En un libro blanco Christoph Rosol, Benjamin Steininger, Jürgen Renn y Robert Schlögl describen la importancia de la digitalización en el Antropoceno y describen los antecedentes y los objetivos del nuevo campo de investigación de la geoantropología. Los investigadores tienen como objetivo analizar el cambio global en un enfoque interdisciplinario integral de las ciencias naturales, humanidades y tecnología, desarrollar perspectivas para la conservación del hábitat de la Tierra.

Vivimos en un momento de profundas transiciones, un momento en el que la dinámica acelerada del cambio planetario se hace cada vez más perceptible. Las acciones humanas han alcanzado dimensiones comparables a los procesos naturales en el sistema de la Tierra y tendrán efectos biofísicos duraderos de importancia geohistórica. Estos cambios se interpretan cada vez más como signos de que hemos entrado en una nueva era geológica:el Antropoceno.

Las tasas aceleradas de cambio en nuestras sociedades altamente tecnológicas e impulsadas por el conocimiento están directamente vinculadas a los desarrollos impulsados ​​por el hombre. Los rápidos avances en ciencia e ingeniería, en el sistema energético y en los mercados laborales, Los cambios dramáticos en la economía mundial y también en la economía política, pero también el impacto directo de las nuevas formas de regulación y el derecho internacional, están afectando cada vez más las funciones metabólicas de los hábitats naturales a nivel mundial.

Un componente muy potente pero a menudo olvidado en esta incursión en todo el sistema es la transformación digital. Las tecnologías digitales marcan no solo un cambio profundo en el ámbito socioeconómico y cultural, sino que también ocupan un papel crucial al entrar por primera vez y ahora habitar el Antropoceno. Como desencadenante e indicador de cambios rápidos en la economía mundial, flujos de recursos y energía, y la gestión de demandas y fuerzas sociales complejas, La digitalización es fundamental para comprender la gravedad de nuestro momento histórico actual y un pivote a través del cual se puede perder o ganar el control sobre los caminos más peligrosos que tenemos por delante.

Un nuevo La forma integradora de la ciencia básica debe proporcionar orientación en los fenómenos de múltiples escalas mencionados anteriormente y debe proporcionar las herramientas para desarrollar acciones adecuadas con la intención de controlar los efectos de estos desarrollos. El enfoque integrador parece factible, sobre todo porque el giro digital ya ha tenido múltiples efectos en la forma en que se hace la ciencia (la ciencia está sujeta a ello, trata de comprenderlo y contribuye a darle forma). En lo que respecta a la comprensión actual del impacto de la transformación digital, tenemos aproximadamente el mismo nivel de conocimiento que la investigación climática hace 30 años, al comienzo de la investigación del sistema terrestre y la aparición del clima como tema de política global.

Para estudiar el creciente bloqueo entre las esferas naturales y una 'tecnosfera' densamente poblada de dispositivos digitales, necesitamos nuevas formas de investigación conjunta del sistema humano-Tierra que se centre en la coevolución y la dinámica interna de las interacciones entre ambos dominios. Es más, tal investigación solo es integral cuando se incluye el diálogo abierto con la sociedad, en el que se pueda reflexionar, discutir y dar forma al poder de los instrumentos digitales de manera colectiva.

Como forma de introducción a tal esfuerzo, Este artículo describe aspectos que resaltan cómo las tecnologías digitales operan como mediadores efectivos en la transición en curso hacia el Antropoceno y brindan una visión histórica de cómo han alcanzado el rol de una megaestructura accidental pero altamente consecuente.

La profundidad histórica del cambio

La información tiene efectos asimétricos. Las letras y los números son un medio casi ingrávido, pero proporcionan un medio para organizar estados, mover legiones y administrar economías. Desde los primeros ejemplos de alfabetización y cálculo, la información ha dado forma a los procesos de urbanización y uso del suelo, ciclos de producción y transporte de larga distancia. De tablillas cuneiformes en Mesopotamia (Fig.1), papiro en el Imperio Romano y códices medievales a la composición tipográfica moderna, señales telegráficas en cables submarinos o la infraestructura de datos críticos en el tiempo creada a raíz de las finanzas automatizadas, Los medios de información ofrecen formas cada vez más discretas de señalizar y movilizar sistemas sociales y materiales cada vez mayores.

