Als Spezies halten wir Menschen es für selbstverständlich, dass wir die einzigen sind, die in sesshaften Gemeinschaften leben, Werkzeuge verwenden und unsere Landschaft verändern, um unseren Bedürfnissen gerecht zu werden. Es ist auch eine ausgemachte Sache, dass in der Geschichte des Planeten Erde der Mensch die einzige Spezies ist, die Maschinen, Automatisierung, Elektrizität und Massenkommunikation entwickelt - die Kennzeichen der industriellen Zivilisation.
Aber was wäre, wenn vor Millionen von Jahren eine andere industrielle Zivilisation auf der Erde existieren würde? Würden wir heute in der geologischen Aufzeichnung Beweise dafür finden können? Bei der Untersuchung der Auswirkungen der menschlichen Industriezivilisation auf die Erde führten zwei Forscher eine Studie durch, in der untersucht wurde, wie eine solche Zivilisation gefunden werden kann und wie sich dies auf die Suche nach außerirdischem Leben auswirken kann.
Die Studie, die kürzlich online unter dem Titel „Die silurische Hypothese: Wäre es möglich, eine industrielle Zivilisation in der geologischen Aufzeichnung zu erkennen“ veröffentlicht wurde, wurde von Gavin A. Schmidt und Adam Frank - einem Klimatologen des Goddard Institute for Space der NASA - durchgeführt Studien (NASA GISS) bzw. ein Astronom der University of Rochester.
Wie sie in ihrer Studie angedeutet haben, hat die Suche nach Leben auf anderen Planeten oft dazu geführt, nach Erdanaloga zu suchen, um herauszufinden, unter welchen Bedingungen das Leben existieren könnte. Dieses Streben beinhaltet jedoch auch die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI), die in der Lage wäre, mit uns zu kommunizieren. Natürlich wird davon ausgegangen, dass sich eine solche Zivilisation zuerst entwickeln und industriell aufbauen muss.
Dies wirft wiederum die Frage auf, wie oft sich eine industrielle Zivilisation entwickeln könnte - was Schmidt und Frank als „silurische Hypothese“ bezeichnen. Dies wirft natürlich einige Komplikationen auf, da die Menschheit das einzige Beispiel für eine industrialisierte Spezies ist, die wir kennen. Darüber hinaus war die Menschheit in den letzten Jahrhunderten nur eine industrielle Zivilisation - nur ein Bruchteil ihrer Existenz als Spezies und ein winziger Bruchteil der Zeit, in der komplexes Leben auf der Erde existiert hat.
Für ihre Studie stellte das Team zunächst fest, wie wichtig diese Frage für die Drake-Gleichung ist. Zusammenfassend besagt diese Theorie, dass die Anzahl der Zivilisationen (N.) in unserer Galaxie, die wir möglicherweise kommunizieren können, entspricht der durchschnittlichen Sternentstehungsrate (R.*), der Anteil der Sterne, die Planeten haben (fp), die Anzahl der Planeten, die das Leben unterstützen können (ne), die Anzahl der Planeten, die Leben entwickeln werden ( fl), die Anzahl der Planeten, die intelligentes Leben entwickeln werden (fich), die Anzahl der Zivilisationen, die Übertragungstechnologien entwickeln würden (fc) und wie lange diese Zivilisationen Signale in den Weltraum übertragen müssen (L.).
Dies kann mathematisch ausgedrückt werden als: N = R.* x fp x ne x fl x fich x fc x L.
