August 18, 2022

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Four Stages of Planets

Könnte ein Planet einen eigenen Kopf haben?

In einem selbsternannten „Gedankenexperiment“ postulierten der Astrophysiker Adam Frank von der University of Rochester und seine Kollegen David Grinspoon vom Planetary Science Institute und Sarah Walker von der Arizona State University wissenschaftliche Theorien und umfassendere Fragen darüber, wie das Leben den Planeten verändern könnte, um eine Vier zu postulieren -Stufenbeschreibung der Vergangenheit und möglichen Zukunft der Erde. Bildnachweis: University of Rochester Photography/Michael Osadio

Der in Rochester ansässige Astrophysiker Adam Frank erörtert, warum kognitiver Aktivismus auf planetarer Ebene wichtig ist, um globale Probleme wie den Klimawandel anzugehen.

Die kollektive Aktivität des Lebens – aller Mikroben, Pflanzen und Tiere – hat den Planeten verändert.

Nehmen Sie zum Beispiel Pflanzen: Pflanzen „erfanden“ einen Weg, Photosynthese zu betreiben, um ihr Überleben zu verbessern, aber dabei setzten sie Sauerstoff frei, der die Funktion unseres Planeten vollständig veränderte. Dies ist nur ein Beispiel für individuelle Lebensformen, die ihre eigenen Aufgaben erfüllen, aber kollektiv auf planetarischer Ebene Einfluss nehmen.

Wenn die kollektive Aktivität des Lebens – bekannt als Biosphäre – die Welt verändern kann, kann die kollektive Aktivität der Erkenntnis und das auf dieser Erkenntnis basierende Handeln auch den Planeten verändern? Als sich die Biosphäre entwickelt hatte, nahm die Erde ein Eigenleben an. Wenn ein Planet mit Leben ein Eigenleben hat, hat er dann auch einen eigenen Geist?

Diese Fragen stellte Adam Frank, Professor für Physik und Astronomie an der University of Rochester, Adam Frank, Fred H. Gwen, die Kollegen David Grinspoon vom Planetary Science Institute und Sarah Walker von der Arizona State University in einem veröffentlichten Artikel. In dem Internationale Zeitschrift für Astrobiologie. Ihr selbst beschriebenes „Gedankenexperiment“ kombiniert aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse über die Erde mit umfassenderen Fragen darüber, wie das Leben einen Planeten verändern könnte. In dem Papier diskutieren die Forscher das, was sie „planetare Intelligenz“ nennen – die Idee der kognitiven Aktivität, die auf planetarer Ebene operiert – um neue Ideen darüber anzuregen, wie Menschen globale Probleme wie den Klimawandel angehen können.

Wie Frank sagt: „Wenn wir jemals hoffen, als Spezies zu überleben, müssen wir unsere Intelligenz zum Wohle des Planeten einsetzen.“

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Eine unausgereifte Technosphäre

Frank, Grinspoon und Walker extrahieren Ideen wie die Gaia-Hypothese – die vorschlägt, dass die Biosphäre stark mit den unbelebten geologischen Systemen von Luft, Wasser und Land interagiert, um den bewohnbaren Zustand der Erde aufrechtzuerhalten – um zu erklären, dass sogar nicht technologisch fähige Arten dies können zeigen planetare Intelligenz. Der Schlüssel ist, dass die kollektive Aktivität des Lebens ein sich selbst erhaltendes System schafft.

Zum Beispiel, sagt Frank, haben mehrere neuere Studien gezeigt, wie Baumwurzeln im Wald über unterirdische Netzwerke von Pilzen verbunden sind, die als Mykorrhiza-Netzwerke bekannt sind. Wenn ein Teil des Waldes Nährstoffe benötigt, schicken die anderen Teile den gestressten Teilen über das Mykorrhiza-Netzwerk die Nährstoffe, die sie zum Überleben brauchen. Auf diese Weise erhält der Wald seine Lebensfähigkeit.

