211service.com
Hvis vi ikke var den første industrielle sivilisasjonen på jorden, ville vi noen gang vite det?
Silurianerne er en øgle-lignende skapning som dukket opp i kult-science fiction-TV-showet Dr. Who . De oppnådde industriell ekspertise for rundt 450 millioner år siden, lenge før menneskene utviklet seg på jorden.
Silurianerne er fiktive, selvfølgelig. Men ideen om avansert forhistorisk liv er spennende og reiser en rekke interessante spørsmål. Ikke minst av disse er dette: Hvis en industriell sivilisasjon hadde eksistert i fortiden, hvilke spor ville den ha satt?
I dag får vi svar takket være Gavin Schmidt ved NASA Goddard Institute for Space Studies i New York city og Adam Frank ved University of Rochester. Disse karene har et navn for ideen om at en industriell sivilisasjon kan ha gått før menneskeheten: den siluriske hypotesen. De studerer signaturen som vår egen sivilisasjon sannsynligvis vil etterlate seg og spør om den vil kunne påvises millioner av år fra nå. Deres konklusjon er at vår sannsynlige innvirkning på planeten vil være påtakelig, men på noen måter vanskelig å skille fra forskjellige andre hendelser i den geologiske oversikten.
Arbeidet deres har noen interessante implikasjoner for hvordan vi bør studere Jorden og innvirkningen vi har på den. Forskningen skal også hjelpe astrobiologer med å bestemme hva de skal se etter andre steder i universet.
Schmidt og Frank begynner med å fortelle hvor lite vi vet om den gamle jorden. Den eldste delen av jordens overflate er Negev-ørkenen i det sørlige Israel, som er 1,8 millioner år gammel. Eldre overflater eksisterer kun i utsatte områder eller som følge av gruve- og boreoperasjoner. Gitt disse begrensningene, beviset på aktivitet ved Homo sapiens strekker seg 2,5 millioner år tilbake – egentlig ikke så langt i geologiske termer.
Havbunnen er også relativt ung, fordi havskorpen hele tiden resirkuleres. Som et resultat dateres alt havsediment etter juraperioden og er derfor mindre enn 170 millioner år gammelt.
I alle fall, sier Schmidt og Frank, er brøkdelen av livet som blir fossilisert liten. Dinosaurer streifet rundt på jorden i rundt 180 millioner år, og likevel eksisterer bare noen få tusen nesten komplette eksemplarer. Moderne mennesker har eksistert i bare noen få titusener av år. Arter så kortvarige som Homo sapiens (så langt) er kanskje ikke representert i den eksisterende fossilregistreringen i det hele tatt, sier Schmidt og Frank.
Hva med menneskelige gjenstander – veier, bygninger, bokser med bakt bønne og silisiumchips? Også disse vil neppe overleve lenge, eller bli funnet selv om de gjør det. Det nåværende urbaniseringsområdet er mindre enn 1 % av jordens overflate, påpeker forskerne.
Vi konkluderer med at for potensielle sivilisasjoner eldre enn rundt 4 millioner år, er sjansen liten for å finne direkte bevis på deres eksistens via gjenstander eller fossiliserte eksempler på deres befolkning, sier de.
Men det er en annen type bevis: vår sivilisasjon etterlater også et kjemisk fotavtrykk.
Schmidt og Frank er interessert i industrielle samfunn, som de definerer som de som er i stand til å utvinne energi fra miljøet. Etter denne definisjonen har menneskeheten vært industriell i omtrent 300 år. Siden midten av 1700-tallet har mennesker sluppet ut over 0,5 billioner tonn fossilt karbon via forbrenning av kull, olje og naturgass, sier Schmidt og Frank.
Det har hatt en betydelig innvirkning på planeten. Siden alt dette karbonet opprinnelig var biologisk, inneholder det mindre karbon-13 enn den mye større mengden av uorganisk karbon. Å slippe den er derfor å endre forholdet mellom C-13 og C-12, en signatur som bør være synlig i den geologiske registreringen.
Temperaturøkningen forårsaket av dette karbonutslippet er omtrent 1 °C. Også dette bør ha en observerbar signatur: måten den endrer den isotopiske rasjonen av oksygen-18 i karbonater. Landbruk og nitrogen-sykling i gjødsel endrer også isotopsignaturen til nitrogen.
Jordbruk og avskoging øker begge jorderosjonen, og det samme gjør økt nedbør på grunn av global oppvarming. Så havsediment bør også endre seg, takket være erodert jord som skyller ut i havet.
På toppen av alt dette har bruken av metaller som bly, krom, rhenium, platina og gull økt takket være gruvedrift. Og disse vil antagelig skylles ut i havet i større hastighet enn før industrialiseringen.
