Kan en planet have sit eget sind?

Livets kollektive aktivitet - alle mikrober, planter og dyr - har ændret planeten Jorden.

Tag for eksempel planter:Planter "opfandt" en måde at gennemgå fotosyntese på for at forbedre deres egen overlevelse, men ved at gøre det frigav de ilt, der ændrede hele vores planets funktion. Dette er blot et eksempel på individuelle livsformer, der udfører deres egne opgaver, men tilsammen har en indflydelse på en planetarisk skala.

Hvis livets kollektive aktivitet - kendt som biosfæren - kan ændre verden, kunne den kollektive aktivitet af erkendelse og handling baseret på denne erkendelse også ændre en planet? Da biosfæren først udviklede sig, fik Jorden sit eget liv. Hvis en planet med liv har sit eget liv, kan den så også have sit eget sind?

Disse er spørgsmål stillet af Adam Frank, Helen F. og Fred H. Gowen-professoren i fysik og astronomi ved University of Rochester og hans kolleger David Grinspoon ved Planetary Science Institute og Sara Walker ved Arizona State University, i et papir offentliggjort i International Journal of Astrobiology . Deres selvbeskrevne "tankeeksperiment" kombinerer nuværende videnskabelige forståelse om Jorden med bredere spørgsmål om, hvordan livet ændrer en planet. I papiret diskuterer forskerne, hvad de kalder "planetarisk intelligens" - ideen om kognitiv aktivitet, der opererer på planetarisk skala - for at rejse nye ideer om, hvordan mennesker kan tackle globale problemer såsom klimaændringer.

Som Frank siger:"Hvis vi nogensinde håber på at overleve som art, må vi bruge vores intelligens til gavn for planeten."

En 'umoden teknosfære'

Frank, Grinspoon og Walker trækker fra ideer som Gaia-hypotesen - der foreslår, at biosfæren interagerer stærkt med de ikke-levende geologiske systemer af luft, vand og jord for at opretholde Jordens beboelige tilstand - for at forklare, at selv en ikke-teknologisk dygtige arter kan vise planetarisk intelligens. Nøglen er, at den kollektive aktivitet i livet skaber et system, der er selvvedligeholdende.

For eksempel, siger Frank, har mange nyere undersøgelser vist, hvordan rødderne af træerne i en skov forbindes via underjordiske netværk af svampe kendt som mykorrhiza-netværk. Hvis en del af skoven har brug for næringsstoffer, sender de andre dele de stressede dele de næringsstoffer, de skal bruge for at overleve, via mykorrhiza-netværket. På den måde bevarer skoven sin egen levedygtighed.

Lige nu er vores civilisation, hvad forskerne kalder en "umoden teknosfære", et konglomerat af menneskeskabte systemer og teknologi, der direkte påvirker planeten, men som ikke er selvvedligeholdelse. For eksempel involverer størstedelen af ​​vores energiforbrug forbrug af fossile brændstoffer, der nedbryder jordens oceaner og atmosfære. Den teknologi og energi, vi bruger for at overleve, ødelægger vores hjemmeplanet, hvilket igen vil ødelægge vores art.

For at overleve som art er vi derfor nødt til i fællesskab at arbejde i planetens bedste interesse.

Men, siger Frank, "vi har endnu ikke evnen til at reagere i fællesskab i planetens bedste interesse. Der er intelligens på Jorden, men der er ikke planetarisk intelligens."

Mod en moden teknosfære

Forskerne opstiller fire stadier af Jordens fortid og mulige fremtid for at illustrere, hvordan planetarisk intelligens kan spille en rolle i menneskehedens langsigtede fremtid. De viser også, hvordan disse stadier af evolution drevet af planetarisk intelligens kan være et træk ved enhver planet i galaksen, der udvikler liv og en bæredygtig teknologisk civilisation.

