catastrofes

Het restant van de supernova die in 1006 werd waargenomen door voornamelijk Chinese en Arabische waarnemers.

Bewijs voor nabije supernova in sediment Indische Oceaan

De gammastraling die bij supernova explosies vrijkomt is genoemd als een mogelijke oorzaak van de op een na grootste massa-extinctie in de geschiedenis van de Aarde, 450 miljoen jaar geleden. In deze tijd was het land nog nauwelijks gekoloniseerd maar (eenvoudig) zeeleven stierf massaal uit. In dit supernova scenario vernietigt de gammastraling een deel van de ozonlaag, waarna het leven getroffen wordt door een hoge dosis UV straling van de Zon. Daarnaast kan het gas van een nabije supernova explosie zelfs een deel van de aardatmosfeer wegblazen. Supernova’s zijn zeer gevaarlijk voor het leven op Aarde als ze op minder dan circa 30 lichtjaar afstand plaatsvinden.[1]

Sporen van prehistorische supernova’s

Supernova’s zijn in te delen in twee hoofdcategorieën. Ten eerste zware sterren waarvan de opgebrande kern aan het eind van hun leven instort onder de eigen zwaartekracht, waarna de buitenlagen met zeer hoge snelheid weggeblazen worden. Iets zeldzamer is een thermonucleair exploderende koolstof-zuurstof witte dwerg in een dubbelster systeem, zoals degene die in 1572 werd waargenomen in onze Melkweg. In beide gevallen laten ze een heldere uitzettende nevel achter (zie afbeelding). Deze nevels zien we alleen van recente supernova’s; na enkele tienduizenden jaren gaat de nevel op in het interstellaire gas.

Het restant van de supernova die in 1006 werd waargenomen door voornamelijk Chinese en Arabische waarnemers.
Het restant van de supernova die in 1006 werd waargenomen door voornamelijk Chinese en Arabische waarnemers. Bron: Wikimedia commons.

Ons zonnestelsel beweegt door de Lokale Bel, een `holte’ waarin het interstellaire gas een tienmaal lagere dichtheid heeft dan gemiddeld in de Melkweg. Mogelijk is deze Bel gevormd door een reeks supernova explosies gedurende de laatste 10 miljoen jaar, die het omringende gas hebben weggeblazen.

Direct bewijsmateriaal

De meeste informatie uit het heelal bereikt ons via licht en andere straling, maar daarnaast krijgen we ook bezoek van materiële boodschappers: atoomkernen en elektronen, gezamenlijk ongelukkig `kosmische straling’ genaamd. Als er vlakbij de Aarde een supernova ontploft, worden er zelfs grote hoeveelheden bijzondere isotopen op Aarde gedumpt.

In de explosie komt zoveel energie vrij dat er zware elementen gevormd worden, waarvan een deel radioactief is. Als ze voldoende langzaam vervallen en op Aarde terecht komen, zouden we deze terug moeten kunnen vinden. En inderdaad, in 1999 is dit voor het eerst gelukt, en in 2004 werd een sterk verhoogde concentratie van ijzer-60 gevonden in een 2 miljoen jaar oude laag in de aardkorst onder de Grote Oceaan.[2] Dit kan alleen maar verklaard worden door een nabije supernova van een zware ster met instortende kern, waarbij maar liefst enkele aardmassa’s aan ijzer-60 wordt geproduceerd. Naast de enorme productie is ijzer-60 een bruikbaar isotoop omdat de halfwaardetijd zo’n 2,6 miljoen jaar is,[3] dus van dezelfde orde van grootte als de leeftijd van de afzetting. De hoeveelheid ijzer-60 die gevonden is suggereert dat de supernova zo’n 100 lichtjaar ver weg plaatsvond, op redelijk veilige afstand. Niettemin is de gammastraling ervan in verband gebracht met het uitsterven van zeeleven ten tijde van het begin van het Pleistoceen (het tijdperk van de ijstijden, dat in feite nog steeds voortduurt).[4]

Een supernova kan de helderheid van een heel melkwegstelsel benaderen. Op 30 lichtjaar kan een supernova 1% van de helderheid van de Zon bereiken.
Een supernova kan de helderheid van een heel melkwegstelsel benaderen. Op 30 lichtjaar kan een supernova 1% van de helderheid van de Zon bereiken. Bron: Wikimedia commons.