Por tanto, el impacto de las tecnologías de la información en las sociedades y los entornos físicos no se limita a los tiempos modernos. Todavía, El estado actual de la asimetría entre la información codificada y sus efectos físicos se resume en los electrones que pasan a través de microprocesadores digitales que dirigen eficazmente los flujos de material y energía dentro de una tecnosfera que abarca todo el mundo desde las órbitas de los satélites 40, 000 km sobre la superficie de la Tierra a 10 km en la litosfera.

Tal proliferación tiene efectos. Al mismo tiempo que el auge y la difusión de las tecnologías digitales está la 'Gran Aceleración', el aumento exponencial de los indicadores clave de las tendencias socioeconómicas y del sistema terrestre desde alrededor de 1950 (Fig. 2). En la segunda mitad de la década de 1940 se produjo una revolución en cuatro partes en la teoría de la información (Claude Shannon), diseño lógico por computadora (John von Neumann), física de semiconductores (William B. Shockley y Walter H. Brattain), y el establecimiento de una nueva, ciencia integradora llamada cibernética (Norbert Wiener). Esta revolución no solo creó la base técnica del mundo digital actual, sino que también unió fuerzas con la transformación paralela de las economías en tiempos de guerra en sociedades civiles de consumo. una transición liderada por angloamericanos del suministro de carbón al petróleo, y un fuerte aumento de los indicadores socioeconómicos clave, como el uso de energía primaria, producto Interno Bruto, consumo de fertilizantes y crecimiento poblacional.

La revolución informática coincidió con el punto de inflexión de la Gran Aceleración alrededor de 1950, cuales, como sucede, también se considera como el comienzo del Antropoceno como tal. El Grupo de Trabajo del Antropoceno del Comité Internacional de Estratigrafía, que tiene la tarea de identificar un marcador globalmente sincrónico para definir la base estratigráfica de la 'era de la humanidad', está considerando el 'pico de plutonio' ​​como un candidato principal. El pico de plutonio es una marcada capa de radionúclidos que se encuentra en sedimentos y núcleos de hielo en todo el mundo y que resultó de la actividad frenética de las pruebas nucleares que comenzaron en 1945 y alcanzaron su punto máximo en 1962.

Las primeras computadoras fueron fundamentales en el desarrollo de la bomba nuclear. El desafío presentado a los científicos en Los Alamos, el sitio secreto de la Segunda Guerra Mundial en el que se diseñó la bomba atómica bajo la supervisión de Robert Oppenheimer, fue simular con precisión las reacciones de fisión. una tarea imposible sin ayudas informáticas (Fig. 3). Si bien es analógico, Las computadoras con estilo de tarjetas perforadas todavía se usaban para calcular la gran cantidad de ecuaciones diferenciales para construir la bomba atómica, el trabajo en Los Alamos fue fundamental para impulsar el desarrollo de computadoras digitales electrónicas, con mucho debido a los esfuerzos teóricos de John von Neumann. A finales de 1945, El primer problema que se ejecutó en el Integrador Numérico Electrónico y Computadora (ENIAC) de nuevo diseño fue un cálculo crítico para el desarrollo de la bomba de hidrógeno. Las pruebas masivas en todo el mundo de esta arma termonuclear desde 1952 son la principal causa de la señal de pico de plutonio que se puede detectar en los estratos distribuidos globalmente. La planificación de escenarios para la guerra fría que siguió se basó nuevamente en gran medida en simulaciones de Monte Carlo, con grandes conjuntos de números aleatorios que se ejecutan en computadoras electrónicas para guiar la toma de decisiones basada en la probabilidad frente a un enfrentamiento nuclear entre el Este y el Oeste.

