Силурийская гипотеза: на Земле были другие цивилизации?

Мы действительно знаем, что на нашей планете не было предыдущих развитых цивилизаций, которые существовали задолго до появления людей?

Это вопрос, поставленный в мысленном эксперименте профессором Университета Рочестера Адамом Фрэнком и доктором Гавином Шмидтом из Института космических исследований имени Годдарда, НАСА. Их статья была опубликована в Международном журнале астробиологии (препринт arXiv.org).

«Мы не находим никаких свидетельств другой индустриальной цивилизации», — сказал профессор Адам Фрэнк. «Но, взглянув на глубокое прошлое в правильном направлении, появляется новый набор вопросов о цивилизациях и планете: какие геологические отпечатки цивилизаций остаются? Можно ли обнаружить индустриальную цивилизацию в геологической записи, как только она исчезнет с лица своей планеты-хозяина?»

«Эти вопросы заставляют нас думать о будущем и прошлом совершенно по-другому, в том числе о том, как любая цивилизация планетарного масштаба может развиваться и исчезать».

Это, в свою очередь, ставит вопрос о том, как часто может развиваться промышленная цивилизация – и это то, что исследователи называют «Силурийской гипотезой». Однако, это вызывает некоторые осложнения, поскольку человечество является единственным известным нам примером промышленно-развитого вида.

Кроме того, человечество было индустриальной цивилизацией только в течение последних нескольких столетий – лишь малая часть его существования как вида и крошечная часть того времени, в течении которого сложная жизнь существует на Земле.

Человечество вступило в новую геологическую эпоху, которую многие исследователи называют антропоценом, период, в который человеческая деятельность сильно влияет на климат и окружающую среду.

В антропоцене ископаемое топливо стало центральным для геологического следа, который люди оставят на Земле.

Рассматривая отпечаток антропоцена, авторы исследуют, какие ключи могут определить будущие ученые, чтобы понять, что когда-то существовали люди.

При этом они также излагают доказательства того, какой отпечаток могли оставить жившие до нас, если в прошлом миллионы лет назад существовали индустриальные цивилизации, подобные нашей.

Углекислый газ в атмосфере Земли, если половина выбросов не поглощается.
Изображение: NASA/JPL/GSFC

Люди начали сжигание ископаемого топлива более 300 лет назад, что ознаменовало начало индустриализации.

«Выброс ископаемого топлива в атмосферу уже изменил углеродный цикл таким образом, который регистрируется в записях изотопов углерода», — сказали авторы.

Другие способы, с помощью которых люди могут оставить геологический след, включают в себя:

• глобальное потепление, от выброса двуокиси углерода и возмущений в азотный цикл от удобрений;
• сельское хозяйство, благодаря значительному росту уровней эрозии и седиментации;
• пластмассы, синтетические загрязнители и даже такие вещи, как стероиды, которые можно геохимически обнаружить через миллионы и, возможно, даже миллиарды лет;
• ядерная война, если бы она произошла, оставила бы за собой необычные радиоактивные изотопы.

«Как промышленная цивилизация, мы управляем изменениями в изотопном содержании, потому что мы сжигаем углерод», — сказал профессор Франк.

Иллюстрация стабильных изотопов углерода и температурные профили в течение трех периодов. Вверху слева: современная эпоха (с 1600 г. н.э. с проекциями до 2100). В верхнем правом углу: палеоцен-эоцен-термальный максимум (55,5 млн. лет назад). Внизу: Океанское аноксическое событие (около 120 миллионов лет назад).

«Но сжигание ископаемого топлива может фактически закрыть нас как цивилизацию. Какие отпечатки этой или других видов промышленной деятельности от давно мертвой цивилизации можно найти через десятки миллионов лет?»

Эти вопросы являются частью более широких усилий по решению проблемы изменения климата с астробиологической точки зрения и новому мышлению о жизни и цивилизациях во Вселенной.

Взгляд на рост и падение цивилизаций с точки зрения их планетарных воздействий также может повлиять на приближение астробиологов к будущим исследованиям других планет.

«Мы знаем, что ранний Марс, и, возможно, ранняя Венера были более пригодны для жизни, чем сейчас, и, по-видимому, мы однажды исследуем геологические отложения там. И это помогает нам думать о том, что именно мы должны искать», — сказал д-р Шмидт.

«Если цивилизация сможет найти более устойчивый способ производства энергии без ущерба для своей родной планеты, она оставит меньше доказательств того, что она когда-либо существовала», — добавил он.

Для изучения вопроса ученые обратились к уравнению Дрейка. Напомним, эта теория утверждает, что число цивилизаций (N) в нашей галактике, готовых вступить в контакт, равно произведению количества звёзд, образующихся в год в нашей Галактике ®, имеющих планеты (f_p), количество планет, которые могут поддерживать жизнь (n_e), количество планет, которые будут развивать жизнь ( f_l), количество планет, на которых будет развиваться разумная жизнь (f_i), количество технологически развитых цивилизаций(f_c), и время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна и хочет вступить в контакт) — L.

Это может быть выражено математически как: N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L

Как они указывают в своем исследовании, параметры этого уравнения могут измениться благодаря добавлению гипотезы Силура, а также недавним исследованиям экзопланет:

Уравнение Дрейка, математическая формула для вероятности нахождения жизни или развитых цивилизаций во Вселенной.

