De Aanstaande Tweede Copernicaanse Revolutie

Door Adam Frank, 15 oktober 2024. Adam Frank is astrofysicus aan de Universiteit van Rochester. Hij schrijft de nieuwsbrief Everyman's Universe en is co-auteur van "The Blind Spot: Why Science Cannot Ignore Human Experience". Hij is een van de eerste winnaars van de jaarlijkse Berggruen Prijs Essaywedstrijd.

"Vandaag is niet je eerste aankomst hier." — Hongzhi Zhengjue, 1091-1157 n.Chr.

Gedurende 15.000 generaties hebben mensen naar de sterren gekeken en de drukkende last van talloze existentiële vragen gevoeld: Zijn we alleen? Draaien er ook andere planeten rond verre zonnen? Zo ja, hebben die andere werelden ook leven voortgebracht, of is het drama van onze aarde een uniek kosmisch toeval? En hoe zit het met andere geesten en beschavingen? Hebben anderen in het universum, door hun succes als gereedschapsmakers en wereldscheppers, zichzelf ook op de rand van de afgrond gebracht?

Opmerkelijk genoeg beginnen de eerste antwoorden op deze vragen binnen te komen. Net zoals Copernicus vijf eeuwen geleden de architectuur van ons zonnestelsel herzag, bevinden we ons opnieuw in een revolutie die draait om planeten. Een nieuwe wetenschap, astrobiologie genaamd, heeft de nachtelijke hemel veranderd.

Het laat ons nu al zien dat bijna elke ster in de Melkweg een familie van planeten herbergt. Met behulp van krachtige nieuwe instrumenten en theoretische methoden leren we ook hoe we deze verre werelden kunnen afzoeken naar buitenaardse biosferen. Op deze manier zouden we de komende decennia eindelijk antwoorden kunnen krijgen op de eeuwenoude vraag naar onze plaats te midden van leven, planeten en de kosmos.

Even opmerkelijk is dat deze tijdschaal ook cruciaal zal zijn voor het beantwoorden van een andere reeks vragen over leven en onze planeet. Na zoveel generaties als louter passagiers op aarde te hebben geleefd, heeft de mensheid de wereld en haar functioneren fundamenteel veranderd. Ons beschavingsproject heeft de planeet het Antropoceen ingesleurd – een door de mens gedomineerd tijdperk met gevaarlijke, onbedoelde gevolgen en enorme ongelijkheden. Naarmate het evolutionaire traject van de planeet is veranderd, verandert ook ons collectieve project om er samen op te leven. De toekomst van ons project is onzeker.

De gelijktijdige opkomst van het Antropoceen en de astrobiologie is echter geen toeval. Beide zijn manifestaties van de eerste ontmoeting van de mensheid met de ware verbinding tussen planeten en leven. De urgentie van het Antropoceen en de belofte van astrobiologie onthullen dat planeten en leven – de aarde en haar biosfeer – altijd samen evolueren. Waar het ook voorkomt, leven en de planeet waarop het leeft, moeten worden gezien als een dynamisch, onlosmakelijk geheel.

Vanuit dat perspectief ontstaat er iets fundamenteel nieuws, dat een alternatief biedt voor onze huidige afstevende ramp. Een ander soort menselijke toekomst is nu mogelijk, gedreven door een nieuw soort menselijk zelfbeeld en zelforganisatie. Het wordt "het planetaire" genoemd.

Het planetaire is een nieuwe "kosmologie" – die ontstaat als alternatief voor de sociale, culturele en politiek-economische orden van de mondiale moderniteit. Het planetaire is een radicaal nieuw wereldbeeld en paradigma, gebaseerd op revolutionaire wetenschappelijke vooruitgang op het gebied van biosferen en de planeten die ze ondersteunen. Het biedt ook inzichten in het lot van wereldwijde "technosferen" zoals die we al hebben opgebouwd en die het Antropoceen aandrijft. Met deze wetenschap als uitgangspunt belooft de planeet een nieuw ontwerp voor onze toekomst in een wereld die te maken heeft met klimaatverandering.

Gezien het potentieel verdient de planeet onze aandacht en begrip, zodat we ook kunnen begrijpen hoe we de lange weg naar de verwezenlijking ervan kunnen bewandelen. Maar de grote reikwijdte van dat potentieel vereist ook een reis door uitgestrekte en ongerepte landschappen, waaronder de ontdekking van exoplaneten, de erkenning van de Gaia-theorie en de complexiteit van de complexiteitswetenschap als een nieuwe theorie over het leven. Samen geven deze ons de mogelijkheid om de allerbelangrijkste mogelijkheid te zien: een hernieuwde vorm van 'planetaire intelligentie', waar menselijke culturen en de biosfeer samen floreren, tot ver in de toekomst.

Het perspectief van de planeet is opwindend. De reis is de moeite waard. Nog belangrijker is dat het ook iets biedt wat alleen planeten kunnen bieden: een nieuwe horizon. Er ligt een enorme ruimte aan mogelijkheden binnen de horizon van de planeet die een pad vormen naar een ander soort toekomst, als we de moed en de visie hebben om ze te grijpen.

“Net zoals Copernicus vijf eeuwen geleden de architectuur van ons zonnestelsel opnieuw ontwierp, bevinden we ons nu opnieuw in een revolutie die draait om planeten. Een nieuwe wetenschap, astrobiologie genaamd, heeft de nachtelijke hemel veranderd.”

Wat wordt er omvergeworpen in een Copernicaanse revolutie?

In 1500 na Christus werden de meeste geletterde Europeanen (hoe weinig het er ook waren) elke ochtend wakker en wisten dat... de zon opkwam op boven de horizon. Dat kwam doordat iedereen ook wist dat de zon rond de aarde draaide. Onze planeet was het vaste middelpunt van de kosmos.

Enkele eeuwen later werden de meeste geletterde Europeanen elke ochtend wakker met de wetenschap dat het niet de zon was die opkwam. In plaats daarvan was het de horizon van de aarde die naar beneden rolde. Iedereen wist nu dat de zon het centrum van het zonnestelsel was. De aarde was slechts een andere planeet die onder haar invloed bewoog.

Voor de meeste wetenschappers markeert Copernicus' herordening van het zonnestelsel een mijlpaal in de geboorte van de wetenschappelijke revolutie. Wat we de 'Copernicaanse wending' zullen noemen, beïnvloedde echter meer dan alleen de wetenschap. De invloed ervan was voelbaar in alle belangrijke veranderingen die Europa (en uiteindelijk de rest van de wereld) doormaakten, waaronder de Renaissance, de Verlichting en de opkomst van industriële economieën.

In zijn boek "Scientific Cosmology and International Orders" onderzocht politicoloog Bentley Allan de afgelopen vijf eeuwen van grote wetenschappelijke revoluties en hun wisselwerking met de cultuur. Allan toonde ook aan hoe deze revoluties tot uiting kwamen in de dynamiek van politiek en economie. Het grote succes van de wetenschap in het teweegbrengen van materiële veranderingen maakte het mogelijk om de Europese culturele verbeelding te hervormen. Vanuit dit perspectief veranderen wetenschappelijke revoluties ook wat Allan 'kosmologieën' noemt – waarmee hij zowel de achterliggende epistemologie als de ontologie van een cultuur bedoelt.

Filosoof Lukáš Likavčan vat Allans resultaten helder samen en verwoordt het verband tussen wetenschappelijke en politieke verandering op deze grootste schaal. Likavčan schrijft in een binnenkort te verschijnen artikel dat "opkomende wetenschappelijke kosmologieën de standaardperspectieven op de institutionele organisatie van de internationale orde, de dynamiek van geopolitieke veranderingen en de aard van de internationale economische systemen beperkten en bepaalden." Kosmologische verschuivingen overstijgen dus de nauwe definitie van wetenschappelijke paradigma's. Ze worden de momenten waarop nieuwe kosmologische aannames "in het politieke discours worden geïntroduceerd", zoals Allan schreef. Wat begint als wetenschap groeit uit tot het universum van cultuur, politiek en macht waarin samenlevingen zich wanen te leven.

