
2. Sostenibilidad:la población y la temperatura aumentan, pero finalmente ambos alcanzan valores estables sin efectos catastróficos. Este escenario se da en los modelos cuando la población reconoce que está teniendo un efecto negativo en el planeta y pasa de utilizar recursos de alto impacto, como el aceite, a los recursos de bajo impacto, como la energía solar.
3. Colapso sin cambio de recursos:la población y la temperatura aumentan rápidamente hasta que la población alcanza un pico y cae precipitadamente. En estos modelos la civilización colapsa, aunque no está claro si la especie misma se extingue por completo.
4. Colapso con cambio de recursos:la población y el aumento de la temperatura, pero la población reconoce que está causando un problema y cambia de recursos de alto impacto a recursos de bajo impacto. Las cosas parecen estabilizarse por un tiempo, pero resulta que la respuesta llegó demasiado tarde, y la población colapsa de todos modos.

"El último escenario es el más aterrador, "Dice Frank." Incluso si hiciste lo correcto, si esperaste demasiado, aún podría hacer que su población colapsara ".

Los investigadores crearon sus modelos basados ​​en parte en estudios de casos de civilizaciones extintas, como los habitantes de Isla de Pascua. La gente comenzó a colonizar la isla entre 400 y 700 d.C. y creció hasta una población máxima de 10, 000 en algún momento entre 1200 y 1500 d.C. En el siglo XVIII, sin embargo, los habitantes habían agotado sus recursos y la población se redujo drásticamente a aproximadamente 2, 000 personas.

La muerte de la población de Isla de Pascua se relaciona con un concepto llamado capacidad de carga, o el número máximo de especies que puede soportar un medio ambiente. La respuesta de la tierra a la construcción de civilizaciones es de lo que realmente se trata el cambio climático, Dice Frank. "Si atraviesas un cambio climático realmente fuerte, entonces su capacidad de carga puede caer, porque, por ejemplo, la agricultura a gran escala podría verse seriamente perturbada. Imagínese si el cambio climático hiciera que la lluvia dejara de caer en el Medio Oeste. No podríamos cultivar alimentos y nuestra población disminuiría ".

En este momento, los investigadores no pueden predecir definitivamente el destino de la Tierra. Los próximos pasos serán utilizar modelos más detallados de las formas en que los planetas podrían comportarse cuando una civilización consume energía de cualquier forma para crecer. Mientras tanto, Frank emite una seria advertencia.

"Si cambia el clima de la tierra lo suficiente, es posible que no pueda volver a cambiarlo, ", dice." Incluso si retrocedió y comenzó a utilizar la energía solar u otros recursos menos impactantes, podría ser demasiado tarde, porque el planeta ya ha ido cambiando. Estos modelos muestran que no podemos simplemente pensar en una población que evoluciona por sí sola. Tenemos que pensar en la evolución conjunta de nuestros planetas y civilizaciones ".