Spójrzmy na dostępne dowody.
Pięć minut zajęło Gavinowi Schmidtowi opanowanie mnie.
Schmitd jest dyrektorem Goddard Space Research Institute NASA (znanego również jako GISS), światowej klasy instytucji naukowej zajmującej się badaniami klimatologicznymi. Pewnego dnia w zeszłym roku przyjechałem do GISS z niezwykłą propozycją. Jako astrofizyk zacząłem badać globalne ocieplenie z „astrobiologicznej perspektywy”. To znaczy, starałem się dowiedzieć, czy jakakolwiek cywilizacja, która pojawia się na jakiejkolwiek planecie, poprzez swoją działalność, wywołuje własną wersję zmiany klimatu. Przyjechałem do GISS tego dnia z nadzieją, że zdobędę wiedzę z zakresu klimatologii i być może znajdę towarzyszy do tej pracy. W ten sposób trafiłem do gabinetu Gavina.
Kiedy entuzjastycznie opowiadałem o moim planie badawczym, Gavin mi przerwał.
„Poczekaj chwilę”, powiedział, „skąd wiesz, że jesteśmy jedyną cywilizacją, jaka kiedykolwiek istniała na naszej planecie?”
Kilka sekund zajęło mi podniesienie opadłej szczęki z podłogi. Oczywiście wszedłem do gabinetu Gavina, gotowy przewrócić oczami na wzmiankę o egzo-cywilizacjach. Ale cywilizacje, o które pytał, mogły istnieć wiele milionów lat temu. Siedząc tutaj i patrząc moim wewnętrznym spojrzeniem przez ogromny teleskop ewolucyjny w przeszłość Ziemi, poczułem chwilowe zawroty głowy. - Tak - wymamrotałem - czy to możliwe, że już tak dawno mieliśmy cywilizację przemysłową?
Nigdy nie wróciliśmy do kwestii innych cywilizacji. Ale ta pierwsza rozmowa zapoczątkowała nowe badanie, które niedawno opublikowaliśmy w International Journal of Astrobiology. I chociaż nikt z nas tego w tym momencie nie rozumiał, to głębokie pytanie Gavina otworzyło okno nie tylko na przeszłość Ziemi, ale także na naszą własną przyszłość.
Jesteśmy przyzwyczajeni do myślenia o wymarłych cywilizacjach jako zatopionych posągach i podziemnych ruinach. Tego rodzaju artefakty, które pozostały po dawnych społeczeństwach ludzkich, są dobre, jeśli interesują nas tylko ramy czasowe kilku tysięcy lat. Ale kiedy cofniesz czas o setki milionów lat, sprawy stają się znacznie bardziej skomplikowane.
Film promocyjny:
Jeśli chodzi o bezpośrednie dowody na istnienie cywilizacji przemysłowych - takich jak miasta, fabryki i drogi - ślady geologiczne sięgają aż do tzw. Czwartorzędu, który rozpoczął się 2,6 miliona lat temu. Na przykład najstarszy fragment powierzchni starożytnej ziemi znajduje się na pustyni Negew. Ma „zaledwie” 1,8 miliona lat. Obszary o bardziej starożytnej powierzchni ziemi można zwykle znaleźć w części, na przykład tam, gdzie znajduje się coś w rodzaju klifu lub tam, gdzie wydobywana jest skała. Jeśli chcesz zejść znacznie głębiej niż w okresie czwartorzędu, przekonasz się, że wszystko tam obróciło się w pył i zmieszało.
A jeśli posuniemy się tak daleko, nie będzie już mowy o cywilizacjach ludzkich. Homo sapiens pojawił się na planecie nie wcześniej niż 300 tysięcy lat temu czy coś w tym stylu. Oznacza to, że nasz problem dotyczy innych gatunków, dlatego Gavin nazwał to „hipotezą sylurską”, po jednym z odcinków starego serialu telewizyjnego Doctor Who, w którym były inteligentne gady.
Czy więc naukowcy mogą znaleźć wyraźne dowody na to, że niektóre starożytne gatunki stworzyły stosunkowo krótkotrwałą cywilizację przemysłową na długo przed naszą? Na przykład, być może jakiś wczesny ssak z epoki paleocenu (około 60 milionów lat temu) szybko się rozwinął i uformował cywilizację. Oczywiście są skamieniałości. Ale skamieniałe pozostałości życia są zawsze rzadkie i różnią się znacznie w zależności od czasu i miejsca zamieszkania żywych stworzeń. Dlatego bardzo łatwo można pominąć cywilizację przemysłową, która istniała zaledwie 100 tysięcy lat, a tymczasem jest to 500 razy dłużej niż nasza cywilizacja istniała do tej pory.