En breve, la era nuclear, probablemente el sello más destacado de la cultura tecnológica del siglo XX y ahora considerada como el punto de partida estratigráfico del Antropoceno, estaba directamente ligada al inicio y al surgimiento de la era digital. La señal nuclear prominente en los nuevos estratos aparece también como un efecto material del poder computacional.

En la investigación histórica actual, tales correlaciones cronológicas y materiales todavía están en gran parte oscurecidas. Un libro reciente que describe la Gran Aceleración ni siquiera menciona la transformación digital. La investigación futura debe, por lo tanto, observe la penetración y el refuerzo mutuos de las tecnologías de la información en expansión y las tasas de producción y consumo igualmente en expansión. El aumento exponencial de la conectividad de las telecomunicaciones desde la década de 1950, como se muestra en uno de los gráficos de la Gran Aceleración, es solo uno de los muchos indicadores de este tipo. Las primeras computadoras digitales comenzaron a aumentar significativamente las capacidades humanas al ayudar con la gestión del conocimiento en contextos militares y de ingeniería. así como la administración pública, ciencias económicas, exploración de recursos, industria, y, de gran importancia, las ciencias naturales y sociales. La inteligencia artificial no es un concepto nuevo, pero se introdujo a mediados de la década de 1950 para ampliar las posibilidades de representar y procesar el conocimiento con máquinas. Muchos de los primeros sueños tecnocráticos de cibernética, Los procesos de autogobierno dentro de la sociedad no se han cumplido. Pero con el auge de las redes informáticas, sobre todo el diseño de la red de agencias de proyectos de investigación avanzada (ARPANET) y las tecnologías básicas de Internet, como la conmutación de paquetes y el protocolo Protocolo de control de transmisión / Protocolo de Internet (TCP / IP), una nueva forma de datos. -Inteligencia intensiva en red se ha materializado hoy.

Capitalismo digital

La información que se comparte casi instantáneamente a nivel mundial a través de redes digitales ha contribuido a una aceleración espectacular de todos los procesos dentro de la economía de mercado. Los mercados siempre se han basado en la posesión e intercambio de información sobre bienes y la condición de su disponibilidad. Pero con la introducción de tecnologías digitales y el estatus ubicuo que han alcanzado, la información se ha convertido en la unidad básica de la economía global.

Es más, esta economía es ahora cada vez más sinónimo de desbloqueo, transformando almacenamiento distribución y procesamiento de datos, como puede ser testigo del auge del capitalismo de datos. La naturaleza y las estructuras de estos mecanismos de transformación y aceleración y su impacto directo en la capacidad del sistema de la Tierra requieren esfuerzos de investigación altamente integradores.

La transformación digital de la economía mundial va más allá de los casos obvios de financiarización, la negociación de acciones y derivados de alta frecuencia, y transacciones de moneda digital. Las herramientas digitales y los medios de comunicación también afectan profundamente el mundo real de la producción agrícola e industrial. la circulación global de mercancías, personas y biomasa, al mismo tiempo que ayuda a informar la planificación macroeconómica y la toma de decisiones políticas.

El único factor que unifica estas actividades además de su apetito por la información agregada es la energía y los recursos. El efecto resultante de este acoplamiento es que una economía digitalizada también acelera la economía fósil. Medios para automatizar la producción y distribución, o para sincronizar los flujos industriales y cumplir con la producción a pedido / a tiempo, subcontratar mano de obra, o para formar un mercado laboral planetario para micro tareas digitales5, no se limite a aumentar la eficiencia con la que se satisface la demanda. A menudo se pasa por alto el efecto de que cualquier eficiencia obtenida en un proceso probablemente lleve a la producción de más bienes y servicios. Esta, de nuevo, se traduce directamente en el consumo de materias primas, productos y energía. Más, más rápido, superior:esa es la promesa y también la entrega de tecnologías de redes digitales.