Het eerste tijdperk van een dergelijke wetenschappelijke en politiek-culturele koppeling begon met de Copernicaanse revolutie. Wat begon als een puur astronomische herinterpretatie van de planetaire structuur, groeide uit tot iets breders. Toen Galileo en vervolgens Newton causale verklaringen van inertie en krachten toevoegden aan Copernicus' nieuwe zonnestelsel, ontstond een nieuw soort universum. Het was materialistisch, rationeel en wiskundig uitdrukbaar in onveranderlijke natuurwetten. Dit was de kosmologie die de langdurige synthese van de Aristotelische natuurkunde en de katholieke theologie verdrong.

Het belangrijkste aan de nieuwe wetenschap die in de 16e en 17e eeuw ontstond, was dat ze werkte. Toegepast op uiteenlopende gebieden zoals scheepvaart en militaire bewapening, genereerde ze buitengewone rijkdom en macht. Gezien haar effectiviteit is het niet verwonderlijk dat de macht van de wetenschap werd gegrepen door de machtigen. Naar schatting was een derde van de oprichters van The Royal Society for Improving Natural Knowledge (wat we nu de Royal Society noemen) ambtenaren van de Kroon. Francis Bacon, een fervent voorstander van de nieuwe wetenschappelijke methoden, was bijvoorbeeld ook Lord Chancellor.

Er was een constante uitwisseling van elites tussen de opkomende wetenschappelijke instellingen en de gevestigde politieke instellingen. Via deze dialoogstromen werden zowel de natuurlijke als de menselijke wereld steeds meer door een materialistische, mechanistische bril bekeken. Zo hervormde de wetenschappelijke kosmologie het universum van de politieke economie.

Het tijdperk waarin koningen en prinsen zichzelf en hun staten uitsluitend aan Gods voorzienigheid onderwierpen, liep ten einde. Zoals Allan schreef: "In de loop van de zeventiende eeuw maakte de dominantie van dynastieke staatsdoelen plaats voor de opkomst van 'belangen'." Zulke "belangen" konden worden uitgedrukt als rationeel en meetbaar. Ze waren berekenbaar in tabellen die een materialistische kijk op wat ertoe deed vertegenwoordigden, en een mechanistisch begrip van hoe materie in beweging kon worden gezet ten dienste van de staat. In plaats van het in stand houden van politieke dynastieën ontstond een nieuwe opvatting van politiek als een kwantitatief machtsevenwicht. Het was dit diep mechanistische beeld dat expliciet werd gecodificeerd in de staatsverhoudingen.

Naarmate God vervaagde tot een deïsme dat slechts de wetten van de mechanica in werking zette, creëerden ministers en diplomaten een nieuw soort mechanistische maatschappelijke orde. Omdat Copernicus en Newton het zonnestelsel hadden herbedacht als een uurwerk, werd alles erboven en eronder een machine. Dit omvatte ook de nieuwe en uiterst effectieve industriële economieën die rechtstreeks op de wetenschap waren gebaseerd.

Het is inderdaad opmerkelijk dat een discussie tussen astronomen over hemelbewegingen de politieke realiteit van een continent (en vervolgens een groot deel van de wereld) zou helpen herordenen. Dat is echter de kracht van planeten in de menselijke verbeelding. De historische impact van de Copernicaanse revolutie was tegelijkertijd diepgaand en breed.

Daarom moeten we nu aandacht besteden aan wat we de 'astrobiologische wending' zullen noemen – de voortdurende revolutie in ons begrip van leven in het universum. Het is deze transformatie in wereldbeelden die ten grondslag ligt aan de nieuwe planetaire kosmologie die we vandaag de dag ontwikkelen.

"Naarmate het evolutionaire traject van de planeet verandert, verandert ook ons collectieve project om er samen op te leven. De toekomst van ons project staat op het spel."

De aarde wordt een systeem, het klimaat wordt het probleem

De eerste planeet die rond een zonachtige ster buiten ons zonnestelsel draait, werd in 1995 ontdekt. Het was een baanbrekend moment. Sterrenkundigen hadden 2500 jaar lang gedebatteerd over de 'veelheid aan werelden' buiten de zon. De ontdekking van een Jupiter-achtige planeet die rond 51 Pegasi draait, een ster op zo'n 50 lichtjaar van de aarde, maakte definitief een einde aan die discussie. Maar 1995 is niet het jaar waarin het verhaal van de planeten en de zich ontwikkelende kosmologie begint. De kracht van het beschouwen van leven op aarde in de juiste astronomische en planetaire context werd al vele decennia eerder gelegd.

Leven maakte aan het begin van de 20e eeuw weinig indruk op geologen. Beschouwd als het exclusieve domein van biologen, leek leven weinig betekenis te hebben voor de voornamelijk fysische en chemische processen in de geschiedenis van de aarde. Het was de grote Russische wetenschapper Vladimir Vernadsky die erkende dat leven een planetaire kracht was. Vernadsky, van oorsprong geoloog, was de visionair die als eerste de biosfeer in al haar facetten definieerde.

Zoals hij in 1926 schreef in zijn boek "De Biosfeer": "...de materie van de biosfeer verzamelt en herverdeelt zonne-energie en zet deze uiteindelijk om in vrije energie die arbeid op aarde kan verrichten... De straling die op de aarde valt, zorgt ervoor dat de biosfeer eigenschappen aanneemt die onbekend zijn voor levenloze planetaire oppervlakken, en zo het aardoppervlak transformeert."

Vernadsky erkende de biosfeer als een actief geofysisch systeem en verwierp het idee dat leven slechts een groen, slordig geheel was dat zich wankel vastklampte aan het oppervlak van een onverschillige planeet. Zijn visie op de biosfeer legde ook de basis voor het cruciale idee van co-evolutie. Het leven op aarde was een collectief dat zowel werd gedreven door als zelf werd gedreven door veranderingen in de niet-levende systemen van de planeet.

De volgende stap in het articuleren van de mogelijkheden van de biosfeer en co-evolutie volgde zo'n 50 jaar later, toepasselijk genoeg aan het begin van het ruimtetijdperk. Begin jaren zestig werd chemicus en veelzijdig geleerde James Lovelock door NASA aangenomen om te helpen bij het ontwerpen van experimenten voor het opsporen van leven voor maan- en Marsmissies. Terwijl hij nadacht over de beperkingen van het zoeken naar aardachtig leven op een niet erg aardachtige wereld, zag Lovelock plotseling in dat de atmosfeer van een planeet zelf kon helpen bij het opsporen van leven. Hij werkte destijds bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, in een kantoor dat hij deelde met niemand minder dan de jonge Carl Sagan.

Terwijl Lovelock nadacht over hoe biosferen hun planeten kunnen veranderen, realiseerde hij zich dat leven atmosferen in chemische toestanden bracht die onmogelijk waren op een wereld zonder leven. Op planeten zonder leven reageren atmosferische moleculen zoals koolstofdioxide en methaan met andere verbindingen totdat een rustig, dood evenwicht is bereikt. Op een planeet met een biosfeer pompt leven echter continu nieuwe gassen zoals zuurstof in de atmosfeer. De voortdurende 'ademhaling' van de biosfeer is daarom een product van haar metabolisme op planetaire schaal. Het voorkomt dat de atmosfeer het uitgeputte evenwicht bereikt dat zichtbaar is in de chemische samenstelling van levenloze werelden.

