De collectieve activiteit van het leven - alle microben, planten en dieren - hebben planeet Aarde veranderd.

Neem bijvoorbeeld planten:planten "vonden" een manier uit om fotosynthese te ondergaan om hun eigen overleving te verbeteren, maar daarbij kwamen zuurstof vrij die de hele functie van onze planeet veranderde. Dit is slechts één voorbeeld van individuele levensvormen die hun eigen taken uitvoeren, maar gezamenlijk een impact hebben op planetaire schaal.

Als de collectieve activiteit van het leven - bekend als de biosfeer - de wereld kan veranderen, kunnen de collectieve activiteit van cognitie en actie gebaseerd op deze cognitie dan ook een planeet veranderen? Toen de biosfeer eenmaal evolueerde, ging de aarde een eigen leven leiden. Als een planeet met leven een eigen leven heeft, kan die dan ook een eigen wil hebben?

Dit zijn vragen van Adam Frank, de Helen F. en Fred H. Gowen Professor of Physics and Astronomy aan de University of Rochester, en zijn collega's David Grinspoon van het Planetary Science Institute en Sara Walker van de Arizona State University, in een gepubliceerd artikel. in het International Journal of Astrobiology . Hun zelf-beschreven 'gedachte-experiment' combineert de huidige wetenschappelijke kennis over de aarde met bredere vragen over hoe het leven een planeet verandert. In de paper bespreken de onderzoekers wat zij 'planetaire intelligentie' noemen - het idee van cognitieve activiteit die op planetaire schaal werkt - om nieuwe ideeën op te doen over de manieren waarop mensen mondiale problemen zoals klimaatverandering kunnen aanpakken.

Zoals Frank zegt:"Als we ooit hopen te overleven als soort, moeten we onze intelligentie gebruiken voor het grotere goed van de planeet."

Een 'onvolwassen technosfeer'

Frank, Grinspoon en Walker putten uit ideeën zoals de Gaia-hypothese - die stelt dat de biosfeer een sterke wisselwerking heeft met de niet-levende geologische systemen van lucht, water en land om de bewoonbare staat van de aarde in stand te houden - om uit te leggen dat zelfs een niet-technologisch capabele soorten kunnen planetaire intelligentie vertonen. De sleutel is dat de collectieve activiteit van het leven een systeem creëert dat zichzelf in stand houdt.

Frank zegt bijvoorbeeld dat veel recente onderzoeken hebben aangetoond hoe de wortels van de bomen in een bos verbonden zijn via ondergrondse netwerken van schimmels die bekend staan ​​als mycorrhiza-netwerken. Als een deel van het bos voedingsstoffen nodig heeft, sturen de andere delen de gestresste delen de voedingsstoffen die ze nodig hebben om te overleven, via het mycorrhiza-netwerk. Op deze manier behoudt het bos zijn eigen levensvatbaarheid.

Op dit moment is onze beschaving wat de onderzoekers een 'onrijpe technosfeer' noemen, een conglomeraat van door mensen gegenereerde systemen en technologie die de planeet rechtstreeks beïnvloedt, maar niet zelfonderhoudend is. Het grootste deel van ons energieverbruik bestaat bijvoorbeeld uit het verbruiken van fossiele brandstoffen die de oceanen en atmosfeer van de aarde aantasten. De technologie en energie die we verbruiken om te overleven, vernietigen onze thuisplaneet, die op zijn beurt onze soort zal vernietigen.

Om als soort te overleven, moeten we dus collectief werken in het belang van de planeet.

Maar, zegt Frank, "we hebben nog niet het vermogen om gezamenlijk te reageren in het belang van de planeet. Er is intelligentie op aarde, maar er is geen planetaire intelligentie."

Naar een volwassen technosfeer

De onderzoekers stellen vier stadia van het verleden en de mogelijke toekomst van de aarde voor om te illustreren hoe planetaire intelligentie een rol kan spelen in de toekomst van de mensheid op de lange termijn. Ze laten ook zien hoe deze evolutiestadia, aangedreven door planetaire intelligentie, een kenmerk kunnen zijn van elke planeet in de melkweg die leven en een duurzame technologische beschaving voortbrengt.