Gran parte de esta aceleración es autocatalítica. La digitalización de la economía real ('industria 4.0') crea una tasa exponencial de nuevas interfaces entre agentes reales y digitales. La complejidad resultante solo puede abordarse utilizando nuevos instrumentos digitales que tienden a contribuir a nuevas interfaces. Un ejemplo de esta autocatálisis es el crecimiento de la infraestructura de administración de empresas. El término "eficacia" se relaciona con la unidad de análisis; Cuanto más sistémica se interpreta la eficacia, más cuestionable es la obtención de efectos en beneficio del sistema.

Hoy está claro que la efectividad cada vez mayor de esta aceleración ha creado un cambio significativo en la creación de valor económico y la acumulación de capital. Las empresas más importantes en el valor de las acciones en la actualidad son empresas de tecnología como Apple, Amazonas o Alfabeto. Esos pocos capitanes de la industria han creado monopolios inteligentes que dominan cada vez más la distribución de la riqueza. Su innovación es encabezar variaciones de plataformas para el intercambio y propiedad de todo tipo de datos, poner en marcha una cadena de valor novedosa que pone en peligro el vocabulario estable de la economía política y su enfoque en el trabajo humano, sistemas de valores basados ​​en productos básicos o servicios públicos.

Si bien el auge del capitalismo de plataforma ha forjado una simbiosis entre online y offline como modelo de negocio, la implementación de tecnologías en red como la identificación por radiofrecuencia (RFID) y la Internet de las cosas aborda la infraestructura de la información desde su extremo físico. El Internet de las cosas prevé una infraestructura global en la que los objetos físicos se combinan con instalaciones informáticas ubicuas integradas y representaciones virtuales dentro de una red electrónica. permitiendo nuevas formas de interacción inteligente entre estos objetos. Hace diez años ya habíamos llegado a un punto en el que la conectividad de las máquinas a Internet superaba en número a la conectividad humana. Hoy dia, estamos viendo alrededor de 25 mil millones de dispositivos conectados y el número está creciendo exponencialmente.

El mundo físico cada vez más poblado y penetrado por objetos inteligentes, se convierte en un espacio de direcciones en expansión exponencial para redes informáticas, Tanto es así que se argumenta que hemos alcanzado una escala de cálculo planetaria. Según el teórico de los medios y del diseño Benjamin H. Bratton, la Tierra es solo la capa más externa dentro de 'The Stack', un sistema totalizador de arquitectura de procesamiento de información que se extiende de bit a globo.

No hay información sin materia y energía

Las tecnologías digitales no solo proporcionan la infraestructura básica para controlar el metabolismo industrial, también son consumidores de recursos de primer nivel. A través del entrelazamiento de la esfera digital con el mundo físico y los ciclos reales de energía y material, La comunicación digital se ha acoplado estrechamente a la dinámica actual de desgaste de los recursos terrenales. Ninguna infraestructura computacional puede existir sin la transformación previa de la materia y ninguna información sin la transformación de la energía.

Por tanto, la asimetría de señales y efectos no debe malinterpretarse. La tecnología de la información es lo opuesto a una tecnología inmaterial. Incluso el dispositivo más inteligente necesita metales tontos. En todos los teléfonos inteligentes se utilizan al menos 40 elementos químicos, lo que significa que llevamos alrededor de un tercio de la tabla periódica en nuestros bolsillos. Lo que parece ser un asunto casi inmaterial de ceros y unos hace uso de más elementos químicos que todas las tecnologías anteriores de la historia. Estos elementos vienen con sus respectivas 'historias de cosas', que conectan el mundo digital aparentemente limpio con el negocio sucio de la extracción de tierras raras, plagado de explotación humana y ambiental. Dada su criticidad, algunos de estos metales se producen en cantidades aparentemente ridículamente pequeñas:se producen alrededor de 120 toneladas métricas de germanio por año, y unas 500 toneladas métricas de indio, aunque esto no es un indicador de la cantidad de esfuerzo y mineral necesarios para producir tales cantidades.