Met dit inzicht zag Lovelock de toekomst van de astrobiologie. Door te zoeken naar tekenen van chemisch onevenwicht in de atmosfeer, zouden astronomen wellicht leven op verre werelden kunnen vinden. Wat ze echter zouden ontdekken, was niet alleen bewijs van individuele buitenaardse soorten, maar van bloeiende biosferen op planetaire schaal.

Het inzicht dat leven de kracht had om de atmosfeer van een hele planeet te veranderen, was Lovelocks blijvende bijdrage aan de astrobiologische wetenschap. Maar Lovelocks inzicht in de kracht van biosferen was meer dan alleen een experimentele methode; het vormde ook de basis voor zijn "Gaia-theorie".

Oorspronkelijk "Zelfregulerende Aardesysteemtheorie" genaamd, stelt de Gaia-theorie dat het leven op aarde de planeet heeft gekaapt voor eigen doeleinden. Zoals we zullen zien, heeft de biosfeer gedurende de hele geschiedenis van de planeet sterke terugkoppelingen uitgeoefend op de niet-levende delen van de planeet. Deze terugkoppelingen houden de wereld in een leefbare staat. Menselijke lichamen handhaven hun temperatuur gemiddeld op 37 graden Celsius, ongeacht de externe omstandigheden. Lovelock betoogde dat planeten met biosferen een vergelijkbare vorm van homeostase bereiken: ze reguleren zichzelf.

Bioloog Lynn Margulis sloot zich al snel bij Lovelock aan om de Gaia-hypothese verder te ontwikkelen. Haar essentiële bijdrage bestond uit een gedetailleerde kennis van de rijke microbiële ecosystemen van de planeet. Het was Margulis die het vermogen van microben zag om als drijvende kracht achter Lovelocks voorgestelde mechanismen te fungeren, als Planetaire zelfregulering.

Gaia was een verbluffend, omvangrijk idee dat een fundamentele herwaardering van het leven en zijn evolutie op planetaire schaal vereiste. Het is niet verwonderlijk dat Lovelock en Margulis op aanzienlijke weerstand stuitten. Hun inspanningen zouden echter al snel in een andere context worden geplaatst, waardoor de wetenschappelijke kijk op Gaia's nadruk op de kracht van biosferen veranderde.

De mogelijkheid dat menselijke activiteiten het klimaat van de planeet veranderden, werd al eind jaren vijftig erkend door het werk van oceanograaf Roger Revelle. President Lyndon B. Johnson sprak zelfs over klimaatverandering tijdens een toespraak tot het Congres in 1965. Halverwege de jaren tachtig werd de klimaatimpact van antropogene fossiele brandstoffen eindelijk zichtbaar in metingen. Op een zinderende zomermiddag in 1988 getuigde klimaatwetenschapper James Hansen beroemd voor het Congres dat klimaatverandering al gaande was.

Het belang van de Gaia-theorie voor de studie en erkenning van klimaatverandering kan niet worden onderschat. Bepaalde aspecten van de Gaia-theorie bleven controversieel, zoals de mate waarin leven een planeet voor eigen doeleinden kon overnemen. Maar tegen het einde van de jaren tachtig was er universele overeenstemming dat de biosfeer (en de menselijke nakomelingen) een belangrijke drijvende kracht was achter de omstandigheden op de planeet.

Uit de Gaia-theorie ontstond een nieuwe wetenschappelijke taal die sprak van "gekoppelde aardse systemen". Ten eerste waren er de niet-levende systemen waaruit de planeet bestond: de lucht (de atmosfeer), het water (de hydrosfeer), het ijs (de cryosfeer) en de bovenste lagen van het gesteente (de lithosfeer). Gezamenlijk stonden deze bekend als de "geosferen". Ze waren "gekoppeld" aan elkaar en aan de levende materie waaruit de biosfeer bestond. Met "koppeling" bedoelden wetenschappers dat veranderingen in het ene systeem veranderingen in het andere teweegbrachten. Als de atmosfeer meer broeikasgassen bevatte, smolt het ijs, stegen de oceanen, nam de erosie op het land toe en veranderde de manier waarop en de plaats waar het leven leefde.

De Gaia-theorie kreeg een nieuwe naam: Earth Systems Science (ESS), toen klimaatwetenschappers klimaatverandering begonnen te beschouwen in termen van deze gekoppelde systemen. Alleen dankzij de vooruitgang binnen ESS kon de klimaatwetenschap zich verder ontwikkelen. Door de biosfeer op gelijke voet te plaatsen met de andere niet-biotische geosferen, ontstond een volledig beeld van antropogene klimaatveranderingen.

Earth Systems Science was transdisciplinair en daarmee een nieuw soort wetenschap. Dit is een belangrijk punt om te begrijpen hoe de planetaire perspectieven en de bijbehorende inzichten bredere culturele en kosmologische veranderingen met zich meebrengen. ESS was een vakgebied waar oude grenzen tussen voorheen afzonderlijke domeinen vervaagden. Om wetenschappelijke grip te krijgen op de opwarming van de aarde moesten onderzoekers nieuwe epistemologieën ontwikkelen om de aarde te begrijpen als een 'complex systeem', een term die zelf nieuw was in het wetenschappelijke lexicon. De planeet was geen levenloze rotsbal, maar een complex netwerk van geologie, biologie, sociale systemen en technologie. Samen zorgden deze netwerken voor de verplaatsing van enorme hoeveelheden energie, materie en informatie over de planeet. Hoewel de Gaia-theorie als eerste een verbluffend, omvattend beeld schetste van de planeet en al het leven erop, bracht de aardwetenschappen deze visie tot in detail in beeld.

De internationale druk om de aardwetenschappen te ontwikkelen, creëerde een noodzaak waaruit het planetaire paradigma en de kosmologie begonnen voort te komen. Het was een nieuw wereldsysteem, gebaseerd op een nieuw wetenschappelijk begrip van leven en planeten als een complex geheel – een systeem van systemen. Deze eerste stappen naar een nieuw planetair perspectief vonden plaats te midden van felle politieke debatten over mondiale politieke orden en politieke economieën. Tegen het laatste decennium van de 20e eeuw doken de kernideeën van het planetaire al op in fundamentele culturele debatten over klimaatverandering en de toekomst van de mensheid. Het planetaire perspectief, dat een nieuw soort probleem erkende, begon ertoe te doen, en het planetaire als kosmologie begon vorm te krijgen.

"Een ander soort menselijke toekomst is nu mogelijk, gedreven door een nieuw soort menselijk zelfbeeld en zelforganisatie. Het heet het planetaire."

Hoe we leven zullen vinden

De volgende stap in de voortdurende ontwikkeling van het planetenstelsel kwam met de eerdergenoemde eerste ontdekking van een exoplaneet in 1995, die rond een zonachtige ster draait. Tegen het einde van het eerste decennium van de 21e eeuw nam het tempo van de ontdekkingen echter zo snel toe dat astronomen een gevalideerde telling van buitenaardse werelden hadden. We weten nu dat de aarde slechts één van de tot wel 10 biljoen biljoen bewoonbare werelden in het universum is. Met de dagelijkse ontdekking van nieuwe exoplaneten zijn we klaar voor de volgende stap: de zoektocht naar leven buiten de aarde.

