Diante da mudança climática, desmatamento e perda de biodiversidade, criar uma versão sustentável da civilização é uma das tarefas mais urgentes da humanidade. Mas ao enfrentar este imenso desafio, raramente perguntamos o que pode ser a pergunta mais urgente de todas:como saber se a sustentabilidade é mesmo possível? Os astrônomos inventaram uma parte considerável das estrelas do universo, galáxias, cometas, e buracos negros. Mas planetas com civilizações sustentáveis ​​também são algo que o universo contém? Ou toda civilização que pode ter surgido no cosmos dura apenas alguns séculos antes de cair devido à mudança climática que ela desencadeia?

Astrofísico Adam Frank, professor de física e astronomia da Universidade de Rochester, faz parte de um grupo de pesquisadores que deram os primeiros passos para responder a essas questões. Em um novo estudo publicado na revista Astrobiologia , o grupo, incluindo Frank, Jonathan Carroll-Nellenback, um cientista computacional sênior em Rochester, Martina Alberti, da Universidade de Washington, e Axel Kleidon, do Instituto Max Planck de Biogeoquímica - aborda essas questões de uma perspectiva "astrobiológica".

"Astrobiologia é o estudo da vida e de suas possibilidades em um contexto planetário, "diz Frank, que também é autor do novo livro Light of the Stars:Alien Worlds and the Fate of the Earth, que se baseia neste estudo. "Isso inclui 'exo-civilizações' ou o que geralmente chamamos de alienígenas."

Frank e seus colegas apontam que as discussões sobre as mudanças climáticas raramente ocorrem neste contexto mais amplo - que considera a probabilidade de que esta não seja a primeira vez na história cósmica que um planeta e sua biosfera evoluíram para algo como o que criamos na terra. "Se não formos a primeira civilização do universo, "Frank diz, "isso significa que provavelmente haverá regras sobre como o destino de uma jovem civilização como a nossa progride."

Conforme a população de uma civilização cresce, usa cada vez mais os recursos de seu planeta. Ao consumir os recursos do planeta, a civilização muda as condições do planeta. Resumidamente, civilizações e planetas não evoluem separadamente uns dos outros; eles evoluem de forma interdependente, e o destino de nossa própria civilização depende de como usamos os recursos da Terra.

A fim de ilustrar como os sistemas civilização-planeta coevoluem, Frank e seus colaboradores desenvolveram um modelo matemático para mostrar as maneiras pelas quais uma população tecnologicamente avançada e seu planeta podem se desenvolver juntos. Ao pensar em civilizações e planetas - mesmo os alienígenas - como um todo, os pesquisadores podem prever melhor o que pode ser necessário para a sobrevivência do projeto humano de civilização.

"A questão é reconhecer que impulsionar a mudança climática pode ser algo genérico, "Frank diz." As leis da física exigem que qualquer população jovem, construindo uma civilização de uso intensivo de energia como a nossa, vai ter feedback sobre seu planeta. Ver a mudança climática neste contexto cósmico pode nos dar uma visão melhor do que está acontecendo conosco agora e como lidar com isso. "

Usando seu modelo matemático, os pesquisadores encontraram quatro cenários potenciais que podem ocorrer em um sistema planeta-civilização:

1. Extinção:A população e o estado do planeta (indicado por algo como sua temperatura média) aumentam muito rapidamente. Eventualmente, a população atinge o pico e depois diminui rapidamente à medida que o aumento da temperatura planetária torna as condições de sobrevivência mais difíceis. Um nível populacional estável é alcançado, mas é apenas uma fração do pico da população. "Imagine se 7 em cada 10 pessoas que você conhece morresse rapidamente, "Frank diz." Não está claro que uma civilização tecnológica complexa possa sobreviver a esse tipo de mudança. "
2. Sustentabilidade:A população e a temperatura aumentam, mas eventualmente ambos chegam a valores estáveis ​​sem quaisquer efeitos catastróficos. Este cenário ocorre nos modelos quando a população reconhece que está causando um efeito negativo no planeta e deixa de usar recursos de alto impacto, como óleo, para recursos de baixo impacto, como a energia solar.
3. Colapso sem mudança de recursos:A população e a temperatura aumentam rapidamente até que a população atinge um pico e cai vertiginosamente. Nestes modelos a civilização entra em colapso, embora não esteja claro se a própria espécie morre completamente.
4. Colapso com mudança de recursos:a população e o aumento da temperatura, mas a população reconhece que está causando um problema e muda de recursos de alto impacto para recursos de baixo impacto. As coisas parecem se estabilizar por um tempo, mas a resposta acabou chegando tarde demais, e a população entra em colapso de qualquer maneira.

“O último cenário é o mais assustador, "Frank diz." Mesmo se você fez a coisa certa, se você esperou muito tempo, você ainda pode ter seu colapso populacional. "

Os pesquisadores criaram seus modelos baseados em parte em estudos de caso de civilizações extintas, como os habitantes da Ilha de Páscoa. As pessoas começaram a colonizar a ilha entre 400 e 700 DC e cresceram até uma população máxima de 10, 000 em algum momento entre 1200 e 1500 DC. No século 18, Contudo, os habitantes esgotaram seus recursos e a população caiu drasticamente para cerca de 2, 000 pessoas.

A morte da população da Ilha de Páscoa está relacionada a um conceito chamado capacidade de suporte, ou o número máximo de espécies que um ambiente pode suportar. A resposta da Terra à construção da civilização é o que realmente significa a mudança climática, Diz Frank. “Se você passar por mudanças climáticas realmente fortes, então sua capacidade de carga pode cair, Porque, por exemplo, a agricultura em grande escala pode ser fortemente prejudicada. Imagine se a mudança climática fizesse com que as chuvas parassem de cair no meio-oeste. Não seríamos capazes de cultivar alimentos, e nossa população diminuiria. "

No momento, os pesquisadores não podem prever definitivamente o destino da Terra. Os próximos passos serão usar modelos mais detalhados das maneiras como os planetas podem se comportar quando uma civilização consome energia de qualquer forma para crescer. Enquanto isso, Frank emite um aviso sóbrio.

"Se você mudar o clima da Terra o suficiente, você pode não ser capaz de alterá-lo de volta, "diz ele." Mesmo que você recuasse e começasse a usar a energia solar ou outros recursos menos impactantes, pode ser tarde demais, porque o planeta já está mudando. Esses modelos mostram que não podemos simplesmente pensar em uma população evoluindo por conta própria. Temos que pensar sobre nossos planetas e civilizações co-evoluindo. "