Wie sie in ihrer Studie angedeutet haben, können sich die Parameter dieser Gleichung dank der Hinzufügung der Silur-Hypothese sowie kürzlich durchgeführter Exoplaneten-Umfragen ändern:
„Wenn im Laufe der Existenz eines Planeten im Laufe der Zeit, in der das Leben überhaupt existiert, mehrere industrielle Zivilisationen entstehen können, ist der Wert von fc kann in der Tat größer als eins sein. Dies ist ein besonders zwingendes Thema angesichts der jüngsten Entwicklungen in der Astrobiologie, bei denen die ersten drei Begriffe, die alle rein astronomische Beobachtungen beinhalten, nun vollständig bestimmt wurden. Es ist jetzt offensichtlich, dass die meisten Sterne Familien von Planeten beherbergen. In der Tat werden sich viele dieser Planeten in den bewohnbaren Zonen des Sterns befinden. "
Kurz gesagt, dank verbesserter Instrumentierung und Methodik konnten Wissenschaftler die Geschwindigkeit bestimmen, mit der sich Sterne in unserer Galaxie bilden. Darüber hinaus haben jüngste Untersuchungen für außersolare Planeten einige Astronomen zu der Einschätzung veranlasst, dass unsere Galaxie bis zu 100 Milliarden potenziell bewohnbare Planeten enthalten könnte. Wenn Beweise für eine andere Zivilisation in der Erdgeschichte gefunden werden könnten, würde dies die Drake-Gleichung weiter einschränken.
Anschließend befassen sie sich mit den wahrscheinlichen geologischen Folgen der menschlichen Industriezivilisation und vergleichen diesen Fingerabdruck mit potenziell ähnlichen Ereignissen in der geologischen Aufzeichnung. Dazu gehört die Freisetzung von Isotopenanomalien von Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, die auf Treibhausgasemissionen und Stickstoffdünger zurückzuführen sind. Wie sie in ihrer Studie angeben:
„Seit Mitte des 18. Jahrhunderts haben Menschen durch Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas über 0,5 Billionen Tonnen fossilen Kohlenstoff freigesetzt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die um Größenordnungen schneller ist als natürliche langfristige Quellen oder Senken. Darüber hinaus gab es eine weit verbreitete Entwaldung und Zugabe von Kohlendioxid in die Luft durch Verbrennung von Biomasse. “
Sie berücksichtigen auch erhöhte Sedimentflussraten in Flüssen und deren Ablagerung in Küstenumgebungen infolge landwirtschaftlicher Prozesse, Entwaldung und Graben von Kanälen. Die Ausbreitung von Haustieren, Nagetieren und anderen Kleintieren wird ebenso wie das Aussterben bestimmter Tierarten als direkte Folge der Industrialisierung und des Wachstums von Städten betrachtet.
Das Vorhandensein von synthetischen Materialien, Kunststoffen und radioaktiven Elementen (verursacht durch Kernkraft oder Atomtests) wird ebenfalls Spuren in der geologischen Aufzeichnung hinterlassen - im Fall von radioaktiven Isotopen manchmal über Millionen von Jahren. Schließlich vergleichen sie Ereignisse auf der Ebene des Aussterbens in der Vergangenheit, um festzustellen, wie sie sich mit einem hypothetischen Ereignis vergleichen würden, bei dem die menschliche Zivilisation zusammenbrach. Wie sie sagen:
„Die deutlichste Ereignisklasse mit solchen Ähnlichkeiten sind die Hyperthermie, insbesondere das Paläozän-Eozän-Wärmemaximum (56 Ma), aber dies schließt auch kleinere hyperthermische Ereignisse, ozeananoxische Ereignisse in der Kreidezeit und im Jura ein und ist signifikant (wenn auch weniger gut charakterisiert) ) Ereignisse des Paläozoikums. ”
Diese Ereignisse wurden speziell berücksichtigt, da sie mit Temperaturanstiegen, Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopenanstiegen, erhöhten Sedimenten und einem Abbau des ozeanischen Sauerstoffs zusammenfielen. Ereignisse, die eine sehr klare und eindeutige Ursache hatten, wie das Aussterben der Kreide-Paläogene (verursacht durch einen Asteroideneinschlag und massiven Vulkanismus) oder die Eozän-Oligozän-Grenze (Beginn der antarktischen Vereisung), wurden nicht berücksichtigt.
Laut dem Team weisen die Ereignisse, die sie in Betracht gezogen haben (bekannt als „Hyperthermie“), Ähnlichkeiten mit dem von ihnen identifizierten anthropozänen Fingerabdruck auf. Insbesondere nach den von den Autoren zitierten Untersuchungen zeigt das Paläozän-Eozän-Wärmemaximum (PETM) Anzeichen, die mit dem anthorpogenen Klimawandel vereinbar sein könnten. Diese beinhalten:
„[A] faszinierende Abfolge von Ereignissen, die 100–200 kyr dauern und einen schnellen Eintrag (in vielleicht weniger als 5 kyr) von exogenem Kohlenstoff in das System beinhalten, möglicherweise im Zusammenhang mit dem Eindringen der nordamerikanischen Igneous-Provinz in organische Sedimente. Die Temperaturen stiegen um 5–7 ° C (abgeleitet von mehreren Proxys), und es gab einen negativen Anstieg der Kohlenstoffisotope (> 3%) und eine verminderte Karbonatkonservierung im oberen Ozean. “
Schließlich ging das Team auf einige mögliche Forschungsrichtungen ein, die die Einschränkungen dieser Frage verbessern könnten. Sie behaupten, dies könnte in einer „tieferen Untersuchung elementarer und kompositorischer Anomalien in vorhandenen Sedimenten bestehen, die sich über frühere Ereignisse erstrecken“. Mit anderen Worten, die geologische Aufzeichnung dieser Auslöschungsereignisse sollte genauer auf Anomalien untersucht werden, die mit der industriellen Zivilisation verbunden sein könnten.
Wenn Anomalien festgestellt werden, empfehlen sie ferner, den Fossilienbestand auf mögliche Arten zu untersuchen, was Fragen zu ihrem endgültigen Schicksal aufwerfen würde. Natürlich erkennen sie auch an, dass weitere Beweise erforderlich sind, bevor die Silur-Hypothese als tragfähig angesehen werden kann. Zum Beispiel wurden viele vergangene Ereignisse, bei denen ein plötzlicher Klimawandel stattfand, mit Veränderungen der vulkanischen / tektonischen Aktivität in Verbindung gebracht.
Zweitens gibt es die Tatsache, dass die gegenwärtigen Veränderungen in unserem Klima schneller stattfinden als in jeder anderen geologischen Periode. Dies ist jedoch mit Sicherheit schwer zu sagen, da der Chronologie der geologischen Aufzeichnungen Grenzen gesetzt sind. Am Ende werden weitere Untersuchungen erforderlich sein, um festzustellen, wie lange frühere Auslöschungsereignisse (solche, die nicht auf Auswirkungen zurückzuführen waren) ebenfalls gedauert haben.
Jenseits der Erde kann diese Studie auch Auswirkungen auf die Untersuchung des vergangenen Lebens auf Planeten wie Mars und Venus haben. Auch hier schlagen die Autoren vor, wie Erkundungen beider die Existenz vergangener Zivilisationen aufdecken und vielleicht sogar die Möglichkeit stärken könnten, Beweise für vergangene Zivilisationen auf der Erde zu finden.
„Wir stellen hier fest, dass es in alten Marsklima (3,8 Ga) reichlich Hinweise auf Oberflächenwasser gibt, und Spekulationen, dass die frühe Venus (2 Ga bis 0,7 Ga) bewohnbar war (aufgrund einer dunkleren Sonne und einer niedrigeren CO2-Atmosphäre), wurden in jüngster Zeit gestützt Modellstudien “, heißt es. „Es ist denkbar, dass in Zukunft auf beiden Planeten Tiefenbohrungen durchgeführt werden könnten, um deren geologische Geschichte zu bewerten. Dies würde die Überlegung einschränken, wie der Fingerabdruck des Lebens und sogar der organisierten Zivilisation aussehen könnte. “
Zwei Schlüsselaspekte der Drake-Gleichung, die sich mit der Wahrscheinlichkeit befassen, anderswo in der Galaxie Leben zu finden, sind die schiere Anzahl von Sternen und Planeten und die Zeit, die das Leben benötigt hat, um sich zu entwickeln. Bisher wurde angenommen, dass ein Planet eine intelligente Spezies hervorbringen würde, die zu fortschrittlicher Technologie und Kommunikation fähig ist.
Sollte sich diese Zahl jedoch als höher erweisen, finden wir möglicherweise eine Galaxie voller Zivilisationen in Vergangenheit und Gegenwart. Und wer weiß? Die Überreste einer einst fortgeschrittenen und großen nichtmenschlichen Zivilisation könnten sehr wohl direkt unter uns sein!