Op materieel niveau zal die zoektocht worden uitgevoerd door nieuwe telescopen die nauwkeurig genoeg zijn om licht van verre exoplaneten op te vangen voor gedetailleerde analyse. Dit soort technologische vooruitgang is opmerkelijk, maar niet fundamenteel nieuw. De hele geschiedenis van het moderne tijdperk is geschreven in technologische vooruitgang. Deze omvatten de vooruitgang die de enorme versnelling van de evolutie heeft veroorzaakt, het Antropoceen met zijn door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde. In plaats daarvan onthult de zoektocht naar leven op een fantasierijk, conceptueel niveau ideeën die de toekomst van de mensheid kunnen hertekenen. Om deze ideeën te begrijpen, moeten we eerst onderzoeken hoe de astrobiologische theorie een rol speelt in de wetenschappelijke zoektocht naar leven op exoplaneten.

De zoektocht naar buitenaards leven is een zoektocht naar co-evoluerende biosferen. Het basisidee is rechtstreeks afkomstig van Lovelocks inzicht die dag in het Jet Propulsion Laboratory. Elke voldoende actieve biosfeer op een planeet in de Melkweg zal het gedrag van die planeet beïnvloeden en een afdruk achterlaten die over interstellaire afstanden detecteerbaar is. Deze afdrukken worden 'biosignaturen' genoemd.

De gelijktijdige detectie van atmosferische zuurstof en methaan is een voorbeeld van een biosignatuur. Vanwege hun chemische verwantschap zouden deze gassen snel vanzelf verdwijnen. Het vinden van bewijs voor hun aanwezigheid in de atmosfeer van een planeet zou betekenen dat er een sterke biosfeer moet zijn die deze gassen terug de atmosfeer in pompt. Het doel van een astronoom is dan ook om de spectrale signaturen van bijvoorbeeld atmosferische zuurstof en methaan te detecteren in het licht van een verre exoplaneet.

Wat geldt voor biosferen, geldt ook voor "technosferen". Het idee van de technosfeer werd voor het eerst geopperd door geoloog Peter Haff. Een technosfeer is de activiteit op planetaire schaal van een soort die technologie ontwikkelt. Het omvat alle netwerken van energieopwekking, transport en productie, die zich manifesteren in allerlei machines verspreid over de hele wereld.

En als die technosferische activiteit krachtig genoeg is, zou die ook afdrukken achterlaten in het licht van een exoplaneet: een "technosignatuur". Industriële verbindingen zoals chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) zijn een voorbeeld van een technosignatuur die mijn collega's en ik uitgebreid hebben bestudeerd in een uniek NASA-programma. We ontdekten dat zelfs de huidige aardse concentraties CFK's detecteerbaar zouden kunnen zijn op exoplaneten over interstellaire afstanden.

Het is opmerkelijk dat dergelijke gassen mogelijk geen vervuiling zijn, maar opzettelijke uitstoot om een planeet op te warmen en te 'terraformeren' tot een leefbare planeet. Dit is mogelijk omdat CFK's krachtige broeikasgassen zijn die in een atmosfeer geïnjecteerd kunnen worden om de temperatuur van een planeet voldoende te verhogen om die planeet leefbaar te maken voor leven. Weerkaatst licht van grootschalige zonnecollectoren zou ook een technosignatuur kunnen zijn.

De zoektocht naar biosignaturen en technosignaturen vertegenwoordigt de voorhoede van de astronomische wetenschap en zal een groot deel van ons astrobiologisch werk in de 21e eeuw bepalen. De opwinding onder wetenschappers is voelbaar. Voor het eerst is er een brede consensus over hoe we naar leven kunnen zoeken, inclusief de instrumenten om die zoektocht te realiseren en de financiering om die instrumenten te ontwikkelen.

Voor veel niet-wetenschappers is de opwinding eveneens groot. De eeuwenoude vraag "Zijn we alleen?" leeft in de verbeelding van het publiek. Ze volgen de ontwikkelingen op de voet nu we de antwoorden steeds dichterbij komen. Die universele opwinding zal een van de factoren zijn die het nieuwe planetaire perspectief als culturele kosmologie tot uiting brengt.

"Het planetaire is een nieuwe 'kosmologie' – die ontstaat als alternatief voor de sociale, culturele en politiek-economische orden van de mondiale moderniteit."

Planeten, planetaire intelligentie en exogaia

Wat zijn dan de cruciale kenmerken van astrobiologie zoals die zich in het planetaire perspectief manifesteert? Welke nieuwe kosmologische ontwerpen komen hieruit voort die net zo transformatief kunnen zijn als het materialistische, mechanistische wereldbeeld was voor de Copernicaanse/Newtoniaanse revolutie? Het samenstellen van deze onderdelen van de planetaire architectuur van ideeën is ons volgende doel.

Lovelocks erkenning dat biosferen werelden fundamenteel hervormen, maakt co-evolutie cruciaal voor het begrijpen van de geschiedenis van elke bewoonde planeet. Daarmee komen vragen naar voren die net zo relevant zijn voor technosferen (zoals degene die we recent hebben gebouwd) als voor de miljarden jaren oude geschiedenis van de biosfeer van de aarde. Hoe wordt co-evolutie vastgesteld? Hoe bouwt het leven de feedbacknetwerken op die zo'n krachtige verandering op een wereld teweegbrengen?

Deze vragen brengen ons ook terug naar de vragen die werden gesteld toen Lovelock en Margulis ongeveer een halve eeuw geleden de Gaia-theorie voorstelden. Een van de vroege kritieken op de Gaia-theorie was dat deze leek te impliceren dat biosferen een teleologie of een doel hadden. Was dat mogelijk? Als biosferen de evolutie van een planeet kunnen beïnvloeden om deze bewoonbaar te houden, betekent dat dan dat we moeten spreken van doelen? Kan van een biosfeer worden gezegd dat deze iets "weet" over de toestand van zijn planeet? Een technosfeer heeft zeker doelen in de vorm van belangen die zijn bedacht door de intelligente wezens die haar hebben gebouwd. Wat gebeurt er dan wanneer een technosfeer, ontwikkeld door een soort met duidelijke teleologische overwegingen, bovenop een biosfeer wordt gelegd?

Vanuit het perspectief van deze vragen kan een centraal idee in de planetaire kosmologie worden geïntroduceerd. "Planetaire intelligentie" is een visie op biosferen en technosferen waarin de enorme, dichte feedbacknetwerken die worden gedeeld met De gastplaneet kan worden beschreven in termen van informatie en betekenis. Om te begrijpen wat planetaire intelligentie kan betekenen, beginnen we met te kijken hoe de Gaia-theorie een expliciete uitdrukking vond in de astrobiologie.

In 2016 introduceerden de astronomen Aditya Chopra en Charles Lineweaver het concept van ExoGaia. Ze betoogden dat bewoning noodzakelijk is om de leefbaarheid van een planeet gedurende miljarden jaren te behouden. Zodra leven ontstaat, moet een biosfeer de feedbackmechanismen ontwikkelen die Lovelock en Margulis beschreven. Zo niet, dan zou de evoluerende astronomische omgeving de omstandigheden op de planeet onhoudbaar maken voor toekomstige biotische evolutie. De gestage toename van de energieproductie van de gastster is een voorbeeld van gevaarlijke veranderingen in de astronomische omgeving van een planeet. De helderder wordende ster zal de temperatuur van de planeet doen stijgen. Zonder ingrijpen zal de temperatuur uiteindelijk zo hoog oplopen dat de oceanen verdampen en al het leven uitsterft.

Volgens ExoGaia moeten alle langlevende biosferen dus de dichte feedbacknetwerken ontwikkelen die de evolutie van de planeet kunnen beïnvloeden. Planetair wetenschapper Arwen Nicholson en haar collega's hebben het idee verder uitgewerkt. Ze lieten zien hoe biosferen chemische reactienetwerken kunnen ontwikkelen die bijvoorbeeld de temperatuur van een planeet binnen een leefbaar bereik kunnen houden, zelfs als de ster helderder wordt.

