Schauen wir uns die verfügbaren Beweise an.
Gavin Schmidt brauchte fünf Minuten, um mich auf den neuesten Stand zu bringen.
Schmitd ist Direktor des Goddard Space Research Institute der NASA (auch bekannt als GISS), einer erstklassigen wissenschaftlichen Einrichtung für klimatologische Forschung. Eines Tages im letzten Jahr kam ich mit einem ungewöhnlichen Vorschlag zu GISS. Als Astrophysiker begann ich, die globale Erwärmung aus einer „astrobiologischen Perspektive“zu untersuchen. Das heißt, ich habe versucht herauszufinden, ob eine Zivilisation, die auf einem Planeten erscheint, durch ihre Aktivität ihre eigene Version des Klimawandels provoziert. Ich kam an diesem Tag bei GISS an und hoffte, einige Kenntnisse der Klimatologie zu erlangen und möglicherweise Begleiter für diese Arbeit zu finden. So bin ich in Gavins Büro gelandet.
Als ich begeistert über meinen Forschungsplan sprach, unterbrach mich Gavin.
"Moment mal", sagte er, "woher weißt du, dass wir die einzige Zivilisation sind, die jemals auf unserem Planeten existiert hat?"
Ich brauchte ein paar Sekunden, um meinen gefallenen Kiefer vom Boden zu heben. Natürlich ging ich in Gavins Büro und war bereit, bei der Erwähnung von Exo-Zivilisationen die Augen zu verdrehen. Aber die Zivilisationen, nach denen er fragte, könnten vor vielen Millionen Jahren existiert haben. Als ich hier saß und mit meinem inneren Blick durch ein riesiges Evolutionsteleskop auf die Vergangenheit der Erde schaute, fühlte ich eine Art vorübergehenden Schwindel. "Ja", murmelte ich, "ist es möglich, dass wir schon vor so langer Zeit eine industrielle Zivilisation hatten?"
Wir sind nie auf die Frage anderer Zivilisationen zurückgekommen. Mit diesem ersten Gespräch wurde jedoch eine neue Studie gestartet, die wir kürzlich im International Journal of Astrobiology veröffentlicht haben. Und obwohl keiner von uns dies in diesem Moment verstand, öffnete Gavins tiefe Frage nicht nur ein Fenster zur Vergangenheit der Erde, sondern auch zu unserer eigenen Zukunft.
Wir sind es gewohnt, ausgestorbene Zivilisationen als versunkene Statuen und unterirdische Ruinen zu betrachten. Diese Art von Artefakten, die von früheren menschlichen Gesellschaften übrig geblieben sind, sind gut, wenn Sie nur an einem Zeitrahmen von einigen tausend Jahren interessiert sind. Aber wenn Sie die Zeit Hunderte von Millionen von Jahren zurückverfolgen, werden die Dinge viel komplizierter.
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Wenn es um direkte Beweise für die Existenz industrieller Zivilisationen wie Städte, Fabriken und Straßen geht, lassen sich geologische Spuren auf die sogenannte Quartärperiode zurückführen, die vor 2,6 Millionen Jahren begann. Zum Beispiel befindet sich das älteste Stück der Oberfläche der antiken Erde in der Negev-Wüste. Sie ist "nur" 1,8 Millionen Jahre alt. Gebiete der älteren Erdoberfläche befinden sich normalerweise in einem Abschnitt, in dem sich beispielsweise eine Klippe befindet oder in dem der Fels abgebaut wird. Wenn Sie viel tiefer gehen wollen als im Quartär, werden Sie feststellen, dass sich dort alles in Staub verwandelt und vermischt hat.
Und wenn wir so weit gehen, wird es keine Rede mehr von menschlichen Zivilisationen geben. Homo sapiens erschien vor 300.000 Jahren auf dem Planeten oder so ähnlich. Dies bedeutet, dass unser Problem andere Arten betrifft, weshalb Gavin es nach einer der Folgen der alten TV-Serie Doctor Who, in der es intelligente Reptilien gab, die "silurische Hypothese" nannte.
Können Forscher also klare Beweise dafür finden, dass einige alte Arten lange vor unserer eine relativ kurzlebige industrielle Zivilisation geschaffen haben? Zum Beispiel entwickelte sich vielleicht ein frühes Säugetier im Paläozän (vor etwa 60 Millionen Jahren) schnell und bildete eine Zivilisation. Natürlich gibt es Fossilien. Aber die fossilen Überreste des Lebens sind immer knapp und variieren stark je nach Zeitpunkt und Ort der Besiedlung von Lebewesen. Daher kann es sehr einfach sein, eine industrielle Zivilisation zu überspringen, die erst seit 100.000 Jahren existiert, aber mittlerweile ist sie 500-mal länger als unsere eigene Zivilisation bisher.