While we have reached a point at which functional materials such as indium may impose a bottleneck on further growth if consumption rates continue, there is also a staggering amount of physical electronic waste that results from the creation, maintenance and discarding of the micro-electronic components of macro infrastructures. The material residue of technological obsolescence, often toxic, marks the final stage of the life cycle of digital devices that contributes to the growing waste layer of the technosphere.

Before they die, sin embargo, digital devices consume. The expanding digital economy requires a seemingly ever-growing expenditure of primary energy. Cloud computing, the Internet of Things, the operation of platforms and neural nets, all devices always switched on. The digital golem's hunger for electric power is insatiable. A telling case is the current trend to transfer economical transactions to exchanges for cryptocurrencies and smart contracts. These transactions take place through blockchain software architectures that provide a highly decentralized, autonomous arbitration space between buyers and sellers. This requires immensely energy-intensive computation to ensure the validity of each transaction.

To bring the above metaphor of appetite for energy into an interesting comparison it is worth noting that the current energy consumption of the Internet is comparable to the energy we invest in producing ammonia for fertilizers. Without their existence only half of the global population could be fed on our planet. Human life and its foundation in the global environment is not primarily related to information and software but to the material world of biological, chemical and physical hardware and their interactions with the global material spheres in which we live. But both are increasingly tied to each other, co-dependent on massive energy infrastructures and market operations.

Data spheres in natural sciences and politics

Smart data technologies appear to many to offer ways out of the energy and resource dilemma. New accounting practices might improve attempts at sustainable resource allocation by reducing the resource intensity of production (Fig. 4), enabling self-provisioning use of renewable energy. As historian of infrastructure Paul Edwards writes:"[in] blending [the] social 'data exhaust' with physical and environmental information, an environmentally focused logistics might trim away excess energy and materials in production, find new ways to re-use or recycle waste, and generate new ideas for eliminating toxic byproducts, greenhouse gas emissions and other metabolites". However, in undertaking such endeavours, rebound effects should be a concern. As the well-known Jevons' paradox states, increasing efficiency will likely lead to an increase in consumption in response to lower prices. One will have to see if smart, adjustable technologies create a difference to that rule.

Es más, knowledge infrastructures that run on digital technologies provide the necessary data and assessment of mitigating strategies to achieve notable successes in environmental and climate regulation. The Montreal Protocol that has effectively limited ozone depletion, or the Paris Agreement that will hopefully achieve the same for greenhouse gases in the long run, would have been unthinkable without the expert judgment of a global network of atmospheric data and climate modelling efforts.

We would likely be unaware and unable to quantify global change if it were not for the metrological capacities of digital technology. Digital technologies are the backbone for monitoring and understanding the current dynamics of the Anthropocene. Global climate change (to just name one key example) can only be observed due to the availability of large quantities of data, adequate computing facilities and sophisticated modelling. Essentially, the age of planetary communication is also the age of planetary observation and simulation or, as Jennifer Gabrys puts it, we are dealing with "becoming environmental of computation". Earth system models, satellites and other remote sensing networks, environmental data aggregators and resource flow models mean that technical media have become an obligatory passage point in perceiving, analysing and mobilizing geoscientific knowledge.

More widely, this obligation not only concerns the collection and assessment of scientific data, but all kinds of digitally augmented knowledge, from social media-driven citizen science (as in the case of Instagram users sharing flotsam collages that help to trace maritime currents) to the imaginative knowledge drawn from the visual semantics of climate change in the digital charts and diagrams of the United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

En el final, the digital turn affects the way we do science in myriad ways. Digitalization creates great opportunities because it fills a gap between observation, experimentation, modelling and theory. But this transfer to a new medium not only makes science more effective, it also affects its criteria, por ejemplo, when it comes to issues of reproducibility, trustworthiness and causal explanations. Digitalization poses novel and challenging questions:Which tasks can intelligent machines handle better than humans? Where does human judgment play a part? How does machine-learning affect decision-making? How can machines best assist humans in their decisions? Where do biases creep in? What do optimal interfaces between human and artificial intelligence look like?