Nu heeft een groep onderzoekers een veel nauwkeuriger methode bedacht die gebruik maakt van sediment afzetting op de oceaanbodem, in dit geval twee kolommen van enkele meters sediment die 40 jaar geleden al zijn gewonnen uit de bodem van de Indische Oceaan in de buurt van Australië. Door de relatief snelle aanwas is de datering van sediment ruim 1000 maal preciezer dan de datering van afzettingen in de aardkorst, die tot nu toe gebruikt werden. Naast ijzer-60 zijn ook aluminium-26, mangaan-53 en plutonium-244 te gebruiken voor extra precisie, al zit hun concentratie dicht bij het `achtergrond niveau’ veroorzaakt door andere bronnen.[5]

Moeten wij ons nu zorgen maken?

Echt gevaarlijke supernova’s, dus die binnen 30 lichtjaar van de Aarde, zijn heel zeldzaam, grofweg 1 per miljard jaar. Deze kans zou de komende tijd wat groter kunnen worden omdat ons zonnestelsel zich nu in een spiraalarm bevindt. Zware sterren zijn erg helder, en we zien dat er op dit moment geen dicht bij de Aarde staan. Betelgeuze is een supernova kandidaat maar staat op zo’n 700 lichtjaar afstand.
Het andere type supernova, witte dwergen in dubbelsterren, is een stuk verraderlijker. Het is nog niet duidelijk hoe ze precies ontstaan — een witte dwerg die massa invangt van een zon-achtige begeleider, of twee witte dwergen die naar elkaar toe spiraliseren. In het laatste geval zouden we de ontploffing mogelijk niet aan zien komen omdat witte dwergen erg klein zijn en daardoor slecht te zien.

Bronnen en noten
[1] Nick Bostrom & Milan M. Ćirković (eds., 2008) – Global Catastrophic Risks (Oxford: Oxford University Press)
[2] K. Knie et al. (2004) – Fe-60 Anomaly in a Deep-Sea Manganese Crust and Implications for a Nearby Supernova Source
[3] Ten tijde van dit onderzoek dacht men nog dat de halfwaardetijd van ijzer-60 1,5 miljoen jaar was. Verder is ook de halfwaarde tijd van beryllium-10 sindsdien bijgesteld; oorspronkelijk werd de supernova op zo’n 2,8 miljoen jaar geleden gedateerd.
[4] Katie Pennicott (2002) – Supernova link to ancient extinction
[5] Jenny Feige et al. (2012) – The Search for Supernova-produced Radionuclides in Terrestrial Deep-sea Archives

Lees ook
Supernovae en hypernovae: kosmische waterstofbommen
Kosmische catastrofe in de maak?
‘Death Star cluster bekogelde aarde met verzengende gammabundel’

Venus heeft misschien ooit ook oceanen gehad. Deze zijn dan verdampt, en de waterdamp is vervolgens afgebroken door UV straling van de Zon.

Het Venus syndroom op Aarde?

Het door mensen veroorzaakte broeikaseffect is een kleine stijging van de temperatuur als gevolg van extra CO2 in de atmosfeer. Dit kan problemen geven, maar pas echt gevaarlijk is klimaatverandering die zichzelf versterkt door middel van positieve feedback. Bijvoorbeeld, als het warmer wordt verdampt er meer water uit de oceanen. Meer waterdamp in de atmosfeer betekent een sterker broeikaseffect: water kan effectief de infrarode straling absorberen die de Aarde uitzendt. Deze vastgehouden warmte leidt vervolgens weer tot een hogere temperatuur en dus meer verdamping, etc.