Die Biosphäre ist unreif, bis die Technosphäre ausgereift ist

Die Forscher stellten Hypothesen über vier Phasen der Vergangenheit und potenziellen Zukunft der Erde auf, um zu veranschaulichen, wie die planetarische Intelligenz eine Rolle in der langfristigen Zukunft der Menschheit spielen könnte. Gegenwärtig wird die Erde als „unausgereiftes technisches Gebiet“ betrachtet, da der Großteil des Energie- und Technologieverbrauchs die Verschlechterung der Erdsysteme, wie der Atmosphäre, beinhaltet. Um als Spezies zu überleben, müssen wir danach streben, ein „ausgereiftes Technologiefeld“ zu sein, sagt der Astrophysiker Adam Frank von der University of Rochester, mit technologischen Systemen, die dem gesamten Planeten zugute kommen. Bildnachweis: University of Rochester Photography/Michael Osadio

Im Moment ist unsere Zivilisation das, was Forscher die „unreife Technosphäre“ nennen, eine Ansammlung von menschengemachten Systemen und Technologien, die den Planeten direkt beeinflussen, aber nicht selbsterhaltend sind. Zum Beispiel beinhaltet der Großteil unseres Energieverbrauchs den Verbrauch fossiler Brennstoffe, die die Ozeane und die Atmosphäre der Erde schädigen. Die Technologie und Energie, die wir zum Überleben verbrauchen, zerstört unseren Heimatplaneten, was wiederum unsere Menschheit zerstören wird.

Um als Spezies zu überleben, müssen wir gemeinsam zum Wohle des Planeten handeln.

Aber, sagt Frank, „wir haben noch nicht die Fähigkeit, gemeinsam auf die Interessen des Planeten einzugehen. Es gibt Intelligenz auf der Erde, aber es gibt keine planetare Intelligenz.“

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Auf dem Weg zu einer ausgereiften Technosphäre

Die Forscher stellten Hypothesen über vier Phasen der Vergangenheit und potenziellen Zukunft der Erde auf, um zu veranschaulichen, wie die planetarische Intelligenz eine Rolle in der langfristigen Zukunft der Menschheit spielen könnte. Sie demonstrieren auch, wie diese Entwicklungsstadien, die von planetarer Intelligenz angetrieben werden, für jeden Planeten in der Galaxie charakteristisch sein können, der Leben und eine nachhaltige technologische Zivilisation entwickelt.

  • Stufe 1 – die unreife Biosphäre: ein Merkmal der sehr frühen Erde, vor Milliarden von Jahren und vor technologischen Arten, als Mikroben existierten, aber die Vegetation noch nicht erschienen war. Es hat weltweit wenig reagiert, weil das Leben keine Kräfte auf die Erdatmosphäre, die Hydrosphäre und andere Planetensysteme ausüben kann.
  • Stufe 2 – Reife Biosphäre: Ein Merkmal der Erde, auch vor technologischen Arten, vor etwa 2,5 Milliarden bis 540 Millionen Jahren. Stabile Kontinente bildeten sich, Vegetation und Photosynthese entwickelten sich, Luftsauerstoff sammelte sich an und die Ozonschicht entstand. Die Biosphäre hat einen starken Einfluss auf die Erde, was dazu beitragen kann, die Bewohnbarkeit der Erde zu erhalten.
  • Stufe 3 – Unreifes Fachgebiet: Es ist jetzt charakteristisch für die Erde, mit miteinander verbundenen Kommunikations-, Transport-, Technologie-, Elektrizitäts- und Computersystemen. Allerdings ist die Technosphäre noch unausgereift, da sie nicht in andere Erdsysteme wie die Atmosphäre integriert ist. Stattdessen leitet es Materie und Energie aus den Erdsystemen auf eine Weise ab, die das Ganze in einen neuen Zustand versetzt, der wahrscheinlich nicht die technische Hülle selbst umfasst. Unser aktuelles technisches Feld arbeitet auf lange Sicht gegen sich selbst.
  • Stufe 4 – Ausgereifter technischer Bereich: Wo die Erde in Zukunft hinstreben sollte, sagt Frank, sind technologische Systeme vorhanden, die dem gesamten Planeten zugute kommen, einschließlich globaler Energiegewinnung in Formen wie Solarenergie, die der Biosphäre nicht schaden. Eine ausgereifte technische Sphäre ist ein Ozean, der sich zusammen mit der Biosphäre zu einer Form entwickelt hat, die es sowohl der technischen Sphäre als auch der Biosphäre ermöglicht, zu gedeihen.

