Pada 1950-an, fisikawan terkenal Enrico Fermi mengajukan pertanyaan yang merangkum salah satu pertanyaan terberat dalam Pencarian untuk Kecerdasan Ekstra-Terestrial (SETI): "Di mana sih semua orang?" Apa yang dia maksudkan adalah, mengingat usia Alam Semesta (13,8 miliar tahun), banyaknya galaksi (antara 1 dan 2 triliun), dan jumlah keseluruhan planet, mengapa umat manusia masih belum menemukan bukti kecerdasan ekstra-terestrial?
Pertanyaan ini, yang kemudian dikenal sebagai "Fermi Paradox", adalah sesuatu yang terus direnungkan oleh para ilmuwan. Dalam sebuah studi baru, sebuah tim dari University of Rochester menganggap bahwa mungkin Perubahan Iklim adalah alasannya. Dengan menggunakan model matematika yang didasarkan pada Anthropocene, mereka mempertimbangkan bagaimana peradaban dan sistem planet berevolusi bersama dan apakah spesies cerdas mampu hidup berkelanjutan dengan lingkungannya.
Studi yang berjudul "The Anthropocene Generalized: Evolution of Ex-Civilizations dan Umpan Balik Planet Mereka", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Astrobiologi. Studi ini dipimpin oleh Adam Frank, seorang profesor fisika dan astronomi di University of Rochester, dengan bantuan Jonathan Carroll-Nellenback (seorang ilmuwan komputasi senior di Rochester) Marina Alberti dari University of Washington, dan Axel Kleidon dari the Max Institut Planck untuk Biogeokimia.
Hari ini, Perubahan Iklim adalah salah satu masalah paling mendesak yang dihadapi umat manusia. Berkat perubahan yang telah terjadi dalam beberapa abad terakhir - yaitu revolusi industri, pertumbuhan populasi, pertumbuhan pusat kota dan ketergantungan pada bahan bakar fosil - manusia telah memiliki dampak yang signifikan terhadap planet ini. Faktanya, banyak ahli geologi menyebut era saat ini sebagai "Anthropocene" karena manusia telah menjadi faktor terbesar yang mempengaruhi evolusi planet.
Di masa depan, populasi diperkirakan akan tumbuh lebih jauh lagi, mencapai sekitar 10 miliar pada pertengahan abad dan lebih dari 11 miliar pada tahun 2100. Pada saat itu, jumlah orang yang tinggal di pusat kota juga akan meningkat secara dramatis, meningkat dari 54% menjadi 66% pada pertengahan abad Dengan demikian, pertanyaan tentang bagaimana milyaran orang dapat hidup berkelanjutan menjadi semakin penting.
Prof Frank, yang juga penulis buku baru itu Terang Bintang: Dunia Asing dan Nasib Bumi (yang mengacu pada penelitian ini), melakukan penelitian ini dengan rekan-rekannya untuk mengatasi masalah Perubahan Iklim dalam konteks astrobiologis. Seperti yang dia jelaskan dalam siaran pers University of Rochester:
“Astrobiologi adalah studi tentang kehidupan dan kemungkinannya dalam konteks planet. Itu termasuk 'exo-civilizations' atau yang biasa kita sebut alien. Jika kita bukan peradaban pertama alam semesta, itu berarti ada kemungkinan akan ada peraturan tentang bagaimana nasib peradaban muda seperti kemajuan kita sendiri. "
Dengan menggunakan Anthropocene sebagai contoh, orang dapat melihat bagaimana sistem peradaban-planet saling berevolusi, dan bagaimana sebuah peradaban dapat membahayakan dirinya sendiri melalui pertumbuhan dan ekspansi - dalam apa yang dikenal sebagai "perangkap kemajuan". Pada dasarnya, ketika peradaban tumbuh, mereka mengkonsumsi lebih banyak sumber daya planet ini, yang menyebabkan perubahan kondisi planet ini. Dalam hal ini, nasib sebuah peradaban adalah bagaimana mereka menggunakan sumber daya planet mereka.
Untuk menggambarkan proses ini, Frank dan rekan-rekannya mengembangkan model matematika yang menganggap peradaban dan planet sebagai satu kesatuan. Seperti dijelaskan Prof. Frank:
“Intinya adalah mengakui bahwa mendorong perubahan iklim mungkin sesuatu yang generik. Hukum fisika menuntut bahwa populasi muda mana pun, yang membangun peradaban yang intensif energi seperti kita, akan mendapatkan umpan balik tentang planetnya. Melihat perubahan iklim dalam konteks kosmik ini dapat memberi kita wawasan yang lebih baik tentang apa yang terjadi pada kita sekarang dan bagaimana menghadapinya. "
Model ini juga didasarkan pada studi kasus peradaban yang punah, yang termasuk contoh terkenal tentang apa yang terjadi pada penduduk Rapa Nui (alias. Pulau Paskah). Menurut studi arkeologi, orang-orang Pasifik Selatan mulai menjajah pulau ini antara 400 dan 700 M dan populasinya mencapai 10.000 sekitar sekitar 1200 hingga 1500 M.
