Pingviinit, ilmastonmuutos ja tieteellinen tutkimus

Äntiikin aikana kuulut filosofit opettivat oppilailleen loogista ajattelua. Tällä tavalla ihmiskunnan käsitys maailmasta tarkentui huomattavasti verrattuna aiempaan tilanteeseen, jossa asioita tarkasteltiin vain yksittäisinä tapahtumina tai merkkeinä yliluonnollisesta puuttumisesta erilaisiin asioihin.

Looginen ajattelu ja sen jatkeet kuten matematiikka on säilyttänyt merkityksensä näihin päiviin saakka. Se ei kuitenkaan yksin ole ollut riittävä maailman ymmärtämiseksi, vaan tueksi on tarvittu empiiristä tutkimusta. Paraskaan logiikka ei ole oikein, elleivät havainnot reaalimaailmasta tue sitä. Niinpä tämä yhdistelmä on nykymaailmassa tärkein menetelmä siinä työssä, jonka tarkoituksena on erilaisten asioiden ymmärtäminen.

Nykyaikaisessa tieteessä käytettävissä olevista havainnoista johdetaan looginen selitys, eli hypoteesi, tutkittavalle asialle. Ennen kuin hypoteesin oikeellisuudesta voidaan sanoa mitään, on sitä testattava sellaisella aineistolla, jota ei ole käytetty hypoteesin laatimiseen. Hyvän hypoteesin pohjalta pitää siis pystyä laatimaan ennusteita. Mikäli testi johtaa hypoteesin ennustamaan tulokseen, vahvistuu hypoteesi. Mikäli taas ei, se tulee hylätä tai ainakin sitä tulee korjata. Puhutaan hypoteesin falsifioimisesta. Tämän idean muokkasi nykyiseen muotoonsa tieteenfilosofi Karl Popper.

Jokin aika sitten julkaistiin tutkimus, joka valaisee hypoteesipohjaista tieteenteon mallia erinomaisesti. Länsi-Antarktiksen niemimaalla elää kaksi pingviinilajia, joista jää- eli adélie-pingviini elää jäätiköllä ja myssypingviini enemmän vapaassa vedessä. Niinpä tutkijat olivat tehneet sen loogisen johtopäätöksen, että mikäli jää hupenee, runsastuu myssypingviinipopulaatio jääpingviinipopulaation kustannuksella.

Pingviinitutkijoiden loogista hypoteesia on nyt päästy testaamaan, koska Länsi-Antarktiksen niemimaalla on viime aikoina ollut hyvin lämmin ja jäät ovat sulaneet nopeasti. Vastoin odotuksia myssypingviinit eivät kuitenkaan ole hyötyneet muutoksesta, vaan molemmat pingviinipopulaatiot ovat alueella vaikeuksissa. Syynä on se, että ilmojen lämmetessä molempien lajien ruokanaan käyttämät krillit ovat myös vähentyneet. Näin pingviinien keskinäisen suhteen rakennettu hypoteesi on jouduttu hylkäämään, ja luomaan uusi hypoteesi, jonka mutaan krillipopulaatio on tärkein tekijä noiden kahden lajin menestymiselle.

Viime vuosina paljon huomiota herättänyt ilmastonmuutos on tieteenfilosofiselta kannalta mielenkiintoinen. Se perustuu monimutkaisiin ilmastomalleihin, jotka on koostettu suuresta määrästä erilaisia ilmastoon vaikuttavia ilmiöitä kuvaavia matemaattisia malleja. Popperilaisittain ilmastonmuutosmalli on yksi monimutkainen hypoteesi, jota testataan tulevalla ilmastolla. Käytännössä 2000-luvun lämpötilakehityksenä kaikkien tuntema testi ei ole noudattanut tätä mallia odotetusti, kuten kirjoitin aiemmin.

Mallia ei ole kuitenkaan hylätty, vaan sen käyttäytymistä on tarkasteltu tarkemmin ja huomattu, että se itse asiassa ennustaa lyhyehköjä ajanjaksoja, jotka muistuttavat 2000-luvuin ensimmäisen vuosikymmenen lämpötiloja. Näin luotiin uusi hypoteesi, jonka mukaan lämpeneminen jatkuu viimeistään vuoteen 2013 mennessä.

2000-luvun ilmaston kehittymiselle on löydetty myös toinen selitys. Sen mukaan emme ole huomioineet riittävästi kaikkia mahdollisia tekijöitä, kuten rikin lisääntymistä ilmassa. Kun samalla vielä ilmaston lämpenemiseen vaikuttavat luonnolliset tekijät ovat normaalia heikompia, on syntynyt edellisen kanssa kilpaileva, mutta yhtä lailla falsifioitava hypoteesi, jonka mukaan kasvihuonekaasujen aikaansaama lämpeneminen on peittynyt näiden muiden tekijöiden alle. Myös tätä pääsemme testaamaan kunhan rikipäästöt saadaan kuriin ja ilmaston lämpenemiseen vaikuttavat tekijät palaavat normaalitasolle.

Ilmastonmuutoksen kannalta tässä on kuitenkin oleellista havaita, että molemmat edellä kuvaamani hypoteesit perustuvat kaikkeen siihen tietoon, jota meillä on käytettävissämme ennusteiden tekohetkellä. Siten niitä ei voi tällä hetkellä pitää totuuksina ilmastonmuutoksesta, vaan ainoastaan mahdollisina selityksinä. Mikäli jompi kumpi saa tukea tulevasta ilmaston kehityksestä se vahvistuu ja tulee muodostamaan jatkossa parhaan mahdollisen tieteellisen tiedon tästä asiasta.

Lopuksi on kuitenkin huomattava, etteivät näiden kahden mallin ennusteet kuitenkaan kata kaikkia mahdollisia tulevaisuudenkuvia, sillä molempien mukaan ilmasto lämpenee ennemmin tai myöhemmin. Tästä seuraa se, että mikäli ilmasto vastoin kaikkia odotuksia ei alakaan lämpenemään uudelleen, vaan muuttuu pysyvästi (ottamatta kantaa siihen mikä on pysyvän kriteeri) viileneväksi tai jää pitkäksi aikaa nykyisen lämpöiseksi, voidaan koko ihmisen aiheuttamaan kasvihuonekaasujen lisääntymiseen perustuva ilmastonmuutosmalli todeta perusteiltaan virheelliseksi. Sellaisessa tapauksessa nykyiset ilmastonmuutosmallit voidaan joki hylätä tai ainakin ryhtyä etsimään niistä sitä kohtaa, joka tuottaa virheellisen ennusteen. Tässä prosessissa vain yksi asia on varmaa: tämän prosessin aikana ymmärryksemme maapallon ilmastoon vaikuttavista tekijöistä lisääntyy!

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Ilmastotutkijoiden ennuste puolitiessä
Selityksenä rikki?
Monisoluisuuden evoluution yksinkertaisuudesta
Kuinka kissa latkii maitoa?
Onko ihmisen evoluutio pysähtynyt?