Biorąc pod uwagę, że wszystkie bezpośrednie dowody znikną za wiele milionów lat, jakie dowody można jeszcze znaleźć teraz? Najlepiej będzie odpowiedzieć na to pytanie, zastanawiając się, co zostawimy po sobie, jeśli ludzka cywilizacja upadnie na tym etapie rozwoju.
Teraz, gdy nasza cywilizacja przemysłowa stała się prawdziwie globalna, zbiorowa działalność ludzkości pozostawia po sobie różne ślady, które naukowcy mogą odkryć w przyszłości za 100 milionów lat. Na przykład aktywne stosowanie nawozów karmi siedem miliardów ludzi, ale oznacza to również, że zasoby azotu planety są przekierowywane na produkcję żywności. Przyszli badacze powinni to zobaczyć na podstawie charakterystyki azotu odkładającego się w skałach osadowych naszej epoki. To samo dotyczy naszej niezaspokojonej chciwości na metale ziem rzadkich używanych w gadżetach elektronicznych. Obecnie na powierzchni Ziemi jest o wiele więcej ich atomów, niż byłoby bez nas. Znajdziemy je również w przyszłych osadach. Jesteśmy również tak aktywni w produkcji i stosowaniu syntetycznych sterydów,że można je również znaleźć w warstwach geologicznych za 10 milionów lat.
Potem cały ten plastik. Badania wykazały, że na dnie morskim osadza się coraz większa ilość plastikowych i polietylenowych „śmieci morskich”, od obszarów przybrzeżnych po rowy głębinowe, a nawet w Arktyce. Wiatr, słońce i fale mielą duże obiekty tego materiału i wypełniają morza mikroskopijnymi cząsteczkami plastiku, które mogą osadzać się na dnie morskim, tworząc stabilną warstwę geologiczną.
Pytanie brzmi jednak, jak długo te ślady naszej cywilizacji będą trwać. W naszych badaniach stwierdziliśmy, że każdy z nich ma szansę utworzyć przyszłe złoża. Jednak, jak na ironię, najbardziej obiecującym wyznacznikiem istnienia ludzkości jako rozwiniętej cywilizacji mogą być wytwory najbardziej zagrażającej jej działalności.
Kiedy spalamy paliwa kopalne, uwalniamy węgiel, który był kiedyś częścią żywej tkanki, z powrotem do atmosfery. Jeden z trzech rodzajów tego starożytnego węgla, jednego z izotopów tego pierwiastka, jest wyczerpany. Im więcej paliw kopalnych spalamy, tym bardziej zmienia się równowaga tych izotopów. Naukowcy zajmujący się atmosferą nazywają to efektem Sousse, a zmianę stosunków izotopów węgla spowodowaną spalaniem paliw kopalnych można było łatwo prześledzić w ciągu ostatniego stulecia. Rosnące temperatury również pozostawiają sygnały izotopowe. Zmiany te będą widoczne dla każdego przyszłego naukowca, który analizuje odsłonięte warstwy skalne naszej ery. Wraz z tymi wskaźnikami warstwy geologiczne antropocenu mogą również odzwierciedlać krótkie skoki stężenia azotu, zawierać plastikowe nanocząsteczki, a nawet syntetyczne steroidy. Jeśli więc wszystkie te ślady naszej cywilizacji pozostaną w przyszłości, może te same „sygnały” w skale czekają teraz, aby powiedzieć nam o dawno minionej cywilizacji?
56 milionów lat temu na Ziemi wystąpiło maksimum termiczne paleocenu i eocenu (PETM). Podczas PETM średnia temperatura planety wzrosła o 15 stopni Fahrenheita wyżej niż w miejscu, w którym żyjemy dzisiaj. Był to świat praktycznie bez lodu, a zwykłe letnie temperatury na biegunach sięgały prawie 70 stopni Fahrenheita. Patrząc na dane izotopowe z okresu PETM, naukowcy mogą zobaczyć, że zarówno węgiel, jak i tlen zachowują się dokładnie tak, jak zgodnie z naszymi oczekiwaniami będą się zachowywać w warstwach geologicznych antropocenu. W historii Ziemi są inne wydarzenia, takie jak PETM, które niosą ślady podobne do tych, które pozostały z naszego antropocenu. Należą do nich wydarzenie, które miało miejsce kilka milionów lat po PETM, które utworzyły tajemnicze osady eocenu, oraz wydarzenia na dużą skalę w okresie kredy,w wyniku czego ocean pozostawał bez tlenu przez wiele tysiącleci (a nawet dłużej).