Positieve feedback kan desastreuze gevolgen hebben, maar alleen als er geen sterkere, negatieve feedbacks aanwezig zijn die het effect tenietdoen. Zo’n negatieve feedback is er: als de temperatuur stijgt, gaat de Aarde veel meer infrarode straling uitstralen wat de Aarde weer afkoelt. Slechts een deel van deze straling wordt door waterdamp geabsorbeerd.
Een runaway broeikaseffect ontstaat pas wanneer er zoveel waterdamp in de atmosfeer is dat de positieve feedback sterker wordt dan de negatieve feedback. Hierbij zouden de oceanen droog koken en de temperatuur oplopen tot 1100 graden (bij deze temperatuur zendt de Aarde infrarode straling uit met een wat kortere golflengte, waar waterdamp transparanter is). Een runaway broeikaseffect is nu gelukkig niet aan de orde op onze planeet. Op Venus wel; met haar 460 graden is deze planeet een niet te missen waarschuwing voor de Aarde.

Venus heeft misschien ooit ook oceanen gehad. Deze zijn dan verdampt, en de waterdamp is vervolgens afgebroken door UV straling van de Zon.
Venus heeft misschien ooit ook oceanen gehad. Deze zijn dan verdampt, en de waterdamp is vervolgens afgebroken door UV straling van de Zon.

Invloed van de mens

Kunnen we door veel CO2 toe te voegen aan de atmosfeer de Aarde zoveel opwarmen dat er wel een runaway broeikas ontstaat? Nee, waarschijnlijk kan dit niet. De reden is dat met zo’n hoge temperatuur en zoveel waterdamp in de atmosfeer, de Aarde meer warmte uitstraalt dan het ontvangt van de Zon. Deze situatie kan niet bereikt worden; de Aarde zou al eerder afkoelen. Niettemin zou de nieuwe evenwichtstemperatuur een stuk hoger liggen dan nu (het gewone broeikaseffect) en allerlei problemen geven, maar het zou nog niet geheel uit de hand lopen.

Althans… er zijn nog enkele onzekere factoren. Als het albedo van de Aarde afneemt, dat wil zeggen dat de Aarde minder zonlicht reflecteert, ontvangt ze meer zonlicht. Als het albedo zou halveren zou er genoeg extra zonlicht ontvangen worden om alle uitgaande straling te compenseren en dus een runaway broeikaseffect mogelijk te maken. Het albedo halveren is echter niet eenvoudig, hiervoor moeten onder andere alle lage wolken verdwijnen. Onze kennis van zulke atmosferen is nog te onzeker om deze mogelijkheid uit sluiten.

Ook al gaan we een runaway broeikas voorlopig ontlopen, een gewoon broeikaseffect is al reden genoeg om zuinig te zijn op onze planeet.
Ook al gaan we een runaway broeikas voorlopig ontlopen, een gewoon broeikaseffect is al reden genoeg om zuinig te zijn op onze planeet.

Het verleden

In het verleden zijn er perioden geweest dat we veel meer CO2 in de atmosfeer hadden dan nu, bijvoorbeeld het Krijt (145-65 miljoen jaar geleden), toen er veel vulkanisme was. Toen was het ook zo’n 10 graden warmer dan nu. Kennelijk was zelfs dat niet voldoende om een onomkeerbaar runaway broeikaseffect in gang te zetten, wat geruststellend is.

De toekomst

Naar verwachting zal de Aarde over 2 miljard jaar wel een runaway broeikaseffect krijgen wegens de toenemende helderheid van de Zon, wat komt door de veranderende chemische samenstelling van het binnenste van de Zon. Dit is niet iets om ons druk over te maken; tegen die tijd bestaat de mensheid al lang niet meer in een voor ons herkenbare gedaante.

Oplossingen

Mocht de temperatuur toch uit de hand lopen, dan moeten we zelf ingrijpen. Een effectieve methode om te temperatuur te beperken is het plaatsen van spiegels in de ruimte tussen de Zon en de Aarde, in het eerste Lagrangepunt, zodat de spiegels precies tussen de Aarde en de Zon blijven. Hiermee daalt de hoeveelheid zonlicht de we ontvangen en kunnen we de temperatuur op Aarde controleren.

Een ambitieuzere strategie is om de Aarde in een wijdere baan on de Zon te brengen. Dit klinkt als onhaalbaar gezien de hoge massa van de Aarde. Niettemin, als we een asteroïde in een baan brengen die zowel de Aarde als Jupiter dichtbij passeert, kan dit de Aarde telkens wat versnellen en Jupiter wat afremmen, waarmee de Aarde geleidelijk verder van de Zon af gaat staan. Dit is precies de methode die wordt gebruikt om interplanetaire ruimtesondes te versnellen, de zwaartekrachtsslinger, alleen is het effect op de Aarde bij sondes verwaarloosbaar door hun lage massa.