• Fase 1 - Onrijpe biosfeer:kenmerkend voor de zeer vroege aarde, miljarden jaren geleden en vóór een technologische soort, toen microben aanwezig waren maar er nog geen vegetatie was ontstaan. Er waren weinig wereldwijde terugkoppelingen omdat het leven geen krachten kon uitoefenen op de atmosfeer, de hydrosfeer en andere planetaire systemen van de aarde.
• Fase 2—Volwassen biosfeer:kenmerkend voor de aarde, ook vóór een technologische soort, van ongeveer 2,5 miljard tot 540 miljoen jaar geleden. Er ontstonden stabiele continenten, vegetatie en fotosynthese ontwikkelden zich, zuurstof bouwde zich op in de atmosfeer en de ozonlaag ontstond. De biosfeer oefende een sterke invloed uit op de aarde, wat misschien hielp om de bewoonbaarheid van de aarde in stand te houden.
• Fase 3 — Onvolwassen technosfeer:kenmerkend voor de aarde nu, met onderling verbonden systemen van communicatie, transport, technologie, elektriciteit en computers. De technosfeer is echter nog onvolwassen, omdat deze niet is geïntegreerd in andere aardse systemen, zoals de atmosfeer. In plaats daarvan haalt het materie en energie uit de systemen van de aarde op een manier die het geheel in een nieuwe staat zal drijven die waarschijnlijk niet de technosfeer zelf omvat. Onze huidige technosfeer werkt op de lange termijn tegen zichzelf.
• Fase 4 - Volwassen technosfeer:waar de aarde in de toekomst naar zou moeten streven, zegt Frank, met technologische systemen die de hele planeet ten goede komen, inclusief het wereldwijd oogsten van energie in vormen zoals zonne-energie die de biosfeer niet schaden. De volwassen technosfeer is er een die samen met de biosfeer is geëvolueerd tot een vorm waarin zowel de technosfeer als de biosfeer kunnen gedijen.

"Planeten evolueren door onvolwassen en volwassen stadia, en planetaire intelligentie is indicatief voor wanneer je op een volwassen planeet komt", zegt Frank. "De vraag van een miljoen dollar is uitzoeken hoe planetaire intelligentie eruitziet en voor ons betekent in de praktijk, omdat we nog niet weten hoe we naar een volwassen technosfeer moeten gaan."

Het complexe systeem van planetaire intelligentie

Hoewel we nog niet precies weten hoe planetaire intelligentie zich zou kunnen manifesteren, merken de onderzoekers op dat een volwassen technosfeer de integratie van technologische systemen met de aarde inhoudt via een netwerk van feedbacklussen die samen een complex systeem vormen.

Simpel gezegd, een complex systeem is alles dat is opgebouwd uit kleinere onderdelen die op zo'n manier op elkaar inwerken dat het algehele gedrag van het systeem volledig afhankelijk is van de interactie. Dat wil zeggen, de som is meer dan het geheel van de delen. Voorbeelden van complexe systemen zijn bossen, internet, financiële markten en het menselijk brein.

Door zijn aard heeft een complex systeem geheel nieuwe eigenschappen die naar voren komen wanneer individuele stukken op elkaar inwerken. Het is bijvoorbeeld moeilijk om de persoonlijkheid van een mens te onderscheiden door alleen de neuronen in haar hersenen te onderzoeken.

Dat betekent dat het moeilijk is om precies te voorspellen welke eigenschappen kunnen ontstaan ​​wanneer individuen een planetaire intelligentie vormen. Een complex systeem als planetaire intelligentie zal volgens de onderzoekers echter twee bepalende kenmerken hebben:het zal opkomend gedrag vertonen en zichzelf in stand moeten houden.

"De biosfeer heeft miljarden jaren geleden ontdekt hoe ze het leven op zichzelf kon huisvesten door systemen te creëren voor het verplaatsen van stikstof en het transporteren van koolstof", zegt Frank. "Nu moeten we uitzoeken hoe we dezelfde soort zelfonderhoudende eigenschappen kunnen hebben met de technosfeer."

De zoektocht naar buitenaards leven

Ondanks enkele inspanningen, waaronder een wereldwijd verbod op bepaalde chemicaliën die het milieu schaden en een stap in de richting van het gebruik van meer zonne-energie, "hebben we nog geen planetaire intelligentie of een volwassen technosfeer", zegt hij. "Maar het hele doel van dit onderzoek is om aan te geven waar we naartoe moeten."

Het stellen van deze vragen, zegt Frank, zal niet alleen informatie verschaffen over het verleden, het heden en de toekomstige overleving van het leven op aarde, maar zal ook helpen bij het zoeken naar leven en beschavingen buiten ons zonnestelsel. Frank is bijvoorbeeld de hoofdonderzoeker met een NASA-beurs om te zoeken naar technologische kenmerken van beschavingen op planeten die rond verre sterren draaien.

"We zeggen dat de enige technologische beschavingen die we ooit zullen zien - degene die we zouden moeten verwachten - degenen zijn die zichzelf niet hebben gedood, wat betekent dat ze het stadium van een echte planetaire intelligentie moeten hebben bereikt", zegt hij. "Dat is de kracht van deze onderzoekslijn:het verenigt wat we moeten weten om de klimaatcrisis te overleven met wat er kan gebeuren op elke planeet waar leven en intelligentie evolueren."