Een planetaire biosfeer moet daarom evolueren van een zogenaamde "onvolwassen" staat, waarin de terugkoppelingsmechanismen nog geen sterke planetaire terugkoppeling hebben uitgeoefend, naar een semi-Gaïsche staat van volwassenheid. In een volwassen biosfeer hebben de levensnetwerken de mogelijke evolutiepaden van een planeet volledig hervormd. De biosfeer verandert wat de planeet kan doen. Dat is waar de mogelijkheid van planetaire intelligentie ontstaat.

"We moeten nu aandacht besteden aan wat we de 'astrobiologische wending' zullen noemen – de voortdurende revolutie in het begrijpen van leven in het universum."

Autopoiesis, gedistribueerde cognitie en wat complexe systemen weten

Sommigen zullen misschien terugdeinzen voor het idee om hele werelden te koppelen aan een vorm van intelligentie. Toen astrobiologen David Grinspoon, Sara Walker en ik het idee in een artikel uit 2022 voorstelden, gebruikten we het woord in de brede betekenis van cognitie, van 'weten' en reactie. Dit is de brug die het mogelijk maakt om het idee van planetaire intelligentie te verbinden met het planetaire. In ons werk komt de essentiële verbinding tot stand door de conceptuele fundamenten voor planetaire intelligentie te plaatsen binnen de snel voortschrijdende wetenschap van complexiteitswetenschap en complexe adaptieve systemen.

Complexe systemen verschillen van arrangementen van materie die slechts gecompliceerd zijn (zoals een verwarde kluwen touw). Complexe adaptieve systemen zijn opgebouwd uit geneste hiërarchieën van kleinere subsystemen. Denk aan een dier dat is opgebouwd uit organen die zijn opgebouwd uit cellen die zijn opgebouwd uit eiwitten, enzovoort, tot aan de 'fundamentele' eenheden van hun atomen en bestanddelen. Door middel van deze hiërarchieën van organisatie manifesteren complexe systemen hun belangrijkste kenmerk: ze organiseren zichzelf. Ze creëren de processen en producten die nodig zijn voor hun eigen voortbestaan.

Maar deze processen en producten zijn juist de middelen waarmee ze zichzelf produceren. Een concreet voorbeeld is het celmembraan. Het is het membraan dat de cel in staat stelt te overleven. Nodige chemicaliën worden binnengelaten, terwijl schadelijke stoffen worden buiten gehouden. Dit maakt de opbouw en het onderhoud van het membraan mogelijk. Het is dus het membraan dat het bestaan van een membraan mogelijk maakt.

Dit soort zelforganisatie was zo belangrijk dat de Chileense biologen Humberto Maturana en Francisco Varela er een eigen naam aan gaven: "autopoiesis". Autopoietisch zijn betekent zelfscheppend en zelfonderhoudend zijn. Het is de essentiële, vreemde kringloop die het leven tot een complex adaptief systeem maakt en complexe systemen zo anders maakt dan alles wat de wetenschap tot nu toe heeft geprobeerd te begrijpen.

Autopoiesis en zelforganisatie verklaren waarom het logisch is om complexe adaptieve systemen te beschrijven in termen van teleologie. Ze hebben duidelijk doelen. Deze doelen kunnen rudimentair zijn, zoals bij het proces van microbiële chemotaxis. Hierbij herkennen eencellige organismen gradiënten van voedingsstoffen en bewegen ze zich erlangs. In dit geval is het doel simpelweg overleven, blijven leven. Maar de teleologieën van complexe adaptieve systemen kunnen ook zeer gestructureerd zijn, zoals in een samenleving die ernaar streeft de toegang tot gezondheidszorg voor haar burgers te verbeteren. Het belangrijkste punt is dat het leven, bezien vanuit het perspectief van complexe adaptieve systemen, nooit blindelings zijn omgeving tegemoet treedt. Dergelijke systemen kunnen eerder nuttig worden beschreven als agenten die een zekere mate van kennis bezitten over hun omgeving en hun eigen interne toestand.

Het allerbelangrijkste voor onze vraagstukken is dat de complexiteitswetenschap ons begrip van waar en hoe cognitie en kennis ontstaan, aanzienlijk heeft vergroot. Dit geldt met name voor de studie van 'vloeibare hersenen'. Dit zijn intelligenties die gevormd worden door collectieven zoals termieten, mieren en bijen. Van zulke eusociale soorten is al langer bekend dat ze kenmerken van gedistribueerde cognitie vertonen, vandaar dat E.O. Wilson mierenkolonies en bijenkorven 'superorganismen' noemde. Recent onderzoek heeft ook aspecten van gedistribueerde cognitie aangetoond, zelfs in microbiële gemeenschappen, via bacteriële 'quorum sensing'. Chemische signalen die tussen individuele microben worden uitgewisseld, kunnen gemeenschappen in staat stellen collectief te handelen, bijvoorbeeld om roofdieren af te weren.

Daarnaast wordt er onderzoek gedaan naar hoe ondergrondse schimmelnetwerken die boomwortels met elkaar verbinden, gedistribueerde samenwerking kunnen genereren. Eerste studies suggereren dat deze netwerken bomen in staat stellen collectief te handelen, door voedingsstoffen te verplaatsen van gezonde gebieden in geografisch uitgestrekte bossen naar verder gelegen, ongezonde gebieden. Hoewel dit onderzoek controversieel blijft, illustreert het de breedte van het debat over dit onderwerp.

Hoe ver kan collectieve intelligentie reiken? Op welke schaal kan ze functioneren? Kan een biosfeer een collectief zijn dat een vorm van gedistribueerde cognitie vertoont?

Wanneer we al deze kenmerken van het leven als complex systeem samenbrengen met de planetaire functie van biosferen, ontstaat de mogelijkheid van planetaire intelligentie. Het leven op aarde begon minstens 3,5 miljard jaar geleden in het Archeïcum. Aanvankelijk was het een onvolgroeide biosfeer. Dat betekent dat er te weinig leven op aarde was om sterke terugkoppelingseffecten op de geosfeer uit te oefenen. Planetaire kenmerken zoals de atmosferische chemie konden niet worden gemodificeerd. Binnen ongeveer een miljard jaar was de biosfeer echter zo ver gegroeid dat ze sterke zuurstofstromen naar de oceanen, de atmosfeer en het land veroorzaakte. Op deze manier kan worden gezegd dat een volwassen biosfeer zich aan het ontwikkelen was.

Zodra het leven zich ontwikkelde tot planetaire netwerken van microbiële gemeenschappen die gezamenlijk druk uitoefenden op de rest van de geosfeer, werd het mogelijk om te denken dat dit collectief een zekere mate van kennis bezat. Simpel gezegd, er werd informatie gebruikt door het collectief waaruit de biosfeer bestond. En het gebruik van informatie in de vorm van opslag, kopiëren, verzenden en verwerken is kenmerkend voor het vermogen tot handelen in complexe adaptieve systemen. Zo kunnen we, over een periode van bijna drie miljard jaar, spreken van de opkomst van planetaire intelligentie op aarde of op elke andere planeet waar een dergelijke volwassen biosfeer voorkomt.

Een biosfeer die zelforganisatie en autopoiesis bereikt, is volwassen geworden. Via collectieve levensnetwerken onderhouden volwassen biosferen actief de omstandigheden die nodig zijn voor hun eigen bestaan, in plaats van deze te verslechteren. Informatie die door deze levende netwerken stroomt en door hen wordt gebruikt, betekent dat we een volwassen biosfeer kunnen beschouwen als een collectief dat kennis heeft van zijn eigen toestand en reageert op veranderingen in die toestand en de omgeving. Volwassen biosferen "weten" iets en gebruiken die kennis om hun eigen levensvatbaarheid op planetaire schaal door de geologische tijd heen te handhaven.