Bronnen:
Goldblatt & Watson (2012)
Kasting (1988)

atmosferische rivier

Atmosferische rivieren zorgen voor vernietigende overstromingen

Hoog boven ons zweven complete atmosferische rivieren zo groot als de Amazone. De catastrofale overstromingen in Midden-Engeland in 2009 werden veroorzaakt door zo’n rivier, die op één plaats naar beneden kwam.  En vervelend nieuws… dit zou in de toekomst wel eens veel meer kunnen gebeuren…

Wat zijn atmosferische rivieren?

atmosferische rivier
Het leek in 2009 wel alsof er een complete rivier door het Engelse stadje Workington stroomde. En dat was in feite ook zo.

De definitie van een atmosferische rivier is: een enorme stroom vochtige lucht, 2000 km lang en honderden kilometers in doorsnede. Deze transporteert waterdamp over de subtropen. Een atmosferische rivier transporteert evenveel water als de complete Amazone, een kilometersbrede rivier. Op elk gegeven moment transporteren vier tot vijf atmosferische rivieren negentig procent van alle vocht dat richting de polen beweegt. Geen wonder dat als deze immense zwevende rivieren hun koers verleggen, de gevolgen ingrijpend zijn.

Atmosferische rivieren veroorzaken overstromingen

Meteoroloog David Layers vermoedde dat deze enorme atmosferische vochtstromen wel eens te maken zouden kunnen hebben met de zware overstromingen die Groot-Brittannië sinds de zeventiger jaren treffen en nam de proef op de som. Hij combineerde met zijn collega’s historische gegevens over de stroom van de rivier en weergegevens met computersimulaties van atmosferische rivieren. Inderdaad vonden ze een sterk verband tussen de twee. Atmosferische rivieren bleken duidelijk te maken te hebben met extreme regenval en overstromingen.

Wolkbreuk boven Cumbrië

In november 2009 werd het graafschap Cumbrië getroffen door zeer zware regenval, die op zijn beurt zware overstromingen veroorzaakte. Dit viel samen met een buiten-tropische cycloon die een atmosferische rivier naar de Britse eilanden afboog. Het lage-drukgebied dwong (in combinatie met de Cumbrische bergen, een bergrug die door Noord-Engeland loopt) de rivier op te stijgen, waardoor de vochtige lucht afkoelde en uitregende. Ongebruikelijk was dat de rivier verschillende dagen achter elkaar door bleef uitregenen, waardoor de bodem het water niet meer kon verwerken en de enorme overstromingen ontstonden. Er werd letterlijk een complete rivier geleegd boven de Britten[1].

“Pineapple Express”

Klimatoloog Michael Dettinger van het Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Californië,denkt dat door de klimaatsverandering deze rivieren hun koers gaan verleggen. Hij bestudeerde de “Pineapple Express”, een luchtstroom die van Hawaii (beroemd om de ananasplantages) naar de regenrijke westkust van de Verenigde Staten leidt. Ook hij runde een aantal computersimulaties om de effecten op door atmosferische rivieren opgewekte stormen te bestuderen. Hierbij nam hij aan dat er veel meer kooldioxide wordt uitgestoten dan nu. Uit zijn computermodel kwam de op zich logische utikomst dat door de hogere temperatuur meer water verdampte, de rivier dus krachtiger werd en de Pineapple Express hierdoor vaker stormen doet ontstaan in Californië[2]. Hij vermoedt dat dit proces ook verantwoordelijk is voor de catastrofale overstromingen die de  Britten geplaagd heeft.[3]

Bronnen
1. Lavers et al., Winter floods in Britain are connected to atmospheric rivers, Geophysical Research Letters (2011)
2. Michael Dettinger, Climate Change, Atmospheric Rivers, and Floods in California – A Multimodel Analysis of Storm Frequency and Magnitude Changes, Journal of the American Water Resources Association(2011)
3. Atmospheric rivers caused the UK’s worst floods, New Scientist (2011)

De Large Hadron Collider bij Genève

Hoe onwaarschijnlijk zijn onwaarschijnlijke gebeurtenissen?

