La planète Terre a-t-elle un esprit propre ?

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Earth Copernicus Sentinel-2
Terre Copernicus Sentinel-2

Cette image de la Terre a été compilée à partir de dizaines de milliers d’images de la mission Copernicus Sentinel-2. Grâce à l’ère des satellites, nous sommes mieux placés pour comprendre les complexités de notre planète, notamment en ce qui concerne le changement global. Les satellites d’aujourd’hui sont utilisés pour répondre à des questions importantes afin de comprendre comment la Terre fonctionne en tant que système et comment les processus naturels évoluent sous la pression de l’activité humaine. Les satellites fournissent également des informations essentielles pour des applications quotidiennes telles que l’amélioration des pratiques agricoles, la sécurité maritime et l’aide en cas de catastrophe naturelle. Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel modifiées (2019-20), traitées par l’ESA et une couche de nuages de la NASA.

Qu’est-ce que l’humanité ? Notre esprit nous distingue-t-il du reste de la nature et du reste de la Terre ? Ou bien la Terre a-t-elle un esprit collectif qui lui est propre, et nous faisons simplement partie de cet esprit ? À première vue, cette dernière question peut sembler ridicule.

Mais une nouvelle expérience de pensée l’explore plus profondément, et bien qu’il n’y ait pas de conclusion ferme sur l’humanité et un esprit planétaire, le simple fait d’y penser invite les esprits à reconsidérer leur relation avec la nature.

Pour relever nos défis, nous devons mieux nous comprendre et mieux comprendre la nature, et il en va de même pour toutes les autres civilisations qui parviendront à passer le cap de l’humanité. Grand Filtre.

Les quatre stades des planètes

Dans une “expérience de pensée”, Adam Frank, astrophysicien de l’Université de Rochester, et ses collègues David Grinspoon, du Planetary Science Institute, et Sara Walker, de l’Université d’État de l’Arizona, s’appuient sur des théories scientifiques et des questions plus générales sur la façon dont la vie modifie une planète, pour proposer quatre étapes décrivant le passé et l’avenir possible de la Terre. Crédit : illustration de l’Université de Rochester / Michael Osadciw

L’humanité est parfois assez fière d’elle-même. Nous avons construit une civilisation plus ou moins mondiale, nous avons éradiqué des maladies mortelles et nous sommes allés sur la Lune. Nous sommes si intelligents que nous prenons des mesures pour protéger la Terre contre le type d’impact calamiteux qui a anéanti les précédents locataires de la Terre, les dinosaures. Mais ce n’est qu’une perspective.

Une autre perspective dit que nous sommes encore primitifs. Que des milliards d’entre nous sont sous l’emprise d’anciennes superstitions. Que la guerre nucléaire nous hante comme un spectre. Que le tribalisme nous pousse encore à faire d’horribles choses animales les uns envers les autres. Que nous ne sommes pas assez sages pour gérer nos propres progrès technologiques.

Les deux perspectives sont également valables. Tout ce que l’on peut dire, c’est que nous ne sommes plus aussi primitifs qu’avant, mais nous sommes loin d’être aussi matures que nous devrions l’être si nous espérons persister au-delà du Grand Filtre.

Earth Juno Flyby 2013

Le vaisseau spatial Juno a pris cette image de la Terre lors d’un survol de notre planète en 2013. Le fait que nous puissions faire en sorte qu’un vaisseau spatial prenne une photo de notre planète natale est un signe d’intelligence. Mais à quel point sommes-nous réellement intelligents ? Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

Pouvons-nous trouver un moyen d’expliquer à quel stade de notre développement nous nous trouvons ? Les auteurs d’un nouvel article pensent que oui. Et ils pensent que nous ne pouvons le faire que si nous prenons en compte l’histoire planétaire de la Terre, l’esprit collectif et l’état de notre technologie.