Mennesker endrer også fossilregisteret. Det har vært en utbredt økning av smådyr som mus og rotter. Det burde være merkbart, og det samme vil den økte utryddelsesraten for andre arter. Store pattedyrutryddelser som skjedde på slutten av siste istid vil også assosieres med begynnelsen av antropocen, sier Schmidt og Frank.
Så er det kjemikaliene vi lager. Menneskeheten har sluppet ut store mengder syntetiske klorerte forbindelser i miljøet, sammen med enorme mengder plast. Hvor lenge disse kjemikaliene eller datterproduktene deres vil være påviselige er ikke klart.
Det er til og med muligheten for en atomsignatur, kanskje fra en sivilisasjonssluttende krig. Merkelig nok kan det hende at effekten av en slik krig ikke varer lenge i geologiske termer. Halveringstidene til de fleste av disse elementene er rett og slett for korte til å være relevante på denne tidsskalaen.
To mulige unntak er plutonium-244, med en halveringstid på 80,8 millioner år, og curium-247 med en halveringstid på 15 millioner år. [Disse] ville være detekterbare i en stor del av den relevante tidsperioden hvis de ble deponert i tilstrekkelige mengder, for eksempel som et resultat av en atomvåpenutveksling, sier forskerne.
Schmidt og Franks konkluderer med at menneskehetens eksistens bør være synlig i den geologiske oversikten. Det antropocene laget i havsedimentet vil være brå og multivariat, bestående av tilsynelatende samtidige spesifikke topper i flere geokjemiske proxyer, biomarkører, grunnstoffsammensetning og mineralogi, sier de.
Imidlertid er denne signaturen kanskje ikke unik. Forskerne har identifisert en rekke hendelser i den geologiske registreringen som ligner på innvirkningen mennesker har (se diagram). For eksempel skjedde en plutselig global endring i karbon- og oksygenisotopnivåer for rundt 56 millioner år siden i en hendelse kjent som Paleocene-Eocene Thermal Maximum.
Dette falt sammen med en stor økning i karbonnivåer og en temperaturøkning på mellom 5 og 7 °C over en periode på 200 000 år eller så, en ren nys i geologiske termer.
Ingen vet hva som forårsaket denne hendelsen, men en idé er at på dette tidspunktet utvidet magmatisk bergart i Nord-Atlanteren seg til organisk sediment, varmet det opp og frigjorde karbon. Denne nordatlantiske magmatiske provinsen ble senere til Island og beslektede landmasser.
Det er ikke den eneste uforklarlige endringen i den geologiske signaturen. Tallrike andre endringer i temperatur, karbonforekomster, saltholdighet i havet, og så, venter på forklaring. Det er utvilsomt likheter mellom tidligere brå hendelser i den geologiske registreringen og den sannsynlige antropocene signaturen i den kommende geologiske registreringen, sier Schmidt og Frank.
Selvfølgelig indikerer ingen av disse hendelsene tilstedeværelsen av en tidligere industriell sivilisasjon. Den siluriske hypotesen kan ikke betraktes som sannsynlig bare fordi ingen annen gyldig idé presenterer seg selv, sier Schmidt og Frank, som er opptatt av å avverge ubegrensede spekulasjoner.
Ikke desto mindre reiser arbeidet deres noen spennende spørsmål og peker på verdien av videre forskning på hvor lenge syntetiske forbindelser vil overleve i miljøet. Vi anbefaler videre syntese og studier på persistensen av unike industrielle biprodukter i havsedimentmiljøer, sier Schmidt og Frank, og legger til: Er det andre klasser av forbindelser som vil etterlate unike spor i sedimentgeokjemien på flere millioner års tidsskala?
Det er interessant arbeid skrevet i en underholdende artikkel. Den utforsker en uvanlig idé som har potensial til å endre måten vi tenker på menneskeheten og plasserer vår innvirkning i et bredere perspektiv. Det gir også en bakgrunn for astrobiologer som studerer andre planeter.
Mars var en gang mye våtere og varmere. Hvis det noen gang har vært vertskap for et industrisamfunn, kartlegger dette papiret noen av signaturene som kan dukke opp i den geologiske posten der. Også Venus var nok en gang gjestfri. Så er det Europas hav og til syvende og sist planeter rundt andre stjerner.
Likevel kan vår industrielle sivilisasjon være unik i universet. Men mye mer spennende er muligheten for at det bare er en av mange, kanskje millioner av andre. Schmidt og Frank har satt ut noe av grunnlaget for å finne dem.
Ref: arxiv.org/abs/1804.03748 : The Silurian Hypothesis: Ville det være mulig å oppdage en industriell sivilisasjon i den geologiske posten?