Enkele jaren geleden was er veel media aandacht voor de mogelijkheid dat de Large Hadron Collider van het CERN bij Genève onbedoeld mini zwarte gaten kon produceren als bijproduct van een experiment, die vervolgens de Aarde zouden kunnen vernietigen. Na onderzoek kwamen enkele commissies van deskundigen tot de conclusie dat de kans op deze catestrofe verwaarloosbaar was, onder andere omdat men overtuigt is van de realiteit van Hawkingstraling en omdat de natuur al miljarden jaren hoogenergetische kosmische deeltjes op de Aarde laat botsen, zonder rampzalige gevolgen. De kans op een catastrofale afloop van het experiment werd niet gekwantificeerd, maar stel nu dat deze 1 op een miljard per jaar zou zijn. Erg klein, maar als het misgaat zijn de gevolgen enorm; er is een verwachtingswaarde van 7 slachtoffers per jaar. Velen zouden het uitvoeren van een experiment dat naar verwachting jaarlijks 7 mensen doodt moreel onverantwoord vinden. En dan zijn toekomstige generaties en dieren nog buiten beschouwing gelaten.

De Large Hadron Collider bij Genève
De Large Hadron Collider bij Genève

Een foute beredenering
Het echte probleem met deze kans is echter een stuk zorglijker. Hoe betrouwbaar is een inschatting van zo’n kleine kans? De waarde van 1 op een miljard is de uitkomst van een berekening die gebaseerd is op een redenatie, een model en mogelijk meerdere theorieën, en geldt enkel als deze allemaal volledig correct zijn. Als men ergens in het onderzoek een redenatiefout of rekenfout heeft gemaakt is deze inschatting waardeloos en zou de werkelijke kans wel eens veel groter kunnen zijn. Om de werkelijke kans op een catastrofe te bepalen moet je dus inzicht hebben in de kans dat je berekening fout is. Dit is vooral relevant als de kans op een redenatiefout groter is dan de berekende kans op de catastrofe. Een zeer kleine ingeschatte kans, zoals 1 op een miljard, impliceert dat de onderzoekers enorm zeker van zichzelf zijn. Als een miljard onderzoekers heel zeker zijn van hun resultaat, hoeveel zouden er in werkelijkheid toch een fout hebben gemaakt?

Hoe zeker zijn wetenschappers van hun resultaten?
De wetenschapsgeschiedenis is bezaaid met fouten, ook bij belangrijke projecten. Enrico Fermi, niet de minste, vond het idee van Leó Szilárd van een nucleaire kettingreactie belachelijk. In 1954 bleek de Castle Bravo atoombom 15 megaton te halen in plaats van de geschatte 4 à 8 megaton, wegens een buiten beschouwing gelaten reactie met lithium-7, wat leidde tot een sterfgeval. Een ander type fout (of beter gezegd, blunder) was de verwarring tussen metrische en Engelse eenheden in een NASA Mars ruimtevaartuig in 1999, waardoor deze onbestuurbaar werd. Een klassieke vergissing bij de inschatting van de leeftijd van de Aarde werd gemaakt door Lord Kelvin in de 19e eeuw. Hij kwam uit op 20-40 miljoen jaar. Valt hem dit te verwijten? Nee, want hij baseerde zich op de toen bekende natuurkunde, zoals warmtegeleiding en de temperatuur van de Aarde. Radioactief verval was nog onbekend, en later werd ontdekt dat het verval van bijvoorbeeld kalium-40 veel warmte produceert, waardoor Kelvin’s berekening in het water viel.

In de praktijk blijkt de kans op een fout in een onderzoek circa 0,1 to 1% te zijn. Deze kans domineert de berekende kans volledig als deze erg klein is, en dan is de werkelijke kans onbekend. Deze zou heel makkelijk een stuk hoger kunnen liggen dan 1 op een miljard.