In Anbetracht der Tatsache, dass alle direkten Beweise in vielen Millionen von Jahren in Vergessenheit geraten werden, welche Beweise können jetzt noch gefunden werden? Am besten beantworten Sie diese Frage, indem Sie herausfinden, was wir zurücklassen werden, wenn die menschliche Zivilisation in diesem Entwicklungsstadium zusammenbricht.
Jetzt, da unsere industrielle Zivilisation wirklich global geworden ist, hinterlässt die kollektive Aktivität der Menschheit verschiedene Spuren, die Wissenschaftler in 100 Millionen Jahren in Zukunft entdecken könnten. Der aktive Einsatz von Düngemitteln beispielsweise ernährt sieben Milliarden Menschen, bedeutet aber auch, dass die Stickstoffreserven des Planeten auf die Lebensmittelproduktion umgeleitet werden. Zukünftige Forscher sollten dies an den Eigenschaften von Stickstoff erkennen, der in Sedimentgesteinen unserer Zeit abgelagert ist. Gleiches gilt für unsere unstillbare Gier nach Seltenen Erden, die in elektronischen Geräten verwendet werden. Es gibt jetzt viel mehr ihrer Atome auf der Erdoberfläche als ohne uns. Sie werden auch in zukünftigen Sedimenten gefunden. Wir sind auch so aktiv in der Herstellung und Verwendung von synthetischen Steroiden,dass sie in 10 Millionen Jahren auch in geologischen Schichten gefunden werden können.
Dann all das Plastik. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich eine zunehmende Menge von "Meeresschutt" aus Kunststoff und Polyethylen auf dem Meeresboden ablagert, von Küstengebieten über Tiefseegräben bis hin zur Arktis. Wind, Sonne und Wellen zermahlen große Objekte dieses Materials und füllen die Meere mit mikroskopisch kleinen Kunststoffpartikeln, die sich auf dem Meeresboden absetzen und eine stabile geologische Schicht bilden können.
Die große Frage ist jedoch, wie lange diese Spuren unserer Zivilisation anhalten werden. Bei unseren Untersuchungen haben wir festgestellt, dass jeder die Möglichkeit hat, zukünftige Einlagen zu bilden. Ironischerweise können jedoch die Produkte der Aktivität, die sie am meisten bedroht, der vielversprechendste Marker für die Existenz der Menschheit als fortgeschrittene Zivilisation sein.
Wenn wir fossile Brennstoffe verbrennen, setzen wir Kohlenstoff, der einst Teil des lebenden Gewebes war, wieder in die Atmosphäre frei. Eine der drei Arten dieses alten Kohlenstoffs, eines der Isotope dieses Elements, ist erschöpft. Je mehr fossile Brennstoffe wir verbrennen, desto mehr verschiebt sich das Gleichgewicht dieser Isotope. Atmosphärenforscher nennen dies den Sousse-Effekt, und die Änderung der Kohlenstoffisotopenverhältnisse durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe war im letzten Jahrhundert leicht nachzuvollziehen. Steigende Temperaturen hinterlassen auch Isotopensignale. Diese Veränderungen werden jedem zukünftigen Wissenschaftler klar sein, der die exponierten Gesteinsschichten unserer Zeit analysiert. Zusammen mit diesen Indikatoren können die geologischen Schichten des Anthropozäns auch kurze Sprünge der Stickstoffkonzentration widerspiegeln, Kunststoffnanopartikel und sogar synthetische Steroide enthalten. Wenn also all diese Spuren unserer Zivilisation in der Zukunft erhalten bleiben, warten jetzt vielleicht auch die gleichen „Signale“im Fels darauf, uns von einer längst vergangenen Zivilisation zu erzählen?
Vor 56 Millionen Jahren erlebte die Erde das Paläozän-Eozän-Wärmemaximum (PETM). Während der PETM stieg die Durchschnittstemperatur des Planeten auf 15 Grad Fahrenheit höher als heute. Es war eine Welt ohne Eis, und die üblichen Sommertemperaturen an den Polen erreichten fast 70 Grad Fahrenheit. Anhand der Isotopendaten aus der PETM-Zeit können Wissenschaftler erkennen, dass sich sowohl Kohlenstoff als auch Sauerstoff genau so verhalten, wie sie sich erwartungsgemäß in den geologischen Schichten des Anthropozäns verhalten. Es gibt andere Ereignisse in der Geschichte der Erde, wie PETM, die ähnliche Spuren aufweisen wie die, die aus unserem Anthropozän stammen. Dazu gehören ein Ereignis, das mehrere Millionen Jahre nach PETM stattfand und mysteriöse Ablagerungen im Eozän bildete, sowie Großereignisse in der Kreidezeit. Infolgedessen blieb der Ozean viele Jahrtausende (oder sogar länger) ohne Sauerstoff.