Czy to wszystko świadczy o istnieniu wcześniejszej niehumanoidalnej cywilizacji przemysłowej? Prawie na pewno nie. Chociaż istnieją dowody na to, że PETM było spowodowane masowym uwalnianiem węgla kopalnego do powietrza, ważny jest tutaj czas, w którym to wszystko się wydarzyło. Wybuchy izotopów podczas PETM miały miejsce od kilkuset tysięcy lat. To, co czyni antropocen tak wyjątkowym w historii Ziemi, to tempo, w jakim uwalniamy kopalny węgiel do atmosfery. Były okresy geologiczne, kiedy stężenia CO2 na Ziemi były tak wysokie lub nawet wyższe niż obecnie. Jednak nigdy w ciągu wielu miliardów lat w historii naszej planety tak szybko nie uwolniono do atmosfery tak dużej ilości węgla kopalnego. Dlatego wybuchy izotopowe, które widzimy w profilach geologicznych, mogą nie być wystarczająco ostre,aby potwierdzić hipotezę syluru.
Ale jest tu jedna komplikacja. Jeśli wcześniejszy rodzaj działalności przemysłowej był krótkotrwały, może nam nie być łatwo to dostrzec. Rozbłyski w PETM pokazują nam głównie okresy, w których Ziemia reagowała na „bodźce”, a niekoniecznie okres, w którym faktycznie ten bodziec zadziałał. W związku z tym określenie naprawdę krótkotrwałego zdarzenia w starożytnych osadach może wymagać specjalnych innowacyjnych metod wykrywania. Innymi słowy, jeśli nie szukasz tego konkretnie, możesz tego nie zobaczyć. Zrozumienie tego jest prawdopodobnie najbardziej konkretnym odkryciem naszego badania.
Nieczęsto piszesz artykuł, w którym przedstawiasz teorię, której nie popierasz. Gavin i ja nie wierzymy, że istniała na Ziemi cywilizacja, która miała 50 milionów lat w paleocenie. Zadając pytanie, czy „widzimy” ślady istnienia starożytnej cywilizacji przemysłowej, zostaliśmy zmuszeni do postawienia pytania o ogólne skutki jakiejkolwiek cywilizacji na planecie. To jest właśnie astrobiologiczna perspektywa zmian klimatycznych. Budowanie cywilizacji oznacza, że zbierasz energię planety i sprawiasz, że działa (praca polegająca na budowaniu cywilizacji). W momencie, gdy cywilizacja rzeczywiście osiąga skalę planetarną, sama zaczyna wpływać na układ planetarny, który dał jej życie (powietrze, woda, skały). Dotyczy to zwłaszcza młodych cywilizacji, takich jak nasza,którzy wciąż wspinają się po drabinie możliwości technologicznych. Innymi słowy, za wszystko trzeba zapłacić. I chociaż niektóre źródła energii będą miały mniejszy wpływ - na przykład energia słoneczna w porównaniu z paliwami kopalnymi - nadal niemożliwe jest rozwinięcie globalnej cywilizacji bez jakiegokolwiek wpływu na planetę.
Kiedy uświadomisz sobie, widząc zmiany klimatyczne, że musisz szukać mniej agresywnych sposobów wytwarzania energii, zaczniesz mieć mniejszy wpływ na planetę. Zatem im bardziej świadoma jest twoja cywilizacja, tym mniej śladów pozostawiasz dla przyszłych pokoleń.
Ponadto nasza praca ujawniła potencjalną możliwość, że na niektórych planetach mogą wystąpić cykle cywilizacji opartych na paliwach kopalnych, które są tworzone i niszczone. Jeśli cywilizacja wykorzystuje paliwa kopalne, zmiana klimatu może spowodować drastyczny spadek poziomu tlenu w oceanach. Tak niski poziom tlenu w oceanie, zwany „anoksją oceaniczną”, przyczynia się do powstawania różnorodnych paliw kopalnych, głównie ropy i węgla. Zatem jedna cywilizacja, która popadła w ruinę, może przygotować grunt pod istnienie nowej cywilizacji w przyszłości.
Zadając pytanie o cywilizacje zagubione w czasie, interesuje nas również to, czy mogą istnieć jakieś uniwersalne zasady, które rządzą rozwojem wszystkich biosfer w całym ich różnorodnym potencjale, w tym powstawaniem cywilizacji. Nawet bez ludzi z paleocenu jeżdżących pickupami, dopiero zaczynamy rozumieć, jak bogaty może być ten potencjał.
Adam Frank jest profesorem astrofizyki na University of Rochester. Jego prace zostały opublikowane w Scientific American, The New York Times i NPR. Jest autorem książki „Światło gwiazd: obce światy i losy Ziemi”.