Neue Forschung stellt eine große Frage: Gibt es so etwas wie eine nachhaltige Zivilisation, vielleicht eine, die weit jenseits unserer eigenen Galaxie liegt? Oder sind alle Zivilisationen dazu verdammt, sich selbst zu zerstören?

"Wenn wir nicht die erste Zivilisation des Universums sind, bedeutet das, dass es wahrscheinlich Regeln gibt, wie das Schicksal einer jungen Zivilisation wie unseres voranschreitet."

Angesichts des Klimawandels, der Entwaldung und des Verlusts der Artenvielfalt ist die Schaffung einer nachhaltigen Version der Zivilisation eine der dringendsten Aufgaben der Menschheit. Aber wenn wir uns dieser immensen Herausforderung stellen, fragen wir uns selten, was vielleicht die drängendste Frage ist: Woher wissen wir, ob Nachhaltigkeit überhaupt möglich ist?

Astronomen haben einen beträchtlichen Teil der Sterne, Galaxien, Kometen und Schwarzen Löcher des Universums inventarisiert. Aber sind Planeten mit nachhaltigen Zivilisationen auch etwas, das das Universum enthält? Oder dauert jede Zivilisation, die im Kosmos entstanden sein mag, nur ein paar Jahrhunderte, bevor sie auf den Klimawandel trifft, den sie auslöst?

Der Astrophysiker Adam Frank, Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Rochester, gehört zu einer Gruppe von Forschern, die die ersten Schritte zur Beantwortung dieser Fragen unternommen haben. In einer neuen Studie in der Zeitschrift Astrobiologiebehandelt die Gruppe diese Fragen aus einer "astrobiologischen" Perspektive.

"Astrobiologie ist das Studium des Lebens und seiner Möglichkeiten im planetarischen Kontext", sagt Frank, der auch Autor des neuen Buches ist Licht der Sterne: Außerirdische Welten und das Schicksal der Erde (WW Norton, 2018),  was auf dieser Studie beruht. "Dazu gehören, Exo-Zivilisationen 'oder, was wir normalerweise Aliens nennen."

Frank und seine Kollegen weisen darauf hin, dass Diskussionen über den Klimawandel nur selten in diesem breiteren Kontext stattfinden - einer, der die Wahrscheinlichkeit berücksichtigt, dass ein Planet und seine Biosphäre nicht zum ersten Mal in der kosmischen Geschichte zu etwas geworden sind, was wir geschaffen haben auf der Erde.

"Wenn wir nicht die erste Zivilisation des Universums sind", sagt Frank, "bedeutet das, dass es wahrscheinlich Regeln dafür gibt, wie das Schicksal einer jungen Zivilisation wie unseres voranschreitet."

Vier Szenarien

Wenn die Bevölkerung einer Zivilisation wächst, benutzt sie immer mehr Ressourcen ihres Planeten. Indem sie die Ressourcen des Planeten verbraucht, verändert die Zivilisation die Bedingungen des Planeten. Kurz gesagt, Zivilisationen und Planeten entwickeln sich nicht getrennt voneinander; Sie entwickeln sich voneinander abhängig, und das Schicksal unserer eigenen Zivilisation hängt davon ab, wie wir die Ressourcen der Erde nutzen.

Um zu veranschaulichen, wie Zivilisation-Planetensysteme sich entwickeln, entwickelten Frank und seine Mitarbeiter ein mathematisches Modell, um Wege aufzuzeigen, wie sich eine technologisch fortschrittliche Bevölkerung und ihr Planet gemeinsam entwickeln könnten. Durch das Denken an Zivilisationen und Planeten - sogar an fremde - als Ganzes können Forscher besser vorhersagen, was für das Überleben des menschlichen Zivilisationsprojekts erforderlich sein könnte.

"Der Punkt ist, zu erkennen, dass der Klimawandel etwas Generisches sein kann", sagt Frank. "Die Gesetze der Physik verlangen, dass jede junge Bevölkerung, die eine energieintensive Zivilisation wie unsere baut, Rückmeldungen über ihren Planeten erhält. Wenn wir den Klimawandel in diesem kosmischen Kontext sehen, können wir besser einschätzen, was jetzt mit uns passiert und wie wir damit umgehen. "

Mit ihrem mathematischen Modell fanden die Forscher vier mögliche Szenarien, die in einem Zivilisation-Planeten-System auftreten könnten:

1. Absterben: Die Bevölkerung und der Zustand des Planeten (angezeigt durch etwas wie seine Durchschnittstemperatur) steigen sehr schnell an. Schließlich erreicht die Population ihren Höhepunkt und sinkt dann schnell, da die steigende Temperatur die Bedingungen erschwert. Es wird ein stetiges Bevölkerungsniveau erreicht, aber es ist nur ein Bruchteil der Spitzenbevölkerung. "Stellen Sie sich vor, 7 aus 10-Leuten, die Sie kennen, ist schnell gestorben", sagt Frank. "Es ist nicht klar, dass eine komplexe technologische Zivilisation diese Art von Veränderung überleben könnte."