• Tape 1 – Umoden biosfære:Karakteristisk for meget tidlig Jord, for milliarder af år siden og før en teknologisk art, hvor mikrober var til stede, men vegetationen endnu ikke var kommet til. Der var få globale tilbagemeldinger, fordi livet ikke kunne udøve kræfter på Jordens atmosfære, hydrosfære og andre planetsystemer.
• Tape 2 – Moden biosfære:Karakteristisk for Jorden, også før en teknologisk art, fra omkring 2,5 milliarder til 540 millioner år siden. Der blev dannet stabile kontinenter, vegetation og fotosyntese udviklede sig, ilt opbyggedes i atmosfæren, og ozonlaget opstod. Biosfæren udøvede en stærk indflydelse på Jorden og hjalp måske til at opretholde Jordens beboelighed.
• Stage 3 – Umoden teknosfære:Karakteristisk for Jorden nu, med indbyrdes forbundne systemer for kommunikation, transport, teknologi, elektricitet og computere. Teknosfæren er dog stadig umoden, fordi den ikke er integreret i andre jordsystemer, såsom atmosfæren. I stedet trækker det stof og energi fra Jordens systemer på måder, der vil drive helheden ind i en ny tilstand, der sandsynligvis ikke inkluderer selve teknosfæren. Vores nuværende teknosfære arbejder i det lange løb imod sig selv.
• Tape 4 – Moden teknosfære:Hvor Jorden skal sigte efter at være i fremtiden, siger Frank, med teknologiske systemer på plads, der gavner hele planeten, inklusive global høst af energi i former som solenergi, der ikke skader biosfæren. Den modne teknosfære er en, der har udviklet sig sammen med biosfæren til en form, der gør det muligt for både teknosfæren og biosfæren at trives.

"Planeter udvikler sig gennem umodne og modne stadier, og planetarisk intelligens er et tegn på, hvornår du kommer til en moden planet," siger Frank. "Million-dollar-spørgsmålet er at finde ud af, hvordan planetarisk intelligens ser ud og betyder for os i praksis, fordi vi endnu ikke ved, hvordan vi skal flytte til en moden teknosfære."

Det komplekse system af planetarisk intelligens

Selvom vi endnu ikke ved specifikt, hvordan planetarisk intelligens kan manifestere sig, bemærker forskerne, at en moden teknosfære involverer integration af teknologiske systemer med Jorden gennem et netværk af feedback-sløjfer, der udgør et komplekst system.

Kort sagt er et komplekst system alt, der er bygget af mindre dele, der interagerer på en sådan måde, at systemets overordnede adfærd er fuldstændig afhængig af interaktionen. Det vil sige, at summen er mere end hele dens dele. Eksempler på komplekse systemer omfatter skove, internettet, finansielle markeder og den menneskelige hjerne.

I sagens natur har et komplekst system helt nye egenskaber, der opstår, når individuelle stykker interagerer. Det er svært at gennemskue et menneskes personlighed, f.eks. udelukkende ved at undersøge neuronerne i hendes hjerne.

Det betyder, at det er svært at forudsige præcis, hvilke egenskaber der kan opstå, når individer danner en planetarisk intelligens. Imidlertid vil et komplekst system som planetarisk intelligens ifølge forskerne have to definerende egenskaber:Det vil have emergent adfærd og skal være selvvedligeholdende.

"Biosfæren fandt ud af, hvordan den kunne være vært for liv af sig selv for milliarder af år siden ved at skabe systemer til at flytte rundt på nitrogen og transportere kulstof," siger Frank. "Nu skal vi finde ud af, hvordan vi har de samme slags selvvedligeholdelsesegenskaber med teknosfæren."

Søgen efter udenjordisk liv

På trods af nogle bestræbelser, herunder globale forbud mod visse kemikalier, der skader miljøet og et skridt hen imod at bruge mere solenergi, "har vi ikke planetarisk intelligens eller en moden teknosfære endnu," siger han. "Men hele formålet med denne forskning er at pege på, hvor vi skal være på vej hen."

At rejse disse spørgsmål, siger Frank, vil ikke kun give information om livets fortid, nuværende og fremtidige overlevelse på Jorden, men vil også hjælpe i søgen efter liv og civilisationer uden for vores solsystem. Frank er for eksempel hovedefterforskeren på en NASA-bevilling til at søge efter teknosignaturer af civilisationer på planeter, der kredser om fjerne stjerner.

"Vi siger, at de eneste teknologiske civilisationer, vi nogensinde kan se - dem, vi bør forvente at se - er dem, der ikke dræbte sig selv, hvilket betyder, at de må have nået stadiet af en ægte planetarisk intelligens," siger han. "Det er kraften i denne undersøgelseslinje:Den forener det, vi har brug for at vide for at overleve klimakrisen, med det, der kan ske på enhver planet, hvor liv og intelligens udvikler sig."