«Если в течение существования планеты за время существования жизни может возникнуть множество индустриальных цивилизаций, то ценность F_c может быть больше единицы.

Это особенно убедительный вопрос в свете последних событий в астробиологии, в которых первые три термина, все из которых связаны с чисто астрономическими наблюдениями, в настоящее время полностью определены. Теперь очевидно, что большинство звезд имеют семейства планет. Действительно, многие из этих планет будут находиться в обитаемых зонах звезд».

Короче говоря, благодаря усовершенствованию приборов и методологии ученые смогли определить скорость, с которой звезды формируются в нашей галактике.

Кроме того, недавние исследования для планет вне Солнца привели некоторых астрономов к оценке того, что наша Галактика может содержать до 100 миллиардов потенциально пригодных для жизни планет. Если бы можно было найти доказательства другой цивилизации в истории Земли, это еще больше ограничило бы уравнение Дрейка.

Затем они рассматривают вероятные геологические последствия человеческой промышленной цивилизации, а затем сравнивают этот отпечаток с потенциально похожими событиями в геологической истории. К ним относятся выбросы изотопных аномалий углерода, кислорода, водорода и азота, которые являются результатом выбросов парниковых газов и азотных удобрений. Как они указывают в своем исследовании:

«С середины XVIII века люди высвободили более 0,5 триллиона тонн ископаемого углерода в результате сжигания угля, нефти и природного газа, причем на порядок быстрее, чем природные долгосрочные источники или поглотители. Кроме того, широко распространено обезлесение и добавление углекислого газа в воздух путем сжигания биомассы.»

Ученые также учитывают возросшие темпы стока наносов в реках и их осаждения в прибрежной среде в результате сельскохозяйственных процессов, обезлесения и рытья каналов. Распространение домашних животных, грызунов и других мелких животных также рассматривается – как и вымирание некоторых видов животных – как прямой результат индустриализации и роста городов.

Присутствие синтетических материалов, пластмасс и радиоактивных элементов (вызванных ядерной энергетикой или ядерными испытаниями) также оставит след в геологической истории – в случае радиоактивных изотопов, иногда в течение миллионов лет.

Наконец, они сравнивают прошлые события уровня вымирания, чтобы определить, как они будут сравниваться с гипотетическим событием, когда человеческая цивилизация исчезнет. Как они заявляют:

«Наиболее явным классом событий с таким сходством являются гипертермальные, прежде всего Палеоцено-Эоценовый тепловой максимум (56 млн лет), но это также включает в себя более мелкие гипертермальные события, океанические аноксические события в Меловом и Юрском периоде и значительные события Палеозоя.»

Эти события были специально рассмотрены, поскольку они совпали с повышением температуры, увеличением изотопов углерода и кислорода, увеличением отложений и истощением океанического кислорода.

События, которые имели очень четкую причину, такие как событие вымирания Мелового периода и Палеогена (вызванное ударом астероида и массивным вулканизмом) или граница Эоцена-Олигоцена (начало антарктического оледенения), не рассматривались.

Кроме того, группа рассмотрела некоторые возможные направления исследований, которые могли бы улучшить ограничения в этом вопросе. Исследователи утверждают, что вопрос может состоять в «более глубоком изучении элементарных и композиционных аномалий в существующих отложениях, охватывающих предыдущие события».

Другими словами, геологические данные об этих событиях вымирания должны быть более тщательно изучены на предмет аномалий, которые могут быть связаны с индустриальной цивилизацией.

Если какие-либо аномалии будут обнаружены, ученые также рекомендуют, чтобы ископаемые записи могли быть изучены для потенциальных видов, что вызовет вопросы об их конечной судьбе. Конечно, они также признают, что необходимо больше доказательств, прежде чем Силурйская гипотеза может считаться жизнеспособной.

Например, многие прошлые события, когда произошло резкое изменение климата, были связаны с изменениями вулканической / тектонической активности.

Во-вторых, есть тот факт, что нынешние изменения в нашем климате происходят быстрее, чем в любой другой геологический период. Тем не менее, это трудно сказать наверняка, поскольку есть пределы, когда дело доходит до хронологии геологической записи. В конце концов, потребуется больше исследований, чтобы определить, сколько времени заняли предыдущие события вымирания.

За пределами Земли исследование может также иметь последствия для изучения прошлой жизни на таких планетах, как Марс и Венера. Здесь также авторы предполагают, как исследования обоих могли бы раскрыть существование прошлых цивилизаций и, возможно, даже укрепить возможность нахождения доказательств прошлых цивилизаций на Земле.

«Здесь мы отмечаем, что существует множество свидетельств поверхностных вод в Древнем Марсианском климате, и есть предположение, что ранняя Венера была пригодной для жизни. Можно предположить, что в будущем на любой планете могут быть проведены глубокие буровые работы для оценки их геологической истории. Это ограничило бы рассмотрение того, что может быть отпечатком жизни и даже организованной цивилизации.»

До сих пор считалось, что одна планета породит только один разумный вид, способный к использованию передовых технологий и средств связи.

Но если это число окажется больше, мы можем открыть для себя Галактику, наполненную цивилизациями, как в прошлом, так и в настоящем. И кто знает? Останки некогда развитой и великой нечеловеческой цивилизации вполне могут оказаться прямо под нами.