Ce trio de scientifiques a rédigé le nouvel article publié dans l’International Journal of Astrobiology. Il s’intitule “L’intelligence comme processus à l’échelle planétaire.” Les auteurs sont Adam Frank de l’Université de Rochester, David Grinspoon du Planetary Science Institute et Sara Walker de l’Arizona State University. L’article est une expérience de pensée basée sur notre compréhension scientifique de la Terre et sur des questions concernant la façon dont la vie a modifié et continue de modifier la planète.

Les humains ont tendance à considérer l’intelligence comme une propriété appartenant aux individus. Mais c’est aussi une propriété appartenant à des collectifs. Les insectes sociaux utilisent leur intelligence collective pour prendre des décisions. Les auteurs poussent l’idée d’intelligence encore plus loin : de l’intelligence individuelle à l’intelligence collective, à l’intelligence planétaire. “Ici, nous élargissons l’idée de l’intelligence en tant que propriété collective et l’étendons à l’échelle planétaire”, écrivent les auteurs. “Nous considérons les façons dont l’apparition de l’intelligence technologique peut représenter une sorte de transition à l’échelle planétaire, et pourrait donc être considérée non pas comme quelque chose qui se produit…”. sur une planète mais sur une planète, tout comme certains modèles proposent que l’origine de la vie elle-même soit un phénomène planétaire. “

Nous avons divisé les formes de vie de la Terreen espèces. Nous reconnaissons que l’évolution a permis le développement de toutes ces espèces. Mais manquons-nous quelque chose dans notre envie de classifier ? Est-il plus correct de considérer la vie comme une entité planétaire plutôt que comme une espèce individuelle ? Après tout, les espèces ne sont pas apparues soudainement ; chacune est apparue dans une chaîne d’évolution continue. (À l’exception de l’espèce originelle, dont les origines restent mystérieuses.) Et toutes les espèces sont liées entre elles dans la biosphère. On fait souvent remarquer que la Terre est un monde bactérien et que nous ne sommes là que grâce aux bactéries.

Il est utile de rappeler les travaux de Vladimir Vernadsky. Vernadsky a été un important fondateur de biogéochimie. Wikipedia définit la biogéochimie comme “… la discipline scientifique qui implique l’étude des processus et réactions chimiques, physiques, géologiques et biologiques qui régissent la composition de l’environnement naturel (y compris la biosphère, la cryosphère, l’hydrosphère, la pédosphère, l’atmosphère et la lithosphère)”.

Vernadsky a constaté que le système de la biosphère est fortement lié aux systèmes non vivants de la Terre. Il est difficile de comprendre la biosphère sans regarder comment elle est liée à d’autres systèmes comme l’atmosphère. Ce lien permet à la biosphère de façonner les autres “sphères” de la Terre.”

Vernadsky a écrit : “Activée par le rayonnement, la matière de la biosphère recueille et redistribue l’énergie solaire et la convertit finalement en énergie libre capable d’effectuer un travail sur Terre. Un nouveau caractère est conféré à la planète par cette puissante force cosmique. Les radiations qui se déversent sur la Terre font prendre à la biosphère des propriétés inconnues des surfaces planétaires sans vie, et transforment ainsi la face de la Terre.”

Dans leur article, les auteurs soulignent comment les organismes ont changé la biosphère de la Terre. Lorsque la capacité de photosynthèse est apparue chez les formes de vie, les formes de vie individuelles l’ont utilisée à leur avantage. Mais collectivement, ils ont oxygéné l’atmosphère de la Terre au cours de l’ère de la photosynthèse. Grand événement d’oxygénation (GOE.) Les photosynthétiseurs ont ouvert une voie pour leur propre survie et pour le développement d’une vie plus complexe. Cela a non seulement changé le cours de l’évolution, mais aussi la géologie et la géochimie mêmes de la planète. Les auteurs comparent l’activité collective des organismes photosynthétiques à une intelligence collective.