Merk op dat bewustzijn en bewuste controle geen onderdeel uitmaken van het zelfontwerp van het systeem en niet nodig zijn voor het functioneren van het proces. Zodra bewustzijn echter verschijnt, ontstaat er een geheel nieuw niveau van complexiteit. Planetaire intelligentie kan ook worden toegepast op technosferen en dat is precies waar het volledige potentieel van de nieuwe planetaire kosmologie zich openbaart.

"Voor het eerst is er brede consensus over hoe we naar leven kunnen zoeken, inclusief de instrumenten om die zoektocht te volbrengen en de financiering om die instrumenten te ontwikkelen."

De volwording van de technosfeer en de heropleving van planetaire intelligentie

Na zijn werk over de biosfeer zette Vernadsky zijn ideeën uiteindelijk een stap verder. Zodra de mens op aarde arriveerde, betoogde Vernadsky, creëerde 'culturele energie', in de vorm van technologische capaciteiten, een nieuwe reeks mogelijkheden. Deze nieuwe laag werd de noösfeer genoemd — 'noos' in het Grieks voor 'denken'.

De meeste mensen kennen de meer spiritueel georiënteerde versie van de noösfeer van de jezuïetenpriester en paleontoloog Pierre Teilhard de Chardin, die de noösfeer beschreef als een 'wereldziel'. Vernadsky's versie was, zoals kenmerkend voor hem, meer aards.

Voor Vernadsky was de noösfeer de som van menselijk handelen, uitgedrukt via netwerken van technologische systemen. Dit is wat we nu de technosfeer noemen. Vernadsky zag terecht in dat de gecombineerde energieopwekkingscapaciteiten van de technosfeer op een dag een even grote invloed op de planeet zouden uitoefenen als de biosfeer op de geosferen. Wat hij echter niet kon zien, was hoe de technosfeer het aardesysteem, waarvan ze voor haar eigen voortbestaan afhankelijk was, zou kunnen ontwrichten. Maar hoewel Vernadsky het niet kon zien, kunnen wij het wel.

We kunnen de effecten van de technosfeer op de planeet niet alleen direct meten in de vorm van klimaatverandering, maar we kunnen ze ook bekijken vanuit het bredere perspectief van planetaire intelligentie. Het astrobiologische perspectief stelt ons in staat te zien hoe de technosfeer die we hebben opgebouwd gevaarlijk in een staat van onvolwassenheid verkeert. Ze heeft nog niet de collectieve, gedistribueerde cognitie – oftewel de planetaire intelligentie – bereikt die nodig is om zijn eigen voortbestaan te verzekeren.

De technosfeer is in wezen het collectieve project van de beschaving. Dat project verbruikt nu een aanzienlijk deel van de energie die de biosfeer via fotosynthese vastlegt. De effecten van deze energieopname op de aardse systemen zijn ontwrichtend. Klimaatverandering is slechts één planetair gevolg van onze opkomende technosfeer. Van het transport van essentiële voedingsstoffen zoals fosfor tot de toenemende verzuring van de oceanen, de activiteiten van de technosfeer staan op het punt meerdere grenzen te overschrijden die het vermogen van de ondersteunende biosfeer om zijn eigen levensvatbaarheid te behouden in gevaar brengen.

We weten al decennia van klimaatverandering en onze nabijheid tot die planetaire grenzen. Ondanks die kennis zijn onze internationale systemen van bestuur en controle er niet in geslaagd de opmars van de technosfeer naar die grenzen te stoppen. We blijven sprinten richting de ineenstorting.

Dit falen om wereldwijd te handelen is onthullend. Die internationale systemen van controle, bestuur, productie en financiering maken zelf deel uit van de technosfeer. Ze vormen de "informatiearchitectuur" ervan. Zoals we hebben gezien, is een van de belangrijkste resultaten van de complexiteitswetenschap dat informatie net zo belangrijk is als materie en energie voor complexe adaptieve systemen.

De biosfeer bestaat uit zowel fysieke bomen als de genetische, metabolische en ecosysteembrede informatiestromen die bossen mogelijk maken. Op dezelfde manier bestaat de technosfeer uit zowel fysieke technologieën zoals containerschepen als de informatieorganisatie – bedrijfsbeleid, internationale verdragen en NGO-overeenkomsten – die ten grondslag liggen aan de constructie en het gebruik ervan. De technosfeer gaat net zozeer over de informatieorganisatie van controle als over wat er gecontroleerd wordt.

Met dit inzicht kunnen we zien wat het betekent dat onze technosfeer fundamenteel onvolwassen is. Ze ondermijnt de voorwaarden die nodig zijn om haar eigen levensvatbaarheid te behouden. Vanuit het perspectief van volwassen biosferen kunnen we vervolgens precies zien wat er gecreëerd moet worden om klimaatverandering en de polycrisis die daaruit voortvloeit en die verergerd wordt, af te wenden.

Hier wordt het langetermijnperspectief van de astrobiologie duidelijk. Om langer dan een paar eeuwen op een planeet te kunnen bestaan, moet elke technosfeer volwassen worden door een nieuwe vorm van zelforganisatie te manifesteren. Wil een technosfeer standhouden, zelfs op semi-geologische tijdschalen van een paar duizend jaar, dan moet ze zichzelf scheppen en in stand houden. Een volwassen technosfeer zou dus autopoietisch zijn. Om dat te worden, moet ze manifesteren wat de ondersteunende biosfeer miljarden jaren eerder heeft gevestigd: planetaire intelligentie. Dit is de enige manier waarop technosferen kunnen voortbestaan en floreren over tijdschalen zoals die van biosferen.

Wat wezenlijk nieuw en anders is aan volwassen technosignaturen (en wat ze zo interessant maakt voor de astrobiologische wetenschap) is dat teleologie expliciet aanwezig is in hun ontstaan. Een soort wordt planetair wanneer ze voor het eerst een technosfeer bouwt, zelfs een onvolgroeide. Maar door de consequenties van hun eigen macht te erkennen bij het bouwen van zo'n planeetomspannend technologisch systeem, heeft elke soort die haar technosfeer verder ontwikkelt tot volwassenheid, intentie en doel ingebouwd in de nieuwe vorm die hun gekoppelde planetaire systemen zullen aannemen. Door teleologie en betekenis op deze manier expliciet te belichamen, vertegenwoordigt een volwassen technosignatuur de volledige voltooiing van het Gaiaanse potentieel, een planeet die tot zichzelf ontwaakt is.

“Kan een biosfeer een collectief zijn dat een vorm van gedistribueerde cognitie vertoont?”

Het planetaire als nieuwe kosmologie

De Copernicaanse revolutie veranderde het perspectief van waaruit de mensheid haar plaats in het universum beschouwde. Het werd al snel duidelijk dat de Newtoniaanse wetenschap die deze hemelse herschikking ondersteunde, ook een drijfveer kon zijn voor het vergaren van materiële rijkdom en macht. Zo werd de nieuwe wetenschap de verbeeldingskracht achter een nieuw wereldsysteem.

Deze nieuwe wereld was echter dood. Het was een universum dat volledig materialistisch, mechanistisch en reductionistisch was. Het leven werd gereduceerd tot “niets dan” moleculaire machines. De blijvende vreemdheid van levende systemen en hun vermogen tot handelen, autonomie en zelfs bewustzijn (d.w.z. ervaring) werden slechts een epifenomeen van subatomaire deeltjesbewegingen. Het leven zelf was secundair. Vergeleken met atomen of ruimtetijd was het leven niet van fundamenteel belang in de hiërarchieën van deze mechanistische wetenschappelijke ontologie.