2. Nachhaltigkeit: Die Bevölkerung und die Temperatur steigen, aber beide kommen zu stabilen Werten ohne katastrophale Auswirkungen. Dieses Szenario tritt in den Modellen auf, wenn die Population erkennt, dass es negative Auswirkungen auf den Planeten hat, und wechselt von der Verwendung von Ressourcen mit hoher Auswirkung wie Öl zu Ressourcen mit geringer Auswirkung wie Solarenergie.

3. Collapse ohne Ressourcenänderung: Die Bevölkerung und die Temperatur steigen beide schnell an, bis die Bevölkerung einen Höhepunkt erreicht und steil abfällt. In diesen Modellen bricht die Zivilisation zusammen, obwohl es nicht klar ist, ob die Spezies selbst vollständig aussterben wird.

4. Collapse mit Ressourcenänderung: Die Bevölkerung und die Temperatur steigen, aber die Bevölkerung erkennt, dass sie ein Problem verursacht und von Ressourcen mit hoher Auswirkung zu Ressourcen mit geringer Auswirkung wechselt. Die Dinge scheinen sich für eine Weile zu beruhigen, aber die Antwort ist zu spät gekommen und die Bevölkerung kollabiert trotzdem.

"Das letzte Szenario ist am beängstigendsten", sagt Frank. "Selbst wenn du das Richtige getan hättest, wenn du zu lange warst, könntest du immer noch deine Bevölkerung zusammenbrechen lassen."

Mit Blick auf Osterinsel

Die Forscher schufen ihre Modelle zum Teil auf Fallstudien von ausgestorbenen Zivilisationen, wie die Bewohner der Osterinsel. Die Leute begannen die Insel zwischen 400 und 700 CE zu kolonisieren und wuchsen irgendwann zwischen 10,000 und 1200 CE zu einer Population von 1500. Bis zum 18 Jahrhundert hatten die Einwohner jedoch ihre Ressourcen aufgebraucht und die Bevölkerung sank drastisch auf etwa 2,000 Leute.

Das Sterben der Osterinselbevölkerung bezieht sich auf ein Konzept, das Tragfähigkeit genannt wird, oder die maximale Anzahl von Arten, die eine Umgebung unterstützen kann. Die Antwort der Erde auf die Zivilisation ist, worum es beim Klimawandel geht, sagt Frank.

"Wenn Sie einen wirklich starken Klimawandel durchmachen, kann Ihre Tragfähigkeit sinken, weil beispielsweise die Landwirtschaft in großem Maßstab stark gestört sein könnte. Stellen Sie sich vor, der Klimawandel würde den Regen im Mittleren Westen zum Einsturz bringen. Wir wären nicht in der Lage, Nahrung anzubauen, und unsere Bevölkerung würde abnehmen. "

Im Moment können Forscher das Schicksal der Erde nicht definitiv vorhersagen. Die nächsten Schritte werden sein, detailliertere Modelle zu verwenden, wie sich Planeten verhalten könnten, wenn eine Zivilisation Energie in irgendeiner Form zum Wachsen verbraucht. In der Zwischenzeit gibt Frank eine nüchterne Warnung.

"Wenn Sie das Klima der Erde ausreichend ändern, können Sie es möglicherweise nicht zurück ändern", sagt er. "Selbst wenn Sie sich zurückziehen und anfangen würden, Sonnenenergie oder andere weniger wirksame Ressourcen zu nutzen, könnte es zu spät sein, denn der Planet hat sich bereits verändert. Diese Modelle zeigen, dass wir nicht einfach an eine sich selbst entwickelnde Bevölkerung denken können. Wir müssen über die Entwicklung unserer Planeten und Zivilisationen nachdenken. "

Quelle: Universität von Rochester

Bücher von Adam Frank

at InnerSelf Market und Amazon