Pada tahun 1950-an, ahli fizik terkenal Enrico Fermi mengajukan pertanyaan yang merangkumi salah satu pertanyaan paling sulit dalam Pencarian Kecerdasan Ekstra-Terestrial (SETI): "Di manakah orang itu?" Apa yang dimaksudkannya adalah, mengingat usia Alam Semesta (13.8 bilion tahun), jumlah galaksi (antara 1 dan 2 trilion), dan jumlah planet secara keseluruhan, mengapa manusia masih belum menemukan bukti kecerdasan luar daratan?
Soalan ini, yang kemudian dikenal sebagai "Fermi Paradox", adalah sesuatu yang terus difikirkan oleh para saintis. Dalam kajian baru, pasukan dari University of Rochester menganggap bahawa mungkin Perubahan Iklim adalah alasannya. Dengan menggunakan model matematik berdasarkan Anthropocene, mereka mempertimbangkan bagaimana peradaban dan sistem planet berkembang bersama dan sama ada spesies pintar mampu hidup lestari dengan persekitarannya atau tidak.
Kajian yang berjudul "The Anthropocene Generalized: Evolution of Exo-Civilizations and their Planetary Feedback", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Astrobiologi. Kajian ini diketuai oleh Adam Frank, seorang profesor fizik dan astronomi di University of Rochester, dengan bantuan Jonathan Carroll-Nellenback (saintis komputasi kanan di Rochester) Marina Alberti dari University of Washington, dan Axel Kleidon dari Max Institut Biogeokimia Planck.
Hari ini, Perubahan Iklim adalah salah satu masalah paling mendesak yang dihadapi umat manusia. Berkat perubahan yang telah terjadi dalam beberapa abad terakhir - iaitu revolusi industri, pertumbuhan penduduk, pertumbuhan pusat bandar dan pergantungan pada bahan bakar fosil - manusia telah memberi kesan yang besar pada planet ini. Sebenarnya, banyak ahli geologi menyebut era sekarang sebagai "Anthropocene" kerana manusia telah menjadi satu-satunya faktor terbesar yang mempengaruhi evolusi planet.
Di masa depan, populasi dijangka bertambah jauh, mencapai sekitar 10 bilion pada pertengahan abad dan lebih dari 11 bilion pada tahun 2100. Pada masa itu, jumlah orang yang tinggal di pusat bandar juga akan meningkat secara mendadak, meningkat dari 54% menjadi 66% pada pertengahan abad. Oleh itu, keraguan bagaimana berbilion orang dapat hidup secara berkesinambungan telah menjadi semakin penting.
Prof Frank, yang juga pengarang buku baru Cahaya Bintang: Dunia Alien dan Nasib Bumi (yang menggunakan kajian ini), melakukan kajian ini dengan rakan-rakannya untuk mengatasi masalah Perubahan Iklim dalam konteks astrobiologi. Seperti yang dijelaskannya dalam siaran akhbar University of Rochester:
“Astrobiologi adalah kajian tentang kehidupan dan kemungkinannya dalam konteks planet. Itu termasuk ‘exo-peradaban’ atau yang biasa kita sebut sebagai makhluk asing. Sekiranya kita bukan peradaban pertama di alam semesta, itu bermakna kemungkinan ada peraturan untuk bagaimana nasib peradaban muda seperti kemajuan kita sendiri. "
Dengan menggunakan Anthropocene sebagai contoh, seseorang dapat melihat bagaimana sistem planet peradaban berkembang bersama, dan bagaimana peradaban dapat membahayakan dirinya melalui pertumbuhan dan pengembangan - dalam apa yang dikenal sebagai "perangkap kemajuan". Pada asasnya, apabila peradaban berkembang, mereka menghabiskan lebih banyak sumber daya planet ini, yang menyebabkan perubahan keadaan planet ini. Dalam pengertian ini, nasib sebuah peradaban bergantung kepada bagaimana mereka menggunakan sumber daya planet mereka.
Untuk menggambarkan proses ini, Frank dan rakan-rakannya mengembangkan model matematik yang menganggap tamadun dan planet secara keseluruhan. Seperti yang dijelaskan oleh Prof Frank:
"Intinya adalah untuk menyedari bahawa mendorong perubahan iklim mungkin sesuatu yang umum. Undang-undang fizik menuntut bahawa mana-mana populasi muda, membangun peradaban berintensifkan tenaga seperti kita, akan mendapat maklum balas mengenai planetnya. Melihat perubahan iklim dalam konteks kosmik ini dapat memberi kita gambaran yang lebih baik mengenai apa yang sedang berlaku kepada kita sekarang dan bagaimana menanganinya. "
Model ini juga berdasarkan kajian kes peradaban yang pupus, yang merangkumi contoh terkenal dari apa yang menjadi penduduk Rapa Nui (aka Pulau Paskah). Menurut kajian arkeologi, orang-orang Pasifik Selatan mulai menjajah pulau ini antara 400 dan 700 CE dan penduduknya mencapai puncak 10.000 sekitar 1200 hingga 1500 CE.