Naarmate deze wetenschap aan invloed won, groeide ook elke filosofie die beweerde haar te vertegenwoordigen. Het is dan ook geen verrassing dat de industriële politieke economieën die in de 18e en 19e eeuw zouden ontstaan, materialistische, mechanistische visies op het leven en de aarde zouden omarmen.

Of de politieke economie nu kapitalistisch, socialistisch of communistisch was, ze berustte op een kosmologie waarin bergen en velden alleen door middel van reductie zichtbaar waren. Ze waren "niets anders dan" grondstoffen die gedolven of bewerkt moesten worden. De aarde als levende planeet was onzichtbaar. Op zijn best was er "het milieu", wat simpelweg een lege ruimte was waar industrieel afval kon worden gedumpt.

Gezien deze blinde vlek op planetair niveau, is het geen wonder dat bestaande politieke economieën klimaatverandering en de gevolgen ervan zo lang hebben geweigerd te erkennen. Om de opwarming van de aarde en de planetaire impact van menselijke activiteiten effectief te begrijpen, is een breder perspectief nodig dan de mens als "homo economicus". Het vereist ook dat we het leven zien als meer dan alleen machines gemaakt van weefsel en botten.

Terugkijkend op vijf eeuwen zien we hoe diepgaand gebrekkig de kosmologie was die voortkwam uit de Copernicaanse wending. Ik wil benadrukken dat het erkennen van dit gebrek iets anders is dan het verwerpen van de moderne wetenschap of het ontkennen ervan als een diepgaande en uiterst belangrijke menselijke prestatie. Men kan de wetenschap eren en toch zien hoe veel van de crises waarmee we vandaag de dag worden geconfronteerd, het resultaat zijn van een wereldbeeld, een metafysica en een kosmologie die beweert namens de wetenschap te spreken. Maar wetenschap is geen metafysica of politieke filosofie. Het is een krachtige methode om een dialoog met de natuur aan te gaan. Het is ook niet statisch.

Astrobiologie en complexiteitswetenschap vormen nieuwe invalshoeken in die dialoog en onthullen nieuwe inzichten in het universum. Cruciaal voor de opkomst van de planetaire wetenschap is dat ze ons een visie op planeten en leven laten zien die veel verder reikt dan de dode wereld van de oude kosmologie.

Eerst kwam de erkenning dat leven, als biosfeer, een gelijkwaardige rol speelde in de gekoppelde aardse systemen van lucht, vloeibaar water, ijs en gesteente. Dit was de verwezenlijking van de Gaia-theorie en de daaropvolgende transformatie naar de aardwetenschappen.

Nadat klimaatverandering was erkend, werd de technosfeer aan het aardwetenschappendenken toegevoegd. Plotseling kreeg de vraag naar leven, planeten en hun co-evolutie een nieuwe urgentie. Vervolgens, vanaf het midden van de jaren negentig, bracht de ontdekking van exoplaneten de astrobiologie naar de voorhoede van de astronomische wetenschap. Duizenden nieuwe planeten werden beschikbaar voor onderzoek.

Een nieuw vakgebied, gericht op het identificeren van biosignaturen, ontstond, gebaseerd op een Gaia-visie op biosferen en hun vermogen om planeten te veranderen. Wetenschappers gebruikten die kracht om zich voor te stellen hoe elk soort leven, op elke planeet in elk sterrenstelsel, detecteerbare sporen van zijn bestaan zou kunnen achterlaten.

Uiteindelijk werd dezelfde vraag gesteld over buitenaardse technosferen. Het bestuderen van de capaciteiten van technologisch geavanceerde soorten op exoplaneten om hun wereld te hervormen en detecteerbare technosignaturen achter te laten, werd een doorlopend internationaal onderzoeksprogramma.

Deze nieuwe ontdekkingen en nieuwe onderzoeksprogramma's vereisen allemaal een ander begrip van leven en zijn plaats in het universum. De aardwetenschappen stellen expliciet dat leven en de planeet op systeemniveau moeten worden beschouwd. Levende planeten zijn, met andere woorden, epistemische gehelen.

Het kan nuttig zijn om sommige problemen te reduceren tot hun onderdelen om het aardse (of elk ander planetair) systeem te begrijpen. Maar reductionisme als totaliserende filosofie vindt geen voet aan de grond in deze visie. Dit is de eerste significante afwijking van de kosmologie van de Copernicaanse wending.

Verderop is de complexiteitswetenschap de drijvende kracht achter de "bio" in astrobiologie, en deze vereist dat leven wordt gezien als een emergent fenomeen. Zoals theoretisch bioloog Stuart Kauffman het stelt, is leven "gebaseerd op fysica, maar gaat verder dan fysica". De kern van de complexiteitswetenschap is dat emergente systemen meer zijn dan de som van hun delen. Ze creëren, innoveren en verrassen.

Zonder zich te beroepen op enige vorm van vitalisme, is dit hoe het astrobiologische perspectief het materialisme overstijgt. Levende systemen zijn meer dan "slechts" materie, omdat ze het enige fysieke systeem zijn dat informatie gebruikt. In hun streven naar autopoietische zelforganisatie maakt het leven het semantische aspect van informatie centraal in zijn eigen organisatie. Betekenis is net zo belangrijk als materie. Ook dat is een belangrijke stap weg van de kosmologie van de Copernicaanse wending.

Vanuit de nieuwe visie op leven als emergente, complexe, adaptieve systemen wordt een breder, geïntegreerd begrip van leven en planeten mogelijk. De aarde, of elke wereld die is getransformeerd door biosferen en technosferen, is gevormd door metabolisme dat zich op planetaire schaal heeft ontwikkeld. Het allerbelangrijkste is dat, zodra co-evolutie begint, de netwerken van energie, materie en informatie die erdoorheen stromen, die wereld de mogelijkheid van planetaire intelligentie schenken.

Volwassen biosferen zijn systemen met het vermogen om invallende stellaire energie te kanaliseren ten behoeve van het behoud van levensvatbaarheid. Ze vormen een enkel, zelfonderhoudend systeem dat als zodanig moet worden behandeld voor wetenschappelijk onderzoek of voor de constructie van duurzame culturen op de lange termijn. Dit omvat ook het ontwerp van politieke economieën, die nu moeten worden gezien als een nieuwe vorm van metabolisme op planetaire schaal.

Zo wordt het astrobiologische perspectief op leven en planeten de astrobiologische wending. Het vormt de basis voor een nieuwe ordening van menselijke zorgen, omdat het een imperatief, een voorschrift en een teleologie biedt die direct de constructie van een nieuw wereldsysteem kunnen vormgeven. Technosferen ontstaan uit biosferen, die op hun beurt ontstaan uit niet-levende geosferen. Planeten hebben regels. Wee de soort die gelooft dat haar scheppingen die regels en de planeet waarvan ze afhankelijk is, kunnen overtroeven.

Zoals Vernadsky ons eraan herinnert: "de biosfeer verzamelt en herverdeelt zonne-energie en zet die uiteindelijk om in vrije energie die werk kan verrichten op aarde." Dit is het keerpunt van de astrobiologische wending. Het is de ultieme basis voor de nieuwe kosmologie van het planetaire, omdat het niet alleen geldt voor mensen op aarde, maar voor al het leven op alle planeten, waar die zich ook in de kosmos mogen bevinden.

Het doel moet daarom zijn om die energieën te benutten en de technosfeer te laten rijpen, zodat deze in overeenstemming komt met de biosfeer en andere geosferen. Gezien wat we weten over de geschiedenis van de biosfeer zelf, is het nastreven van een dergelijke rijpheid en intelligentie op planetaire schaal de enige weg naar een bloeiend menselijk bestaan op de lange termijn. Het is de enige weg naar wat astrobioloog David Grinspoon het Sapiezoïcum noemt – ofwel het tijdperk van wijsheid.