Géosphère Biosphère Technosphère

Cette figure tirée de l’article illustre les réseaux à plusieurs niveaux comme une propriété de l’intelligence à l’échelle planétaire. Chaque couche des systèmes planétaires couplés constitue son propre réseau d’interactions chimiques et physiques. Des nœuds spécifiques dans chaque couche représentent des liens reliant les couches. Ainsi, la géosphère contient des réseaux chimiques/physiques associés à des processus tels que la circulation atmosphérique, l’évaporation, la condensation et la météorisation. Ceux-ci sont modifiés par la biosphère via des réseaux supplémentaires de processus tels que le traitement chimique microbien et la transpiration des feuilles. La technosphère ajoute une couche supplémentaire de processus en réseau tels que l’agriculture à l’échelle industrielle, la fabrication de sous-produits et la production d’énergie. Crédit : Frank et al. 2022

“Donner un sens à la façon dont l’intelligence d’une planète pourrait être définie et comprise permet d’éclairer un peu l’avenir de l’humanité sur cette planète – ou son absence “, écrivent-ils. “Si nous espérons un jour survivre en tant qu’espèce, nous devons utiliser notre intelligence pour le plus grand bien de la planète”, a déclaré Adam Frank.

Cela ne sera pas un choc pour les lecteurs d’Universe Today.

Les auteurs soulignent comment l’activité collective modifie la planète. Ils fondent leur expérience en partie sur l’hypothèse Gaia, selon laquelle les systèmes non biologiques de la Terre – géochimie, tectonique des plaques, atmosphère, océans – interagissent avec les systèmes vivants pour maintenir la planète entière dans un état habitable. Sans “l’intelligence collective” du monde biologique, la Terre ne serait pas habitable.

Les auteurs utilisent un exemple tiré des forêts pour illustrer leur propos.

Les grandes forêts de la Terre ne pourraient pas exister sans le réseau de champignons mycorhiziens qui vivent sous terre. Les racines des arbres interagissent avec le réseau et ce dernier fait circuler les nutriments dans la forêt. Les champignons reçoivent du carbone en retour. Sans ce réseau, les arbres ne pourraient pas survivre, et aucune grande forêt ne verrait le jour.

Réseau mycorhizien

Les champignons mycorhiziens entretiennent une relation symbiotique avec les plantes. La relation est généralement mutualiste, le champignon fournissant à la plante l’eau et les minéraux du sol et les plantes fournissant au champignon les produits de la photosynthèse. Les organismes parasites font également partie du réseau. Crédit image : par Charlotte Roy,Salsero35, Nefronus – CC BY-SA 4.0

À l’école, nous apprenons que les plantes produisent l’oxygène dont nous avons besoin pour respirer. Sans les organismes photosynthétiques, nous ne pourrions pas survivre. Ainsi, l’activité collective du monde végétal (et des algues, etc.) transforme la planète en un lieu accueillant pour l’humanité et les autres formes de vie complexes. Mais maintenant, en peu de temps sur Terre, nous avons développé la technologie, qui est l’expression la plus puissante de notre intelligence collective planétaire. Qu’est-ce que cela signifie pour la Terre ?

Les auteurs parlent de quatre étapes du développement de la Terre et de la façon dont nous pouvons comprendre l’idée d’intelligence collective planétaire à mesure que ces étapes évoluent.

“Les planètes évoluent à travers des stades immatures et matures, et l’intelligence planétaire est indicative du moment où l’on arrive à une planète mature.”
Adam Frank, co-auteur, “L’intelligence comme processus à l’échelle planétaire.”

La première étape est une biosphère immature. Il y a des milliards d’années, la Terre était une biosphère immature. La seule forme de vie était une bactérie, qui ne pouvait pas exercer une grande force sur les systèmes planétaires de la Terre. De ce fait, il n’y avait pas de rétroaction globale importante entre la vie et la planète. Il n’y avait pas d’intelligence collective.

