Tänk om, för många miljoner år sedan, dinosaurier körde bilar genom städer med milhöga byggnader. En absurd idé, höger? Under tiotals miljoner år, dock, alla direkta bevis på en civilisation – dess artefakter och kvarlevor – mals till stoft. Hur vet vi egentligen, sedan, att det inte fanns tidigare industriella civilisationer på jorden som steg och föll långt innan människor uppträdde?

Det är ett övertygande tankeexperiment, och en som Adam Frank, en professor i fysik och astronomi vid University of Rochester, och Gavin Schmidt, chefen för NASA Goddard Institute for Space Studies, ta upp i en tidning publicerad i International Journal of Astrobiology .

"Gavin och jag har inte sett några bevis på en annan industriell civilisation, " förklarar Frank. Men genom att se på det djupa förflutna på rätt sätt, en ny uppsättning frågor om civilisationer och planeten dyker upp:Vilka geologiska fotspår lämnar civilisationer? Är det möjligt att upptäcka en industriell civilisation i det geologiska dokumentet när den väl försvinner från sin värdplanet? "Dessa frågor får oss att tänka på framtiden och det förflutna på ett mycket annat sätt, inklusive hur någon civilisation i planetarisk skala kan stiga och falla."

I vad de anser vara "silurhypotesen, " Frank och Schmidt definierar en civilisation genom dess energianvändning. Människor går just in i en ny geologisk era som många forskare kallar antropocen, den period då mänsklig verksamhet starkt påverkar klimat och miljö. Under antropocen, fossila bränslen har blivit centrala för det geologiska fotavtryck som människor kommer att lämna efter sig på jorden. Genom att titta på antropocens avtryck, Schmidt och Frank undersöker vilka slags ledtrådar framtida forskare kan upptäcka för att avgöra att det fanns människor. Genom att göra så, de lägger också ut bevis på vad som skulle kunna lämnas kvar om industriella civilisationer som vår existerade miljontals år i det förflutna.

Människor började bränna fossila bränslen för mer än 300 år sedan, som markerar början på industrialiseringen. Forskarna noterar att utsläppen av fossila bränslen till atmosfären redan har förändrat kolets kretslopp på ett sätt som registreras i kolisotopregister. Andra sätt som människor kan lämna efter sig ett geologiskt fotavtryck inkluderar:

• Global uppvärmning, från utsläpp av koldioxid och störningar till kvävekretsloppet från gödningsmedel
• Lantbruk, genom kraftigt ökade erosions- och sedimentationshastigheter
• Plast, syntetiska föroreningar, och även saker som steroider, som kommer att vara geokemiskt detekterbar för miljoner, och kanske till och med miljarder, år
• Kärnvapenkrig, om det hände, som skulle lämna efter sig ovanliga radioaktiva isotoper

"Som en industriell civilisation, vi driver förändringar i de isotopiska mängderna eftersom vi förbränner kol, " säger Frank. "Men förbränning av fossila bränslen kan faktiskt stänga av oss som civilisation. Vilka avtryck skulle denna eller annan typ av industriell verksamhet från en sedan länge död civilisation lämna över tiotals miljoner år? "

Frågorna från Frank och Schmidt är en del av en bredare strävan att ta itu med klimatförändringarna ur ett astrobiologiskt perspektiv, och ett nytt sätt att tänka om liv och civilisationer över hela universum. Att titta på civilisationernas uppgång och fall i termer av deras planetariska effekter kan också påverka hur forskare närmar sig framtida utforskningar av andra planeter.

"Vi känner tidigt Mars och, kanske, tidiga Venus var mer beboeliga än de är nu, och tänkbart kommer vi en dag att borra genom de geologiska sedimenten där, för, " säger Schmidt. "Det här hjälper oss att tänka på vad vi ska leta efter."

Schmidt pekar på en ironi, dock:om en civilisation kan hitta ett mer hållbart sätt att producera energi utan att skada sin värdplanet, det kommer att lämna mindre bevis på att det var där.

"Du vill ha en trevlig, storskalig civilisation som gör underbara saker men som inte pressar planeten in i domäner som är farliga för sig själv, civilisationen, " säger Frank. "Vi måste hitta ett sätt att producera och använda energi som inte utsätter oss för risker."

Som sagt, jorden kommer att må bra, Säger Frank. Det är mer en fråga om huruvida människor kommer att bli det.

Kan vi skapa en version av civilisationen som inte pressar jorden in i en domän som är farlig för oss som art?

"Poängen är inte att "rädda jorden, "" säger Frank. "Oavsett vad vi gör med planeten, vi skapar bara nischer för nästa utvecklingscykel. Men, om vi fortsätter på den här banan att använda fossila bränslen och ignorera de klimatförändringar det driver, vi människor kanske inte är en del av jordens pågående evolution."