“Volwassen biosferen ‘weten’ iets en gebruiken die kennis om hun eigen levensvatbaarheid op planetaire schaal door de geologische tijd heen te behouden.”

Visioenen van het planetaire & Een planetaire visie

Wat zou er daadwerkelijk veranderen als een nieuwe planetaire kosmologie zou ontstaan en zich zou vestigen? Wat voor soort culturele organisatie en politiek-economische ordening zouden daaruit voortvloeien? Dit zijn geen eenvoudige vragen om te beantwoorden, aangezien dit soort ontstaan inherent open, creatief en evolutionair is.

Wat er zal ontstaan, hangt af van hoe het ontstaat. Het zal ook meer dan één mensenleven duren om de antwoorden te zien. Stel je een koopman of geleerde voor in de late 16e eeuw. Zouden zij zelfs maar de ruwe contouren hebben kunnen schetsen van hoe de Copernicaanse wetenschap uiteindelijk diep verweven zou raken met het marktkapitalisme?

Toch kunnen we op zijn minst enkele implicaties zien van het planetaire model met zijn astrobiologische perspectief en fundamenten in de complexiteitswetenschap. We kunnen ons met name afvragen hoe de kosmologie van het planetaire model zich zou kunnen organiseren.

Een volgroeide technosfeer is het uiteindelijke doel van het planetaire model. Het zou een heropleving betekenen van planetaire intelligentie, die het organisatorische ontwerp van de volgroeide biosfeer die eraan voorafging, zou volgen. Maar hoe zou zo'n technosfeer zijn materiële, energetische en informationele structuren organiseren? De essentiële innovatie is dat die structuren het onmogelijk zouden maken om het zelfonderhoudend vermogen van de technosfeer te ondermijnen. Sterker nog, het zou een dergelijke ondermijning ondenkbaar maken.

Neem de huidige organisatie van de technosfeer met al zijn netwerken van bestuur, financiën en productie. Als ik naar een bank zou willen gaan om een lening aan te vragen voor de bouw van een kernwapen, zou ik al snel merken dat dat een onmogelijke opgave is. De kredietverstrekker hoeft geen regels te raadplegen. Het zou simpelweg ondenkbaar zijn om mondiale financiën voor dat doel te gebruiken. Evenzo kun je je voorstellen dat in een toekomst die gevormd wordt door het planetaire, het verkrijgen van een lening voor een kolencentrale eveneens ondenkbaar zou zijn. Iedereen zou weten wat kolencentrales doen met het biosferische metabolisme. "Natuurlijk kun je geen geld hebben om zoiets te bouwen," zou een geschokte bankdirecteur me zeggen.

Het planetaire betekent dus erkennen dat de organisatie van cultuur altijd ingebed is in planetaire metabolische feedbackloops. Voor nu, nu het planetaire concept nog in ontwikkeling is, betekent het ook dat elke nieuwe theorie van politieke economie die het woord "planetair" niet in haar intentie heeft, de draad al kwijt is.

Door het planetaire concept te verankeren in de visie van de complexiteitswetenschap op het leven, kunnen we ons ook voorstellen dat het verkrijgen van een lening voor industriële vleesproductie eveneens ondenkbaar zou zijn. Vegetarisme zou zeker een persoonlijke keuze blijven. Maar naarmate onze visie op het leven verschuift van de machinemetafoor naar de erkenning van handelingsvermogen als fundamentele maatstaf, kan onze bereidheid om dieren te behandelen als louter economische hulpbronnen voor grootschalige industriële exploitatie veranderen.

Zelfs als planetaire intelligentie slechts als metafoor of leidend principe wordt beschouwd, is het nog steeds een erkenning dat bewustzijn in vele verschillende vormen in de biosfeer bestaat. Deze erkenning heeft zich in de wetenschap al voorgedaan, zoals blijkt uit de "New York Declaration on Animal Consciousness". In deze verklaring betoogde een diverse groep wetenschappers dat huidig wetenschappelijk onderzoek aantoont dat wijdverspreid dierlijk bewustzijn een realistische mogelijkheid is. De verklaring roept serieuze vragen op over de ethische implicaties die hieruit zouden moeten voortvloeien.

Het verankeren van een nieuw wereldsysteem in de kosmologie van het planetaire brengt ons ook op geheel nieuw terrein wat betreft de verhalen die we vertellen over wat we weten en wie het weet. Enkelvoudige "theorieën van alles" waren een vereiste van de oudere materialistische, mechanistische kosmologie. Het planetaire model vereist niet dat dergelijke totaliserende verhalen vanuit één enkel perspectief worden benaderd. Er is een inherent epistemisch pluralisme in het planetaire model, omdat het erkent dat een wereld altijd vanuit meerdere perspectieven kan worden bekeken.

Deze visie is inherent aan de complexiteitswetenschap, die steunt op vele paradigma's van onderzoeksfocus en -methode. Elk van deze paradigma's kan verschillende verhalen vertellen over dezelfde vraag. Zoals complexiteitstheoreticus David Krakauer schrijft: "complexiteitswetenschap zou ons moeten helpen begrijpen waarom een veelheid aan paradigma's niet alleen nuttig is, maar ook onvermijdelijk."

Er is daarom geen enkele cultuur of culturele geschiedenis die hegemonie over andere culturen op planetair niveau kan vestigen. Dit is ook hoe de complexiteitswetenschap kan ontsnappen aan wat filosoof en antropoloog Bruno Latour identificeerde als de bron van de politieke ineffectiviteit van eerdere ecologische bewegingen. Door de meerdere perspectieven en schalen waarop biosferen en technosferen functioneren te omarmen, wordt het lokale nooit ondergeschikt aan het mondiale. Er is altijd een plek voor mensen om te staan, bij te staan en voor te staan. Er is een thuis en een land met zijn specifieke levenswijze en cultuur waaraan men zich kan hechten. De planeet is nooit ontlichaamd.

Timing is, zoals Shakespeare zei, alles. De tijdschaal die de astrobiologische wetenschap nodig heeft om de gegevens te verkrijgen die relevant zijn voor de vraag of er leven op andere planeten bestaat, zal in tientallen jaren worden gemeten. Het zal een verhaal zijn dat zich over de 21e eeuw ontvouwt. De Habitable Worlds Observatory, NASA's toekomstige vlaggenschipobservatorium voor de zoektocht naar leven, zal naar verwachting in de jaren 2040 of 2050 worden gelanceerd. De waarnemingen die het in de daaropvolgende decennia zal doen, zullen het beste beeld geven van of en waar leven tussen de sterren bestaat.

Deze timing betekent dat onze eerste antwoorden over leven in het universum zullen komen precies op het moment dat de klimaatcrisis, en de grotere polycrisis waarin deze een cruciale rol speelt, een hoogtepunt van urgentie en reactie bereikt. Dit is het moment waarop de nieuwe planetaire kosmologie ook kan opkomen en wortel schieten.

Natuurlijk is niets gegarandeerd. Er zijn veel sombere toekomstscenario's die het menselijke project een eeuw of langer gevangen kunnen houden. Maar net als de Copernicaanse revolutie en alles wat daarop volgde, begint de planetaire kosmologie met een nieuwe visie op planeten. De eerste inzichten vanuit dat perspectief zijn al verkregen.

Op die manier groeien de levende vezels van verhaal, logica en ontwerp die de planeet vormen. Er is al momentum aan het ontstaan, gedreven door de branden die ons bedreigen, voor een nieuw soort menselijk zelfbeeld en zelforganisatie. Als we op dat momentum kunnen voortbouwen, bevinden we ons wellicht precies op het moment dat de Aarde en haar kinderen hun adolescentie achter zich kunnen laten en volwassen kunnen worden.