Pada abad ke-18, bagaimanapun, penduduk telah menghabiskan sumber daya mereka dan populasi menurun menjadi hanya tahun 2000. Contoh ini menimbulkan konsep penting yang dikenal sebagai "daya dukung", yang merupakan jumlah maksimum spesies yang dapat disokong oleh persekitaran. Seperti yang dijelaskan oleh Frank, Perubahan Iklim pada dasarnya adalah bagaimana Bumi bertindak balas terhadap pengembangan tamadun kita:
"Jika anda mengalami perubahan iklim yang sangat kuat, maka daya dukung anda mungkin akan menurun, kerana, misalnya, pertanian berskala besar mungkin terganggu. Bayangkan jika perubahan iklim menyebabkan hujan berhenti turun di Midwest. Kami tidak akan dapat menanam makanan, dan populasi kami akan berkurang. "
Dengan menggunakan model matematik mereka, pasukan mengenal pasti empat senario yang mungkin berlaku di planet ini. Ini termasuk senario Mati-Mati, senario Kelestarian, senario Keruntuhan Tanpa Perubahan Sumber, dan senario Keruntuhan Dengan Perubahan Sumber. Di dalam Mati-Mati senario, populasi dan keadaan planet ini (contohnya suhu purata) meningkat dengan cepat.
Ini akhirnya akan menyebabkan puncak populasi dan kemudian penurunan yang cepat kerana keadaan planet yang berubah menjadikan lebih sukar bagi kebanyakan penduduk untuk bertahan hidup. Akhirnya, tahap populasi yang stabil akan dicapai, tetapi hanya sebahagian kecil dari jumlah populasi puncak. Senario ini berlaku apabila tamadun tidak mahu atau tidak dapat berubah dari sumber berimpak tinggi (iaitu minyak, arang batu, pemotongan jelas) menjadi sumber lestari (tenaga boleh diperbaharui).
Di dalam Kelestarian senario, keadaan penduduk dan planet kedua-duanya meningkat, tetapi akhirnya bersatu dengan nilai-nilai mantap, sehingga dapat mengelakkan sebarang bencana. Senario ini berlaku apabila tamadun menyedari bahawa perubahan persekitaran mengancam keberadaannya dan berjaya membuat peralihan dari sumber berimpak tinggi ke sumber lestari.
Dua senario terakhir - Runtuhkan Tanpa Perubahan Sumber dan Runtuhkan Dengan Perubahan Sumber - berbeza dalam satu aspek utama. Yang pertama, populasi dan suhu meningkat dengan cepat sehingga populasi mencapai puncak dan mulai menurun dengan cepat - walaupun tidak jelas apakah spesies itu sendiri dapat bertahan. Pada yang terakhir, populasi dan suhu meningkat dengan cepat, tetapi populasi menyedari bahaya dan membuat peralihan. Malangnya, perubahan itu terlambat dan penduduknya semakin runtuh.
Pada masa ini, para saintis tidak dapat mengatakan dengan yakin mana nasib yang akan dihadapi manusia. Mungkin kita akan melakukan peralihan sebelum terlambat, mungkin tidak. Tetapi sementara itu, Frank dan rakan-rakannya berharap dapat menggunakan model yang lebih terperinci untuk meramalkan bagaimana planet akan bertindak balas terhadap peradaban dan cara berbeza mereka menggunakan tenaga dan sumber daya untuk berkembang.
Dari ini, saintis mungkin dapat memperbaiki ramalan mereka tentang apa yang menanti kita pada abad ini dan seterusnya. Pada masa inilah perubahan penting akan terjadi, yang meliputi pertumbuhan penduduk yang disebutkan di atas, dan kenaikan suhu yang stabil. Sebagai contoh, berdasarkan dua senario yang mengukur kenaikan CO2 pada tahun 2100, NASA menunjukkan bahawa suhu global dapat meningkat sama ada 2.5 ° C (4.5 ° F) atau 4.4 ° C (8 ° F).
Dalam senario sebelumnya, di mana tahap CO2 mencapai 550 ppm menjelang 2100, perubahannya akan berterusan. Tetapi dalam senario terakhir, di mana tahap CO2 mencapai 800 ppm, perubahan tersebut akan menyebabkan gangguan yang meluas pada sistem yang bergantung pada miliaran manusia untuk kehidupan dan kelangsungan hidup mereka. Lebih buruk lagi, kehidupan akan menjadi tidak dapat ditahan di kawasan-kawasan tertentu di dunia, yang menyebabkan berlakunya perpindahan besar-besaran dan krisis kemanusiaan.
Selain menawarkan kemungkinan resolusi untuk Fermi Paradox, kajian ini menawarkan beberapa nasihat berguna untuk manusia. Dengan memikirkan tamadun dan planet secara keseluruhan - sama ada Bumi atau exoplanet - penyelidik akan dapat meramalkan dengan lebih baik perubahan yang diperlukan agar tamadun manusia dapat bertahan. Seperti yang diperingatkan oleh Frank, sangat mustahak agar manusia bergerak sekarang untuk memastikan bahawa senario terburuk tidak berlaku di Bumi:
"Sekiranya anda cukup mengubah iklim bumi, anda mungkin tidak dapat mengubahnya kembali. Walaupun anda mundur dan mula menggunakan tenaga suria atau sumber lain yang kurang memberi kesan, ia mungkin sudah terlambat, kerana planet ini sudah berubah. Model ini menunjukkan bahawa kita tidak boleh memikirkan populasi yang berkembang dengan sendirinya. Kita harus memikirkan planet dan peradaban kita berkembang bersama. "
Dan pastikan untuk menikmati video ini yang membahas penyelidikan Prof Frank dan pasukannya, dari University of Rochester:
