Será mesmo possível construir uma civilização sustentável?

Com informações da Universidade Rochester 

Da Ilha de Páscoa para o Universo: modelos encaram possibilidade de vida sustentável no cosmos. [Imagem: Michael Osadciw/University of Rochester]

Perspectiva astrobiológica

Diante das mudanças climáticas, do desmatamento e da perda da biodiversidade, criar uma versão sustentável da nossa civilização é uma das tarefas mais urgentes da humanidade.

Mas, quando decidimos encarar esse desafio imenso, raramente nos fazemos aquela que pode ser a questão mais crucial de todas: Como saber se a sustentabilidade é mesmo possível?

Os astrônomos já fizeram um inventário considerável de planetas fora do Sistema Solar e tem havido muita discussão em torno dos exoplanetas habitáveis e das possíveis civilizações extraterrestres.

A pergunta a seguir é: Existem planetas com civilizações sustentáveis? Ou todas as civilizações que surgiram no cosmos duraram apenas alguns poucos milênios antes de sucumbir nas próprias mudanças climáticas que desencadearam?

Estas foram as perguntas levantadas por uma equipe formada por Adam Frank e Jonathan Nellenback (Universidade de Rochester - EUA), Marina Alberti (Universidade de Washington - EUA) e Axel Kleidon (Instituto Max Planck de Biogeoquímica - Alemanha).

E eles se propuseram a dar os primeiros passos para respondê-las adotando o que chamam de uma "perspectiva astrobiológica".

A chave parece estar em encontrar um equilíbrio entre ambiente e população - qualquer que seja seu número, contudo, essa população deverá fazer uso racional dos recursos. [Imagem: Adam Frank et al. - 10.1089/ast.2017.1671]

Contexto cósmico

A equipe justifica sua abordagem argumentando que as discussões sobre as mudanças climáticas raramente ocorrem nesse contexto mais amplo, que leva em conta a probabilidade de que esta pode não ser a primeira vez na história cósmica que um planeta e sua biosfera evoluíram para algo parecido com o que criamos na Terra.

"O ponto é reconhecer que a mudança climática pode ser algo genérico," explica Frank. "As leis da física exigem que qualquer população jovem, construindo uma civilização intensiva em energia como a nossa, vai receber feedback do seu planeta. Ver a mudança climática nesse contexto cósmico pode nos dar uma melhor visão do que está acontecendo conosco agora e como lidar com isso."

À medida que a população de uma civilização cresce, ela usa mais e mais recursos. Ao consumir os recursos, a civilização muda as condições do planeta. Em suma, civilizações e planetas não evoluem separadamente um do outro, eles evoluem interdependentemente. E o destino da civilização depende de como os recursos do planeta são usados.

Pensando em civilizações e planetas - incluindo exoplanetas e civilizações alienígenas - como um todo, os pesquisadores acreditam ser possível prever melhor o que pode ser necessário para o projeto humano de fazer com que sua civilização sobreviva. "Se não somos a primeira civilização do universo, isso significa que provavelmente haverá regras sobre como o destino de uma civilização jovem como a nossa progride," disse Frank.

Para ilustrar como os sistemas planeta-civilização coevoluem, Frank e seus colegas desenvolveram um modelo matemático para mostrar caminhos pelos quais uma população tecnologicamente avançada e seu planeta poderiam se desenvolver juntos.

Usando seu modelo matemático, a equipe chegou a quatro cenários que podem ocorrer em um sistema planeta-civilização:

Gráficos do quatro cenários construídos pela equipe (veja o texto). [Imagem: Michael Osadciw/University of Rochester]

Sucumbir

A população e o estado do planeta (indicado por algo como sua temperatura média) aumentam muito rapidamente. Eventualmente a população atinge seu pico e declina rapidamente à medida que a temperatura planetária crescente torna as condições de sobrevivência mais difíceis. Finalmente alcança-se um nível populacional estável, que é apenas uma fração da população no seu pico. "Imagine se 7 em cada 10 pessoas que você conhece morressem rapidamente," detalha Frank. "Não está claro se uma civilização tecnológica complexa poderia sobreviver a esse tipo de mudança."

Sustentabilidade

A população e a temperatura aumentam, mas acabam chegando a valores estáveis sem nenhum efeito catastrófico. Este cenário ocorre nos modelos em que a população reconhece que está tendo um efeito negativo no planeta e migra de recursos de alto impacto - o petróleo é um bom exemplo - para recursos de baixo impacto - como a energia solar.

Colapso sem mudança de recursos

A população e a temperatura aumentam rapidamente, até que a população atinge um pico e cai de forma drástica. Nesses modelos, a civilização entra em colapso, embora não esteja claro se a espécie é completamente extinta.

Colapso com mudança de recursos

A população e a temperatura aumentam, 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 acaba chegando tarde demais, e a população entra em colapso de qualquer maneira.

Para encontrar civilizações alienígenas, os aglomerados estelares parecem ser um bom ponto de partida. [Imagem: ESO/J. Emerson/VISTA]

Exemplo da Ilha de Páscoa

Os pesquisadores construíram seus modelos baseando-se, em parte, em estudos de casos de civilizações extintas, como os habitantes da Ilha de Páscoa. Os dados disponíveis indicam que o ser humano começou a colonizar a ilha entre 400 e 700 da nossa era, e atingiram uma população de pico de 10.000 habitantes em algum momento entre 1.200 e 1.500. No século XVIII, no entanto, os habitantes haviam esgotado seus recursos e a população caiu drasticamente para cerca de 2.000 pessoas.

A extinção da civilização da Ilha de Páscoa está relacionada a um conceito chamado capacidade de carga, ou o número máximo de espécies que um ambiente pode suportar. "Se você passar por uma mudança climática realmente forte, sua capacidade de carga pode diminuir, porque, por exemplo, a agricultura em grande escala pode ser fortemente prejudicada. Nós não poderíamos cultivar alimentos e nossa população diminuiria," detalha Frank.

Será que o mesmo irá acontecer conosco em escala planetária? A resposta a essa questão dependerá dos caminhos escolhidos - tudo o que os modelos construídos pela equipe fazem é mostrar possibilidades. "Esses modelos mostram que não podemos simplesmente pensar em uma população evoluindo por conta própria. Temos que pensar em nossos planetas e civilizações coevoluindo," conclui Frank.

A equipe pretende agora desenvolver modelos mais detalhados dos modos pelas quais os planetas podem se comportar quando uma civilização consome energia de qualquer forma para crescer.

Bibliografia:

The Anthropocene Generalized: Evolution of Exo-Civilizations and Their Planetary Feedback
Adam Frank, Jonathan Carroll-Nellenback, Marina Alberti, Axel Kleidon
Astrobiology
Vol.: 18 (5): 503
DOI: 10.1089/ast.2017.1671