La deuxième étape était une biosphère mature. Il y a environ 2,5 milliards à 540 millions d’années. La photosynthèse est apparue, puis les plantes. La photosynthèse a oxygéné l’atmosphère de la Terre et une couche d’ozone s’est développée. La vie rendait la Terre plus stable et plus accueillante pour elle-même. Voilà l’intelligence collective planétaire dont parlent les auteurs.

Biosphère immature et mature

Les stades de biosphère immature et de biosphère mature de la Terre. Le stade de biosphère mature n’a été possible qu’une fois que les organismes photosynthétiques ont créé une rétroaction avec les processus non biologiques de la Terre, oxygénant l’atmosphère et créant une couche d’ozone. Crédit : illustration de l’Université de Rochester / Michael Osadciw

Selon les auteurs, la troisième étape est celle où nous nous trouvons actuellement. Nous vivons dans une technosphère immature de notre propre création. Nos réseaux de communication, de transport, d’électricité et gouvernementaux sont de plus en plus liés à une technosphère. Un rapide coup d’œil aux titres des médias technologiques grand public montre que nous pouvons être un peu excités par ce que nous avons créé en tant qu’espèce (Meta, quelqu’un ?) Mais il est sage de ne pas trop s’enthousiasmer. Pourquoi ?

Parce que notre technosphère n’est pas liée aux systèmes naturels. Notre technosphère immature ignore largement son impact sur l’atmosphère de la Terre, les océans et la biosphère en général. Nous extrayons des combustibles fossiles et rejetons du carbone dans l’atmosphère de manière non réglementée. Le danger est que cette immaturité technologique contraigne les systèmes de la Terre à un état qui met en péril la technosphère elle-même. La technosphère immature travaille contre elle-même et contre la biosphère qui la soutient.

Le quatrième stade représente un avenir viable. C’est la technosphère mature, et dans une technosphère mature, notre intelligence technologique profite à la Terre. Par exemple, les sources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire remplaceront les combustibles fossiles et aideront le climat à se réguler et à rester habitable. L’agriculture technologique renforcera les systèmes de sols de la Terre au lieu de les dégrader. Nous utiliserons notre technologie pour construire des villes qui coexistent avec les systèmes naturels au lieu de les dominer. Mais il y a beaucoup d’inconnues.

Technosphère Immature Mature

Les stades de technosphère immature et de technosphère mature de la Terre. Le stade de technosphère mature sera possible lorsque nous utiliserons notre technologie pour maintenir les systèmes de maintien de la vie sur Terre plutôt que de les dégrader. Crédit : illustration de l’Université de Rochester / Michael Osadciw

“Les planètes évoluent à travers des stades immatures et matures, et l’intelligence planétaire est une indication du moment où l’on arrive à une planète mature”, explique Frank dans un communiqué de presse. “La question à un million de dollars est de comprendre à quoi ressemble l’intelligence planétaire et ce qu’elle signifie pour nous en pratique, car nous ne savons pas encore comment passer à une technosphère mature.”

Dans une technosphère mature, les systèmes interagiraient de manière mutuellement bénéfique, comme les arbres et le réseau mycorhizien dans les forêts. Un réseau de boucles de rétroaction à la fois technologiques et naturelles fonctionnerait intelligemment pour maintenir l’habitabilité. Il s’agirait d’un arrangement entièrement nouveau, et la complexité permettrait l’émergence de nouvelles capacités. Ces nouvelles capacités sont l’une des caractéristiques d’une technosphère mature. L’auto-maintenance en est une autre.

Evolution des systèmes planétaires couplés

Cette figure de l’article est une représentation schématique de l’évolution des systèmes planétaires couplés en termes de degrés d’intelligence planétaire. Les auteurs proposent cinq propriétés possiblesnécessaires pour qu’un monde présente une activité cognitive opérant à l’échelle planétaire (c’est-à-dire une intelligence planétaire). Il s’agit de : (1) émergence, (2) dynamique des réseaux, (3) réseaux d’information sémantique, (4) apparition de systèmes adaptatifs complexes, (5) autopoïèse. Différents degrés de ces propriétés apparaissent lorsqu’un monde évolue de l’abiotique (géosphère) au biotique (biosphère) et au technologique (technosphère). Crédit : Frank et al. 2022.