Een getallenvoorbeeld
Gebaseerd op het bovenstaande blijven we aan de veilige kant en kiezen we een kans van 0,999 dat het onderzoek klopt en de berekende kans op een catastrofe inderdaad 10-9 is. Dit betekent dat er een kans van 10-3 is dat de 10-9 niet klopt. Stel nu dat de kans op een catastrofe in het geval van een redenatiefout 10-4 is. Dit getal is erg lastig in te schatten, maar zonder goede argumenten is er geen enkele reden aan te nemen dat dit getal zeer klein is, dus 10-4 is een aardig conservatieve keuze. Nu is de nieuwe beste inschatting van de kans op een catastrofe 0,999 * 10-9 + 10-3 * 10-4 ~= 10-7, honderd keer zo groot als eerder gedacht. Voor elke redelijke variatie op de bovenstaande getallen geldt dat de oorspronkelijk berekende kans (veel) te klein blijkt te zijn, en het geïmpliceerde zelfvertrouwen onterecht was.

Moeten we dan maar stoppen met elke activiteit waarbij we niet absoluut zeker zijn van een goede afloop? Meer voorzichtigheid is wellicht op zijn plaats, maar het nemen van risico kan ook leiden tot een grote wetenschappelijke sprong voorwaarts. De eerste vaccinatie was erg riskant, maar vaccins hebben uiteindelijk erg veel goeds gebracht.

Bron
Ord, T., Hillerbrand, R. & Sandberg, A. 2008. (arXiv)

De beschaving van Paaseiland zag haar ondergang niet op tijd aankomen.

Psychologie en de kans op een wereldwijde catastrofe

De belangrijkste opdracht voor de mensheid is haar eigen voortbestaan veiligstellen. Een probleem is dat potentiële gevaren ingeschat en aangepakt moeten worden door mensen, wezens die keer op keer bewijzen flink irrationeel te werk te gaan.

Wat is een wereldwijde catastrofe?
Een wereldwijde catastrofe is de verwoesting van de menselijke beschaving, met als speciaal geval het uitsterven van de mens. Dit is een gebeurtenis die de mensheid nog nooit overkomen is. Zo’n catastrofe kan veroorzaakt worden door bijv. een asteroïde inslag, een ijstijd of een menselijke uitvinding als kunstmatige intelligentie, of door een nucleaire wereldoorlog. Het evolueren van de mens in een andere soort wordt niet beschouwd als een wereldwijde catastrofe.

Geen mens heeft ervaring met de inslag van een 10 kilometer grote asteroïde.
Geen mens heeft ervaring met de inslag van een 10 kilometer grote asteroïde.

Hoe voorkomen we zo’n catastrofe?
Hier zit hem het probleem. Met historisch regelmatig voorkomende rampen, zoals overstromingen of epidemieën, hebben we veel ervaring. Op basis hiervan hebben we maatregelen genomen om deze te voorkomen, zoals dijken en vaccinaties. En mochten ze toch plaatsvinden, dan hebben we altijd nog een evacuatieplan achter de hand, en weten hulpdiensten wat ze moeten doen. Dit geldt niet voor een wereldwijde catastrofe. Juist waar preventie essentieel is, is het maar de vraag of onze aanpak voldoet. Om dit te begrijpen moeten we een kijkje nemen in de menselijke psyche.

Mensen baseren zich op recente ervaringen
Uit onderzoek[1] blijkt dat individuele mensen zich alleen wapenen tegen rampen die nog vers in het geheugen liggen. Wanneer er eenmaal een dam gebouwd wordt die de veelvoorkomende, kleine overstromingen voorkomt, voelt men zich veilig en wordt er geen rekening meer gehouden met de zeldzame, grote overstromingen die nog steeds kunnen plaatsvinden. Mensen sluiten niet snel een verzekering af tegen overstroming, zelfs als deze zodanig gesubsidieerd is dat deze statistisch winstgevend wordt. Als we dit gedrag extrapoleren kunnen we vermoeden dat de mensheid de kans op een wereldwijde catastrofe onderschat, omdat niemand zich zo’n catastrofe kan herinneren en we ons veilig voelen.

