As temperaturas médias globais da Terra têm vindo a aumenta de forma constante desde a Revolução Industrial. Segundo a Agência Nacional Oceânica e Atmosférica, a Terra tem estado a aquecer a um ritmo de 0,06ºC por década desde 1850, ou seja, 1,11ºC no total.
Segundo o Science Alert, desde 1982 que o aumento anual tem sido de 0,20ºC por década, mais de três vezes mais rápido. Além disso, prevê-se que esta tendência aumente entre 1,5ºC e 2ºC até meados do século.
Esta é uma consequência direta da queima de combustíveis fósseis, que tem aumentado exponencialmente desde meados do século XIX.
Dependendo da extensão do aumento da temperatura, o impacto na habitabilidade da Terra poderá ser catastrófico.
Num estudo recente, realizado por Amedeo Balbi, Professor Associado de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Roma Tor Vergata, e Manasvi Lingam, Professor Assistente no Departamento de Ciências Aeroespaciais, Físicas e Espaciais e no Departamento de Química e Engenharia Química do Instituto de Tecnologia da Florida (Florida Tech), a equipa de cientistas analisou a forma como o aumento da temperatura é um problema de longo prazo para as civilizações avançadas e não apenas uma questão de consumo de combustíveis fósseis.
Segundo os cientistas, o aumento das temperaturas planetárias pode ser um resultado inevitável do crescimento exponencial do consumo de energia. As suas descobertas podem ter implicações sérias para a astrobiologia e para a Procura de Inteligência Extraterrestre (SETI).
O documento que detalha as suas conclusões — Waste Heat and Habitability: Constraints from Technological Energy Consumption — apareceu recentemente online e está a ser revisto para publicação na revista Astrobiology.
A ideia de que as civilizações acabarão por sobreaquecer o seu planeta remonta ao trabalho do cientista soviético Mikhail I. Budyko.
Em 1969, publicou um estudo inovador— “O efeito das variações da radiação solar no clima da Terra” — que dizia que “toda a energia utilizada pelo Homem é transformada em calor, sendo a maior parte desta energia uma fonte adicional de calor em comparação com o atual ganho de radiação. Cálculos simples mostram que, com a atual taxa de crescimento da utilização de energia, o calor produzido pelo Homem em menos de 200 anos será comparável à energia proveniente do Sol”.
Esta é uma simples consequência do facto de toda a produção e consumo de energia produzir invariavelmente calor residual. Embora este calor residual seja apenas uma contribuição marginal para o aquecimento global, comparativamente com as emissões de carbono, as projeções a longo prazo indicam que isto pode mudar.
A esfera de Dyson é um exemplo adequado do calor residual resultante do crescimento exponencial de uma civilização avançada. Na sua proposta original — Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation — Freeman Dyson argumentou que a necessidade de mais espaço habitável e energia poderia eventualmente levar uma civilização a criar uma “biosfera artificial que rodeasse completamente a sua estrela-mãe”.
Estas megaestruturas seriam detetáveis por instrumentos devido à “conversão em grande escala da luz das estrelas em radiação de infravermelhos distantes”, o que significa que irradiaram calor residual para o Espaço.
“O aquecimento que exploramos no nosso artigo resulta da conversão de qualquer forma de energia e é uma consequência inevitável das leis da termodinâmica”, acrescentou Balbi, que foi o autor principal do estudo.
“Para a Terra atual, este aquecimento representa apenas uma fração negligenciável do aquecimento provocado pelo efeito de estufa antropogénico. No entanto, se o consumo global de energia continuar a crescer ao ritmo atual, este efeito poderá tornar-se significativo dentro de alguns séculos, afetando potencialmente a habitabilidade da Terra”.
Para determinar quanto tempo seria necessário para que as civilizações avançadas chegassem ao ponto de tornar o seu planeta inabitável, Balbi e Lingam criaram modelos teóricos baseados na Segunda Lei da Termodinâmica.
De seguida, aplicaram estes modelos à habitabilidade planetária, considerando a zona habitável circunsolar, ou seja, as órbitas onde um planeta receberia radiação solar suficiente para manter água líquida na sua superfície.
“Adaptámos o cálculo da zona habitável, uma ferramenta padrão nos estudos exoplanetários. Essencialmente, incorporámos uma fonte adicional de aquecimento — proveniente da atividade tecnológica — a par da irradiação estelar”, disse Balbi.
Outro fator chave que consideraram é a taxa de crescimento exponencial das civilizações e o seu consumo de energia, tal como previsto pela Escala de Kardashev. Usando a humanidade como modelo, as taxas globais de consumo de energia passaram de 5 653 terawatt-hora para 183 230 TWh entre 1800 e 2023.
Esta tendência não só foi exponencial, como acelerou ao longo do tempo, à semelhança do crescimento da população no mesmo período.
Balbi e Lingam extrapolaram esta tendência para medir as implicações para a habitabilidade e determinar o tempo de vida máximo de uma civilização avançada quando esta entra num período de crescimento exponencial.
Em última análise, concluíram que o tempo de vida máximo das tecnosferas é de cerca de 1000 anos, desde que registem uma taxa de crescimento anual de cerca de 1% durante o período de interesse.
Estas descobertas, segundo Balbi, têm implicações para a humanidade e para a Procura de Inteligência Extraterrestre.
“Os nossos resultados indicam que o efeito do calor residual pode tornar-se substancial não só no futuro da Terra, mas também no desenvolvimento de qualquer espécie tecnológica hipotética que habite planetas à volta de outras estrelas.
“Consequentemente, a consideração deste constrangimento pode influenciar a forma como abordamos a procura de vida tecnologicamente avançada no universo e como interpretamos os resultados dessas pesquisas. Por exemplo, pode oferecer uma explicação parcial para o paradoxo de Fermil“.
Balbi e Lingam também sublinham que estes resultados apresentam algumas recomendações possíveis para evitar que o nosso planeta se torne inabitável. Mais uma vez, há implicações para o SETI, uma vez que qualquer solução que possamos imaginar e suscetível de já ter sido implementada por outra espécie avançada.
“Embora o nosso trabalho se concentre na física e não em soluções para desafios sociais, prevemos alguns cenários que poderiam ajudar uma espécie tecnológica a mitigar os constrangimentos do aquecimento residual e a atrasar o seu aparecimento.
Uma civilização suficientemente avançada poderia usar tecnologia para contrariar o aquecimento, como por exemplo, empregando uma proteção estelar.
“Em alternativa, poderiam deslocar grande parte da sua infraestrutura tecnológica para fora do planeta, indo para o Espaço. Tais projetos de mega-engenharia teriam implicações significativas na nossa procura de tecnoassinaturas”.
“Uma abordagem menos ambiciosa, mas talvez mais viável, seria reduzir o consumo de energia abrandando o crescimento. Claro que não podemos prever qual destas opções é mais plausível”.