Ist all dies ein Beweis für die Existenz einer früheren nicht-humanoiden Industriezivilisation? Mit ziemlicher Sicherheit nicht. Zwar gibt es Hinweise darauf, dass PETM durch eine massive Freisetzung von fossilem Kohlenstoff in die Luft verursacht wurde, doch ist hier der Zeitpunkt wichtig, zu dem alles passiert ist. Isotopenausbrüche während der PETM treten seit mehreren hunderttausend Jahren auf. Was das Anthropozän in der Erdgeschichte so besonders macht, ist die Geschwindigkeit, mit der wir fossilen Kohlenstoff in die Atmosphäre abgeben. Es gab geologische Perioden, in denen die CO2-Konzentrationen auf der Erde so hoch oder sogar höher waren als heute. Aber noch nie in vielen Milliarden Jahren der Geschichte unseres Planeten wurde so schnell so viel fossiler Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt. Daher sind die Isotopenausbrüche, die wir in geologischen Profilen sehen, möglicherweise nicht scharf genug.um die silurische Hypothese zu bestätigen.
Aber hier gibt es eine Komplikation. Wenn die frühere Art der industriellen Tätigkeit nur von kurzer Dauer war, ist es für uns möglicherweise nicht leicht, sie zu sehen. Bursts in PETM zeigen uns hauptsächlich die Zeiträume, in denen die Erde auf "Reize" reagierte, und nicht unbedingt den Zeitraum, in dem dieser Reiz tatsächlich selbst wirkte. Die Identifizierung eines wirklich kurzfristigen Ereignisses in alten Sedimenten erfordert daher möglicherweise spezielle innovative Nachweismethoden. Mit anderen Worten, wenn Sie nicht speziell danach suchen, sehen Sie es möglicherweise nicht. Dies zu verstehen ist vielleicht das konkreteste Ergebnis unserer Studie.
Es kommt nicht oft vor, dass Sie einen Artikel schreiben, in dem Sie eine Theorie darlegen, die Sie nicht unterstützen. Gavin und ich glauben nicht, dass es im Paläozän eine 50 Millionen Jahre alte Zivilisation auf der Erde gab. Als wir die Frage stellten, ob wir Spuren der Existenz einer alten industriellen Zivilisation „sehen“können, mussten wir die Frage nach den allgemeinen Auswirkungen einer Zivilisation auf dem Planeten stellen. Dies ist genau die astrobiologische Perspektive des Klimawandels. Der Aufbau einer Zivilisation bedeutet, dass Sie die Energie des Planeten sammeln und zum Funktionieren bringen (die Arbeit zum Aufbau einer Zivilisation). In dem Moment, in dem eine Zivilisation tatsächlich einen planetarischen Maßstab erreicht, beginnt sie selbst, das Planetensystem zu beeinflussen, das ihr Leben gab (Luft, Wasser, Felsen). Dies gilt insbesondere für junge Zivilisationen wie unsere.die immer noch die Leiter der technologischen Möglichkeiten erklimmen. Mit anderen Worten, Sie müssen für alles bezahlen. Und während einige Energiequellen weniger Auswirkungen haben werden - zum Beispiel die Energie der Sonne im Vergleich zu fossilen Brennstoffen - ist es immer noch unmöglich, eine globale Zivilisation aufzubauen, ohne den Planeten überhaupt zu beeinflussen.
Wenn Sie nach dem Klimawandel feststellen, dass Sie nach weniger aggressiven Wegen zur Energieerzeugung suchen müssen, haben Sie weniger Auswirkungen auf den Planeten. Je umweltbewusster Ihre Zivilisation wird, desto weniger Fußabdrücke hinterlassen Sie für zukünftige Generationen.
Darüber hinaus hat unsere Arbeit das Potenzial für die Möglichkeit aufgezeigt, dass auf einigen Planeten Zyklen von Zivilisationen auf der Basis fossiler Brennstoffe entstehen und zerstört werden können. Wenn eine Zivilisation fossile Brennstoffe verwendet, kann der Klimawandel dazu führen, dass der Sauerstoffgehalt der Ozeane dramatisch sinkt. Solche niedrigen Sauerstoffgehalte im Ozean, die als "ozeanische Anoxie" bezeichnet werden, tragen zur Entstehung einer Vielzahl fossiler Brennstoffe bei, vor allem Öl und Kohle. So kann eine Zivilisation, die ruiniert ist, den Boden für die Existenz einer neuen Zivilisation in der Zukunft bereiten.
Bei der Frage nach Zivilisationen, die mit der Zeit verloren gegangen sind, fragen wir uns auch, ob es einige universelle Regeln geben kann, die die Entwicklung aller Biosphären in all ihren vielfältigen Möglichkeiten regeln, einschließlich der Entstehung von Zivilisationen. Selbst ohne die paläozänen Menschen, die in Pickups fahren, beginnen wir gerade zu verstehen, wie reich dieses Potenzial sein kann.
Adam Frank ist Professor für Astrophysik an der Universität von Rochester. Seine Arbeiten wurden in Scientific American, der New York Times und NPR veröffentlicht. Schrieb das Buch "Licht der Sterne: Außerirdische Welten und das Schicksal der Erde".