We wennen zo snel aan historische gebeurtenissen dat we niet goed beseffen hoe verrassend de toekomst is. Achteraf lijken dingen vanzelfsprekend, maar vaak treden er grote onvoorziene veranderingen op, zoals oorlogen, ontdekkingen en nieuwe technologieën zoals het internet. Het idee dat de wereld er binnenkort wel eens heel anders uit zou kunnen zien komt niet snel in ons op.

De beschaving van Paaseiland zag haar ondergang niet op tijd aankomen.
De beschaving van Paaseiland zag haar ondergang niet op tijd aankomen.

Schaalongevoeligheid
Vooral in de context van rampen met zeer grote gevolgen is het fenomeen van schaalongevoeligheid van toepassing. In 1993 werd een experiment uitgevoerd waarbij aan drie groepen proefpersonen (A, B en C) werd gevraagd hoeveel geld ze bij zouden willen dragen aan het aanschaffen van netten om te voorkomen dat 2000 (groep A), 20.000 (groep B) of 200.000 (groep C) vogels in oliereservoirs zouden verdrinken. De gemiddelde bedragen die men hiervoor overhad waren $80 voor groep A, $78 voor groep B en $88 voor groep C[2]. Een verklaring voor dit gedrag kan zijn dat mensen enkel hun schuldgevoel willen afkopen en niets om de vogels zelf geven. Mensen gaan niet uitrekenen hoeveel geld ze per vogel willen uitgeven, en hoe dit opweegt tegen andere goede doelen.

Het lijkt erop dat mensen logaritmisch denken[3]. Telkens als de omvang van het goede doel met een factor toeneemt, zijn mensen bereid een constant bedrag extra bij te dragen. Dit kan simpel verklaard worden: onze hersenen hebben slechts een beperkt vermogen tot emoties als medelijden en angst. Een enkel sterfgeval kan ons erg veel verdriet doen, en ons soms jarenlang achtervolgen. Duizend of een miljoen sterfgevallen zullen ons verdriet niet proportioneel vergroten, het ontbreekt onze hersenen eenvoudigweg aan neurotransmitters. Dan gaat het maar om getallen, en extra nullen maken geen emoties los.

De gevolgen zijn grim wanneer we dit toepassen op de gehele mensheid. Hoe kunnen we verwachten dat regeringen het gevaar van wereldwijde rampen serieus nemen en er proportioneel naar handelen? Vanuit utilitaristisch oogpunt kun je beter geld stoppen in het verlagen van de kans op een wereldramp met 0.01 procentpunt dan dat je hetzelfde bedrag aanwendt om het aantal verkeersdoden met 1000 te verlagen. Maar mensen hechten meer belang aan het hier en nu. We geven liever honderdduizend euro uit aan het redden van een leven hier, dan aan het redden van 100 levens ver weg. Hetzelfde gaat op voor nu versus de toekomst.

Andere denkfouten
We zijn moeilijk van een overtuiging af te brengen; we zoeken veel liever bevestiging van onze denkbeelden dan dat we ze proberen onderuit te halen.
Mensen zijn eerder bereid geld te geven aan een project dat “98% van 150 levens redt”, dan een project dat “150 levens redt”[4].
Ook opmerkelijk is dat mensen een gebeurtenis waarschijnlijker achten als er meer details aan worden toegevoegd, wellicht omdat men zich het beter voor kan stellen. Experimenten hebben uitgewezen dat mensen het gevaar van “een aanval door China gebaseerd op nanotechnologie” groter achten dan van “een aanval gebaseerd op nanotechnologie”, wat logisch absurd is.

Dit is de boosdoener: ons brein.
Dit is de boosdoener: ons brein.

Overmaat aan zelfvertrouwen
Dat mensen foute inschattingen maken is één ding. Hiernaast hebben ze ook nog eens veel te veel vertrouwen in hun inschatting. Als proefpersonen wordt gevraagd naar de kans dat hun antwoord op een vraag als “Overlijden er meer mensen aan moord of aan zelfmoord?” correct is, blijkt dat in de gevallen dat men 99% kans toekende dat ze het bij het rechte eind hadden, maar 73% van de proefpersonen daadwerkelijk gelijk had. Als men voor 99,99% zeker was van het eigen gelijk, bleek nog steeds maar 87% echt gelijk te hebben, een enorme zelfoverschatting[5]. In de werkelijke wereld bestaan er bijna geen gebeurtenissen die we met 99,99% zekerheid kunnen voorspellen.