“La biosphère a compris comment accueillir la vie par elle-même il y a des milliards d’années en créant des systèmes pour déplacer l’azote et transporter le carbone”, explique Frank. “Maintenant, nous devons trouver comment avoir le même genre de caractéristiques d’auto-entretien avec la technosphère”.

Certains signes indiquent que nous tâtonnons vers une technosphère mature, mais ils sont surtout dus à des crises. En 1987, nous avons interdit la classe de produits chimiques nuisibles à la couche d’ozone appelés chlorofluorocarbones (CFC) après que les scientifiques aient découvert un trou dans la couche d’ozone. Les pluies acides sont causées par le dioxyde de soufre et le dioxyde d’azote et nous avons élaboré des accords internationaux pour les limiter après que les scientifiques ont constaté que acid rain damages soil, trees, fish, and other aquatic animals. DDT was used to kill pests and malarial mosquitoes but many countries banned their use when scientists found that it persisted in the environment and led to population declines in birds of prey, among other biosphere-harming effects.

Planetary Intelligence Interventions

This figure from the article shows timescales for interventions at different proposed levels of planetary intelligence. For so-called ‘mature biospheres’, feedbacks or interventions occur across a range of timescales from decades (DMS ((dimethyl sulphide) ocean temperature regulation) to millions of years for CH4 climate regulation. For ‘immature technospheres’ where the feedbacks or interventions are inadvertent, timescales occur on decades to century timescales. For ‘mature technospheres’ interventions are intentional and designed to maintain the sustainability of both the biosphere and the technosphere as a coupled system. Ozone replenishment and climate mitigation would occur on decades to century timescales while intentional changes in stellar evolution (if possible) would define the longest timescales at tens to hundreds of millions of years. Credit: Frank et al. 2022.

So there’s been some progress towards planetary intelligence. But those successes are mostly corrections to previous bad behavior. Can we be more proactive?

We might be starting to. We’re developing systems to detect, catalog, and deflect dangerous asteroids that pose a collision hazard with Earth. If we can do that, we can protect the entire biosphere from calamity, along with our own civilization. NASA and the ESA are working on planetary defense, and NASA launched a technology demonstration mission in 2021. If we can use technology to protect the entire planet, that must constitute a step toward a mature technosphere.

Some of these efforts are heartening, but we have a long ways to go, and this thought experiment can help us think more clearly about it. “We don’t have planetary intelligence or a mature technosphere yet,” Frank said. “But the whole purpose of this research is to point out where we should be headed.”

Are the development of planetary intelligence and a mature technosphere hallmarks of civilizations that make it past a “Great Filter?” Maybe. That idea dovetails with Frank’s other work in the search for alien technosignatures on distant exoplanets.

“We’re saying the only technological civilizations we may ever see—the ones we should expect to see—are the ones that didn’t kill themselves, meaning they must have reached the stage of a true planetary intelligence,” he says. “That’s the power of this line of inquiry: it unites what we need to know to survive the climate crisis with what might happen on any planet where life and intelligence evolve.”

For we lifeforms on Earth at this time, Anthropogenic Global Warming is the biggest threat to a sustainable biosphere. While we can debate what it is about our species that drives us to want more stuff, consume more stuff and create more pollution, the debate about AGW itself is over. It’s happening and we’re causing it.

There are some glimmers of planetary intelligence flickering on the horizon. But we’ve got a long way to go yet. Will we become intelligent enough to make it past the climatic Great Filter?

Originally published on Universe Today.

For more on this topic, read Planetary Intelligence: Can a Planet Have a Mind of Its Own?

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