Di fronte al cambiamento climatico, alla deforestazione e alla perdita di biodiversità, creare una versione sostenibile di civiltà è uno dei compiti più urgenti dell’umanità. Ma quando affrontiamo questa immensa sfida, raramente ci chiediamo quale potrebbe essere la domanda più urgente di tutte: come facciamo a sapere se la sostenibilità è possibile?
Gli astronomi hanno registrato una quota considerevole di stelle, galassie, comete e buchi neri dell’universo. Ma l’universo contiene anche pianeti pianeti con civiltà sostenibili? O ogni civiltà che potrebbe essere sorta nel cosmo dura solo pochi secoli prima di cadere a causa del cambiamento climatico o di altre catastrofi che innesca?
Si tratta dell’ipotesi del “Grande Filtro“, formulata per rispondere all’iconico “Paradosso di Fermi“.
L’astrofisico Adam Frank, professore di fisica e astronomia all’Università di Rochester, fa parte di un gruppo di ricercatori che hanno mosso i primi passi per rispondere a queste domande. In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Astrobiology, il gruppo, che comprende Adam Frank, Jonathan Carroll-Nellenback, uno scienziato computazionale senior a Rochester, Martina Alberti dell’Università di Washington e Axel Kleidon del Max Planck Institute for Biogeochemistry, affronta queste domande da una prospettiva “astrobiologica”.
“L’astrobiologia è lo studio della vita e delle sue possibilità in un contesto planetario”, ha affermato Frank, che è anche autore del nuovo libro Light of the Stars: Alien Worlds and the Fate of the Earth, che attinge a questo studio. “Ciò include ‘exo-civiltà’ o ciò che di solito chiamiamo alieni”.
Frank ed i suoi colleghi sottolineano che le discussioni sul cambiamento climatico raramente si svolgono in questo contesto più ampio, che considera la probabilità che questa non sia la prima volta nella storia cosmica che un pianeta e la sua biosfera si sono evoluti in qualcosa di simile a ciò che abbiamo creato sulla Terra. “Se non siamo la prima civiltà dell’universo”, sostiene Frank, “significa che è probabile che ci siano regole su come progredisce il destino di una giovane civiltà come la nostra”.
Man mano che la popolazione di una civiltà cresce, utilizza sempre più risorse del suo pianeta. Consumando le risorse del pianeta, la civiltà cambia le condizioni del pianeta. In breve, civiltà e pianeti non si evolvono separatamente l’uno dall’altro; si evolvono in modo interdipendente e il destino della nostra stessa civiltà dipende da come utilizziamo le risorse della Terra.
Per illustrare come i sistemi civiltà-pianeta si evolvono congiuntamente, Frank ed i suoi collaboratori hanno sviluppato un modello matematico per mostrare i modi in cui una popolazione tecnologicamente avanzata e il suo pianeta potrebbero svilupparsi insieme. Pensando alle civiltà ed ai pianeti, anche quelli alieni, nel loro insieme, i ricercatori possono prevedere meglio ciò che potrebbe essere necessario per la sopravvivenza del progetto umano di civiltà.
“Riconoscere e guidare il cambiamento climatico può essere qualcosa di generico”, ha affermato Frank. “Le leggi della fisica mostrano che ogni giovane popolazione, costruendo una civiltà ad alta intensità energetica come la nostra, abbia un feedback sul suo pianeta. Vedere il cambiamento climatico in questo contesto cosmico può darci una visione migliore di ciò che ci sta accadendo ora e di come affrontarlo”.
Usando il loro modello matematico, i ricercatori hanno scoperto quattro potenziali scenari che potrebbero verificarsi in un sistema pianeta-civiltà:
- Morire: la popolazione e lo stato del pianeta (indicato da qualcosa come la sua temperatura media) aumentano molto rapidamente. Alla fine, la popolazione raggiunge il picco e poi diminuisce rapidamente poiché l’aumento della temperatura planetaria rende le condizioni più difficili per sopravvivere. Viene raggiunto un livello di popolazione stabile, ma è solo una frazione del picco di popolazione. “Immagina se 7 persone su 10 che conosci morissero rapidamente”, ha affermato Frank. “Non è chiaro se una civiltà tecnologica complessa possa sopravvivere a quel tipo di cambiamento”.
- Sostenibilità: la popolazione e la temperatura aumentano, ma alla fine entrambe raggiungono valori stabili senza effetti catastrofici. Questo scenario si verifica nei modelli quando la popolazione riconosce di avere un effetto negativo sul pianeta e passa dall’utilizzo di risorse ad alto impatto, come il petrolio, a risorse a basso impatto, come l’energia solare.
- Crollo senza cambiamento delle risorse: la popolazione e la temperatura aumentano rapidamente fino a quando la popolazione raggiunge un picco e scende precipitosamente. In questi modelli la civiltà collassa, anche se non è chiaro se la specie stessa si estingua completamente.
- Crollo con il cambiamento delle risorse: la popolazione e la temperatura aumentano, ma la popolazione riconosce che sta causando un problema e passa da risorse ad alto impatto a risorse a basso impatto. Le cose sembrano stabilizzarsi per un po’, ma si scopre che la risposta è arrivata troppo tardi e la popolazione crolla comunque.
“L’ultimo scenario è il più spaventoso”, sostiene Frank. “Anche se hai fatto la cosa giusta, se hai aspettato troppo a lungo, potresti comunque far crollare la tua popolazione”.
I ricercatori hanno creato i loro modelli basandosi in parte su casi di studio di civiltà estinte, come gli abitanti dell’Isola di Pasqua. L’isola fu colonizzata tra il 400 e il 700 d.C. e la sua popolazione crebbe fino a raggiungere un picco di 10.000 tra il 1200 e il 1500 d.C. Nel XVIII secolo, tuttavia, gli abitanti avevano esaurito le loro risorse e la popolazione scese drasticamente a circa 2.000 persone.
La moria della popolazione dell’Isola di Pasqua si riferisce a un concetto chiamato capacità di carico, o il numero massimo di specie che un ambiente può supportare. La risposta della Terra alla costruzione della civiltà è ciò che realmente riguarda il cambiamento climatico, ha detto Frank. “Se attraversi un cambiamento climatico davvero forte, la tua capacità di carico potrebbe diminuire, perché, ad esempio, l’agricoltura su larga scala potrebbe essere meno efficiente. Immagina se il cambiamento climatico facesse smettere di cadere la pioggia. Non saremmo in grado di coltivare cibo e la nostra popolazione diminuirebbe”.
In questo momento i ricercatori non possono prevedere in modo definitivo il destino della Terra. I prossimi passi saranno l’utilizzo di modelli più dettagliati del modo in cui i pianeti potrebbero comportarsi quando una civiltà consuma energia di qualsiasi forma per crescere. Nel frattempo, Frank lancia un sobrio avvertimento.
“Se cambi abbastanza il clima della terra, potresti non essere in grado di cambiarlo di nuovo”, ha affermato. “Anche se ti tirassi indietro e iniziassi a utilizzare il solare o altre risorse meno impattanti, potrebbe essere troppo tardi, poiché il pianeta sta già cambiando. Questi modelli mostrano che non possiamo limitarci a pensare a una popolazione che si evolve da sola. Dobbiamo pensare ai nostri pianeti e alle nostre civiltà in co-evoluzione”.
Fonte: Astrobiology