„Planeten entwickeln sich durch unreife und reife Stadien, und die planetarische Intelligenz zeigt an, wann man einen reifen Planeten erreicht“, sagt Frank. „Die Millionen-Dollar-Frage ist, wie planetarische Intelligenz aussieht und was sie für uns in der Praxis bedeutet, weil wir noch nicht wissen, wie wir zu einer ausgereiften Technosphäre übergehen können.“

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Das komplexe System der planetaren Intelligenz

Obwohl wir nicht genau wissen, wie sich die planetarische Intelligenz manifestieren könnte, stellen die Forscher fest, dass ein ausgereiftes technisches Gebiet die Integration technologischer Systeme mit der Erde durch ein Netzwerk von Rückkopplungsschleifen beinhaltet, die ein komplexes System bilden.

Einfach ausgedrückt ist ein komplexes System alles, was aus kleineren Teilen besteht, die so interagieren, dass das Gesamtverhalten des Systems vollständig von der Interaktion abhängt. Das heißt, die Summe ist größer als die Summe ihrer Teile. Beispiele für komplexe Systeme sind Wälder, das Internet, Finanzmärkte und das menschliche Gehirn.

Ein komplexes System hat naturgemäß ganz neue Eigenschaften, die im Zusammenspiel der einzelnen Teile entstehen. Es ist zum Beispiel schwierig, eine menschliche Persönlichkeit zu erkennen, indem man nur die Neuronen in seinem Gehirn untersucht.

Das bedeutet, dass es schwierig ist, genau vorherzusagen, welche Merkmale auftreten können, wenn Individuen eine planetare Intelligenz bilden. Ein so komplexes System wie die planetare Intelligenz wird den Forschern zufolge jedoch zwei charakteristische Merkmale aufweisen: Es wird ein emergentes Verhalten aufweisen und sich selbst erhalten müssen.

„Die Biosphäre hat vor Milliarden von Jahren herausgefunden, wie sie das Leben selbst beherbergen kann, indem sie Systeme für die Zirkulation von Stickstoff und den Transport von Kohlenstoff geschaffen hat“, sagt Frank. „Jetzt müssen wir herausfinden, wie wir mit Technosphere die gleichen selbsterhaltenden Eigenschaften erreichen können.“

Suche nach außerirdischem Leben

Trotz einiger Bemühungen, darunter ein weltweites Verbot einiger umweltschädlicher Chemikalien und ein Trend zur Nutzung von mehr Sonnenenergie, „haben wir noch keine planetare Intelligenz oder ein ausgereiftes Technologiefeld“, sagt er. „Aber der ganze Zweck dieser Forschung besteht darin, zu klären, wohin wir gehen müssen.“

Frank sagt, dass das Stellen dieser Fragen nicht nur Informationen über die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Lebens auf der Erde liefern wird, sondern auch bei der Suche nach Leben und Zivilisationen außerhalb unseres Sonnensystems helfen wird. Frank zum Beispiel ist der leitende Ermittler der .-Akte NASA Tech Fingerprint Research Grant Zivilisationen auf Planeten, die ferne Sterne umkreisen.

Wir sagen, die einzigen technologischen Zivilisationen, die wir jemals sehen werden – diejenigen, die wir sehen müssen Vorwegnahme Mal sehen – sie sind diejenigen, die sich nicht umgebracht haben, was bedeutet, dass sie das Stadium wahrer planetarer Intelligenz erreicht haben, sagt er. „Das ist die Kraft dieser Untersuchungslinie: Sie vereint das, was wir wissen müssen, um die Klimakrise zu überleben, mit dem, was auf jedem Planeten passieren könnte, auf dem sich Leben und Intelligenz entwickeln.“

Referenz: „Intelligence as a Process on a Planetary Scale“ von Adam Frank, David Grinspson und Sarah Walker, 7. Februar 2022 Hier verfügbar. Internationale Zeitschrift für Astrobiologie.
DOI: 10.1017/S147355042100029X