Personal data available on the Internet opens up immense possibilities for misuse and manipulation, as the case of now-closed UK-based data analysis firm Cambridge Analytica demonstrated. The firm improperly gathered personal information from more than 80 million Facebook users with the aim of influencing the formation of political opinion. The primary aim of the contemporary economic forces currently driving digitalization is increased effectivity in the intelligent control of societal processes. The problem is that this control focuses on a few parameters of an attention economy, geared, por ejemplo, to the time individuals spend on a Facebook page with the aim to maximize the efficacy of advertising. Data brokerage without safeguarding measures or the urge to superscore customers and citizens, as in the case of social credit systems, are an imminent threat to a free society.

The further integration of ubiquitous computing technologies into the deep fabric of our societies may become immensely useful when adapting the global metabolism to the challenges of the Anthropocene. But it may also lead, through the value-chain logics of companies that own our data, or companies that own Internet of Things-ready networks, to a surveillance society of unprecedented reach. Such developments may even constitute a step in the direction of turning the digital sphere into a self-organizing intelligence with potential control over human behaviour, a powerful political weapon that invites dangerous misuse.

Toward an integrative perspective:geo-anthropology

We are left with a paradoxical situation. Digital technologies have greatly contributed to a frenzy of unsustainable resource exploitation and consumption (Fig. 5), the generation of waste and political ambivalence, yet they appear as viable solutions to ameliorate those problems. The rapid and radical change that has occurred to the Earth system as a result of the impacts of industrialized societies has been accompanied – if not leveraged – by rapid and radical changes in information technologies and digital media. Yet still, the hope is that their potential and collaborative scalability for a rational counter approach to untenable developments is enormous.

The next years and decades will see further dramatic shifts in technology and an economy driven by fast-paced technological innovation. Machine learning and neural nets are unleashing exponential increase in autonomous computational power. With further technological step changes – changing forms of labour, the design of novel materials, synthetic biology, new energy systems and new technological modes of controlling and managing the planet's resources – industrial humanity will further deepen its imprint on the Earth and create further uncertainties and vulnerabilities for its safe inhabitation.

As meatspace and cyberspace (terms introduced decades ago by the American-born novelist William Gibson) converge today, what we cannot lose sight of is Earthspace. We are obliged to treat the 'critical zone', the thin but highly complex layer of life extending from the lower atmosphere to the upper lithosphere, with duty and care. Todavía, as scientists and humanists working in silos, we lack a shared language and method to grasp the interconnected and comprehensive character of the current threat to our life-supporting system. Like the Anthropocene, the digital blends such former distinct categories as the Earth, economy, culture and the social into one another. Our sciences, so far, no.

Novel forms of synoptic analysis, a new conceptual framework, new research tools and new research practices will be required to interpret and to help mitigate and steer the grand transformations underway. What is needed is independent research in a domain that is strongly shaped by technological developments and applied science, but also political and economic interests. Such research will have to overcome traditional borderlines, also between the natural sciences, the social sciences and the humanities. Many transversal connections between knowledge domains are needed to grasp the present situation and the interconnectedness of phenomena that we face.

We want to call such research 'geo-anthropology', the science of human–Earth interaction. Geo-anthropology studies the various mechanisms, dynamics and pathways that have moved us into the Anthropocene. A key challenge of this framework for future research will be to address multiple scales of description, drawn from multiple forms of expertise, that help to shift between the analysis of specific micro-spheres and the planetary macro-sphere. Various temporalities, including deep-time perspectives, the history of the present and scenarios for the future, will have to be brought into productive contact with each other.

The challenge is both to understand the systemic properties of the current transformation happening across many scales, but also to actively shape its future path as part of a broader dialogue with stakeholders in society, the arts, design, politics and industry. The Anthropocene calls for plurality of knowledge. Perspectives are opened up rather than reduced. The history of science and technology tells us that it is in these kinds of open spaces that critical and disruptive work can develop. Here and today it is for us to understand and possibly counter the critical features of a disruptive technology. A new Max Planck initiative concerned with geo-anthropology intends to contribute to this fundamental research.