Een overmaat aan zelfvertrouwen heb je wellicht ook wel eens bij jezelf gezien als het gaat om plannen. Als scholieren moeten inschatten hoeveel weken ze nodig hebben om een verslag af te ronden, blijkt dat bijna iedereen in werkelijk (veel) meer tijd nodig heeft[6]. Mensen hebben de neiging om er vanuit te gaan dat alles optimaal verloopt, en dit scenario als meest waarschijnlijk te beschouwen[7].

We zijn dus te optimistisch, en dat is vervelend gezien de gevaren die op de loer liggen.

Zelf-correctie?
Het zou goed zijn als mensen zich meer bewust worden van de feilbaarheid van hun eigen hersenen. Dan kunnen ze alvast een correctie inbouwen om elke denkfout te anticiperen, toch? Het probleem helemaal uit de wereld helpen zit er helaas niet in: ook als de proefpersonen uitvoerige instructie krijgen over alle aspecten van de denkfout, en vervolgens weer een soortgelijke toets voorgelegd krijgen, maken ze opnieuw dezelfde fouten, al is het resultaat wel iets verbeterd. Ook het belonen van goede antwoorden met een geldbedrag helpt niet; we kunnen het echt niet.

Omstander-apathie
Als laatste nog een effect dat ertoe kan bijdragen dat mensen of regeringen niet in actie komen wanneer het gaat om wereldwijde catastrofe: de omstander-apathie. We wachten op een ander om iets te doen. In veel situaties blijkt dat mensen niet ingrijpen bij gevaar of een ongeluk wanneer ze zich in een groep bevinden. Een proef met een acteur die een epileptische aanval fakete werd in 85% van de gevallen geholpen als er 1 persoon in de buurt was, en slechts in 31% van de gevallen wanneer er 5 omstanders waren[8].

Rationeel handelen zou inhouden dat de mensheid collectief hard gaat werken aan het in kaart brengen en (voor zover mogelijk) elimineren van elk denkbaar gevaar voor de mensheid, en dit proces zorgvuldig laat controleren door psychologen.

Bronnen
Yudkowsky, E., Singularity Institute (2006)
[1] Kunreuther, H., Hogarth, R. and Meszaros, J. 1993. Insurer ambiguity and market failure. Journal of Risk and Uncertainty, 7: 71-87
[2] Desvousges, W.H., Johnson, F.R., Dunford, R.W., Boyle, K.J., Hudson, S.P. and Wilson, N. 1993. Measuring natural resource damages with contingent valuation: tests of validity and reliability. Pp. 91-159 in Contingent valuation: a critical assessment, ed. J. A. Hausman. Amsterdam: North Holland
[3] Fetherstonhaugh, D., Slovic, P., Johnson, S. and Friedrich, J. 1997. Insensitivity to the value of human life: A study of psychophysical numbing. Journal of Risk and Uncertainty, 14: 238-300
[4] Slovic, P., Finucane, M., Peters, E. and MacGregor, D. 2002. Rational Actors or Rational Fools: Implications of the Affect Heuristic for Behavioral Economics. Journal of Socio-Economics, 31: 329–342
[5] Slovic, P., Fischoff, B. and Lichtenstein, S. 1982. Facts Versus Fears: Understanding Perceived Risk. In Kahneman et al. 1982: 463–492
[6] Buehler, R., Griffin, D. and Ross, M. 1995. It’s about time: Optimistic predictions in work and love. Pp. 1-32 in European Review of Social Psychology, Volume 6, eds. W. Stroebe and M. Hewstone. Chichester: John Wiley & Sons
[7] Newby-Clark, I. R., Ross, M., Buehler, R., Koehler, D. J. and Griffin, D. 2000. People focus on optimistic and disregard pessimistic scenarios while predicting their task completion times. Journal of Experimental Psychology: Applied, 6: 171-182
[8] Cialdini, R. B. 2001. Influence: Science and Practice. Boston, MA: Allyn and Bacon