Namun, pada abad ke-18, penduduk telah menghabiskan sumber dayanya dan populasinya menurun menjadi hanya 2000. Contoh ini meningkatkan konsep penting yang dikenal sebagai “daya dukung”, yang merupakan jumlah maksimum spesies yang dapat didukung oleh suatu lingkungan. Seperti yang dijelaskan Frank, Perubahan Iklim pada dasarnya adalah bagaimana Bumi merespons ekspansi peradaban kita:
“Jika Anda mengalami perubahan iklim yang sangat kuat, maka daya dukung Anda akan turun, karena, misalnya, pertanian skala besar mungkin sangat terganggu. Bayangkan jika perubahan iklim menyebabkan hujan berhenti jatuh di Midwest. Kami tidak akan bisa menanam makanan, dan populasi kami akan berkurang. "
Menggunakan model matematika mereka, tim mengidentifikasi empat skenario potensial yang mungkin terjadi di sebuah planet. Ini termasuk skenario Mati, skenario Keberlanjutan, skenario Runtuhkan Tanpa Perubahan Sumber Daya, dan skenario Runtuhkan Dengan Perubahan Sumberdaya. Dalam Mati Skenario, populasi dan keadaan planet (misalnya, suhu rata-rata) naik sangat cepat.
Ini pada akhirnya akan mengarah pada puncak populasi dan kemudian penurunan yang cepat karena perubahan kondisi planet membuat mayoritas populasi sulit untuk bertahan hidup. Pada akhirnya, tingkat populasi yang stabil akan tercapai, tetapi itu hanya sebagian kecil dari apa yang dimaksud dengan populasi puncak. Skenario ini terjadi ketika peradaban tidak mau atau tidak dapat mengubah dari sumber daya berdampak tinggi (mis. Minyak, batubara, tebang habis) menjadi yang berkelanjutan (energi terbarukan).
Dalam Keberlanjutan Skenario, populasi dan kondisi planet keduanya naik, tetapi akhirnya datang bersama dengan nilai-nilai stabil, sehingga menghindari efek bencana. Skenario ini terjadi ketika peradaban menyadari bahwa perubahan lingkungan mengancam keberadaan mereka dan berhasil melakukan transisi dari sumber daya berdampak tinggi ke sumber daya berkelanjutan.
Dua skenario terakhir - Runtuh Tanpa Perubahan Sumber Daya dan Runtuh Dengan Perubahan Sumber Daya - berbeda dalam satu hal utama. Pada yang pertama, populasi dan suhu keduanya meningkat dengan cepat sampai populasi mencapai puncaknya dan mulai turun dengan cepat - meskipun tidak jelas apakah spesies itu sendiri bertahan. Pada yang terakhir, populasi dan suhu meningkat dengan cepat, tetapi populasi mengenali bahaya dan melakukan transisi. Sayangnya, perubahannya sudah terlambat dan populasi tetap saja runtuh.
Saat ini, para ilmuwan tidak dapat mengatakan dengan keyakinan mana nasib ini akan menjadi satu-satunya wajah umat manusia. Mungkin kita akan melakukan transisi sebelum terlambat, mungkin tidak. Tetapi sementara itu, Frank dan rekan-rekannya berharap untuk menggunakan model yang lebih rinci untuk memprediksi bagaimana planet akan menanggapi peradaban dan berbagai cara mereka mengkonsumsi energi dan sumber daya untuk tumbuh.
Dari ini, para ilmuwan mungkin dapat memperbaiki prediksi mereka tentang apa yang menanti kita di abad ini dan selanjutnya. Selama waktu inilah perubahan penting akan terjadi, yang meliputi pertumbuhan populasi yang disebutkan di atas, dan kenaikan suhu yang stabil. Sebagai contoh, berdasarkan pada dua skenario yang mengukur peningkatan CO2 pada tahun 2100, NASA mengindikasikan bahwa suhu global dapat naik baik 2,5 ° C (4,5 ° F) atau 4,4 ° C (8 ° F).
Dalam skenario sebelumnya, di mana tingkat CO2 mencapai 550 ppm pada tahun 2100, perubahannya akan berkelanjutan. Tetapi dalam skenario terakhir, di mana tingkat CO2 mencapai 800 ppm, perubahan akan menyebabkan gangguan luas pada sistem yang bergantung pada miliaran manusia untuk penghidupan dan kelangsungan hidup mereka. Lebih buruk dari itu, kehidupan akan menjadi tidak dapat dipertahankan di wilayah-wilayah tertentu di dunia, yang mengarah pada pemindahan besar-besaran dan krisis kemanusiaan.
Selain menawarkan resolusi yang mungkin untuk Fermi Paradox, penelitian ini menawarkan beberapa saran yang bermanfaat bagi manusia. Dengan memikirkan peradaban dan planet secara keseluruhan - baik itu Bumi atau planet ekstrasurya - para peneliti akan dapat memprediksi dengan lebih baik perubahan apa yang diperlukan bagi peradaban manusia untuk bertahan hidup. Seperti yang diperingatkan Frank, sangat penting bagi umat manusia untuk memobilisasi sekarang untuk memastikan bahwa skenario terburuk tidak terjadi di Bumi:
"Jika Anda cukup mengubah iklim bumi, Anda mungkin tidak dapat mengubahnya kembali. Bahkan jika Anda mundur dan mulai menggunakan tenaga surya atau sumber daya lain yang kurang berdampak, mungkin sudah terlambat, karena planet ini sudah berubah. Model-model ini menunjukkan kita tidak bisa hanya berpikir tentang populasi yang berkembang sendiri. Kita harus berpikir tentang planet dan peradaban kita yang ikut berkembang. ”
Dan pastikan untuk menikmati video ini yang membahas penelitian Prof. Frank dan timnya, milik Universitas Rochester:
