研究人類世（地球地質歷史中擬議的紀元，人類活動在該紀元中主導全球）的科學家得出的一個令人毛骨悚然的結論是，今天工業 induced 的氣候變化與過去快速升溫時期的情況非常相似。
“這些‘超熱事件’，史前史的熱最大值事件，是這項研究的起源，”美國宇航局戈達德空間研究所的氣候建模師和主任加文·施密特說。“無論是人類還是自然力量造成的變暖，指紋——化學訊號和示蹤劑，可以證明當時發生了什麼——看起來非常相似。”
超熱事件的典型例子是古新世-始新世熱最大值（PETM），這是一個發生在約 5550 萬年前的 20 萬年時期，當時全球平均氣溫上升了 5 至 8 攝氏度（9 至 14 華氏度）。施密特在他的整個職業生涯中都在思考 PETM，2017 年的一天，羅切斯特大學的天體物理學家亞當·弗蘭克拜訪他時，這個問題一直縈繞在他的腦海中。
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弗蘭克來到他的辦公室，討論從“天體生物學角度”研究全球變暖的想法——也就是說，調查外星工業文明在系外行星上的興起是否必然會引發類似於我們在地球自身的人類世期間看到的氣候變化。但是，幾乎在弗蘭克能夠描述如何尋找新發現行星上工業“外星文明”的氣候影響之前，施密特用一個令人驚訝的問題打斷了他：“你怎麼知道我們是唯一一次在我們自己的星球上出現文明？”
弗蘭克考慮了一會兒，然後用他自己的問題回應道：“我們甚至能分辨出（很久以前的）工業文明嗎？”
他們隨後為解決這兩個問題所做的嘗試產生了一篇發人深省的論文，探討了地球在其 45 億年的歷史中可能孕育了不止一個技術社會的可能性。如果確實有某種文化在地質時代的幽深處出現在地球上，那麼今天的科學家如何辨別出這種不可思議的發展跡象呢？或者，正如他們在論文中提出的那樣：“如果一個工業文明在我們這個時代之前的數百萬年前就存在於地球上，它會留下什麼痕跡，而這些痕跡今天是否可以被探測到？”
施密特和弗蘭克首先預測了人類世可能留下的地質指紋——例如沉積岩層中溫度飆升和海平面上升的跡象。他們指出，這些特徵與 PETM 和其他超熱事件的地質遺蹟非常相似。然後，他們考慮了哪些測試可以合理地區分工業原因與自然發生的氣候變化。“這些問題實際上從未得到很大程度的解決，”施密特指出。他補充說，這不僅適用於科學家，顯然也適用於科幻小說作家：“我回顧了科幻小說文獻，試圖找到最早的以地球上非人類工業文明為主題的故事。我能找到的最早的是在《神秘博士》的一集中。”
這部 1970 年的經典電視劇集講述了現代發現“西魯里亞人”的故事——一個古老的技術先進的爬行動物類人種族，比人類早出現數億年。根據劇情，這些高度文明的蜥蜴人繁榮了數個世紀，直到地球大氣層進入災難性劇變時期，迫使智人蜥蜴進入地下冬眠，以等待危險過去。施密特和弗蘭克在他們的論文標題中向這一集致敬：“西魯里亞假說。”
迷失在地層中
西魯里亞假說的任何可能性主要源於地質記錄的巨大不完整性，而且你回溯的時間越久，地質記錄就越稀疏。
萊斯特大學的地理學家揚·扎拉謝維奇說，今天地球表面城市化區域不到 3%，我們的任何大城市在數千萬年後仍然存在的機會都微乎其微。他指出，一個大都市的最終命運主要取決於周圍地表是下沉（被鎖定在岩石中）還是上升（被雨水和風侵蝕掉）。“新奧爾良正在下沉；舊金山正在上升，”他說。似乎法國區比海特-阿什伯裡更有可能進入地質記錄。
施密特說：“為了估計找到人工製品的機率，恐龍化石的粗略計算表明，每 10,000 年會出現一塊化石。”恐龍腳印就更稀有了。
弗蘭克說：“幾百萬年後，你文明的任何實物遺蹟都可能消失了，所以你必須尋找諸如沉積異常或同位素比率異常之類的東西。”原則上，許多人類前文明的陰影可能隱藏在這些微妙之處。
但是，我們要尋找什麼，在某種程度上取決於一個地球上的但又是外星的技術文化會選擇如何行動。施密特和弗蘭克認為，最安全的假設是，現在或數億年前的任何工業文明都應該渴望能源。這意味著任何古代工業社會都應該像我們一樣，發展出廣泛開發化石燃料和其他能源的能力。“我們將尋找全球化效應，這些效應將留下全球範圍內的痕跡”——能源密集型工業過程及其廢物的行星尺度物理化學示蹤劑，施密特說。
接下來是壽命問題——文明能源密集型時期持續的時間越長，其需求增加得越多，其在地質記錄中的存在就應該越明顯。考慮我們自己的工業時代，它在人類數百萬年的歷史中只存在了大約 300 年。現在將這一微小的時間片段與生物在陸地上生活的大約五億年進行比較。弗蘭克說，人類目前貪婪地使用化石燃料和破壞環境的階段是無法長期持續的。隨著時間的推移，它將透過人類的選擇或自然的力量而減少，使人類世更像地質記錄中的一個短暫的閃光，而不是一個持久的時代。“也許（像我們這樣的文明）已經發生過多次，但如果它們每次只持續 300 年，就沒有人會看到它們，”弗蘭克說。
考慮到所有這些，剩下的就是一系列擴散的、壽命長的示蹤劑，包括化石燃料燃燒殘留物（主要是碳）、大規模滅絕的證據、塑膠汙染物、自然界中未發現的合成化合物，甚至來自核裂變的反鈾同位素。換句話說，我們需要在地質記錄中尋找的正是人類現在正在留下的那些獨特的訊號。
文明的跡象
施密特說，發現碳迴圈發生改變的跡象將是先前工業時期的一個重要線索。“自 18 世紀中葉以來，人類以高速率釋放了五千億噸化石碳。這種變化可以透過生物碳和無機碳之間的碳同位素比率的變化來檢測出來——也就是說，摻入貝殼等物質中的碳與進入無生命的火山岩中的碳之間的比率變化。”
另一個示蹤劑是獨特的沉積物沉積模式。大型沿海三角洲將暗示侵蝕和河流（或人工運河）水位升高，這是降雨增加造成的。沉積物中氮的明顯痕跡可能表明肥料的廣泛使用，指認工業規模的農業可能是罪魁禍首；沉積物中金屬水平的飆升可能反而指向製造業和其他重工業的徑流。
更獨特、更具體的示蹤劑將是非自然發生的、穩定的合成分子，如類固醇和許多塑膠，以及眾所周知的汙染物，包括多氯聯苯（來自電氣裝置的有毒化合物）和氯氟烴（來自冰箱和氣溶膠噴霧劑的消耗臭氧分子的分子）。
施密特指出，區分工業存在與自然的關鍵策略是開發多因素特徵。在沒有人工製品或令人信服的清晰標記的情況下，一個事件的獨特性很可能體現在許多相對獨立的指紋中，而不是與單一地球物理原因相關的一組連貫變化中。
賓夕法尼亞州立大學天文學家傑森·賴特說：“我發現令人驚訝的是，以前沒有人弄清楚所有這些，我真的很高興有人更仔細地研究了它。”他於 2017 年發表了一篇“輕鬆的小論文”，探討了一個違反直覺的觀點，即尋找地球上任何假定的人類前文明證據的最佳地點很可能在地球之外。例如，如果恐龍建造了行星際火箭，那麼這種活動的某些殘餘物可能會儲存在穩定的軌道上，或儲存在月球等更具地質惰性的天體的表面上。
賴特說：“你看，200 年前，火星上是否可能存在文明是一個合理的問題。“但是，一旦行星際探測器發回照片，這個問題就徹底解決了。這種觀點變得根深蒂固，所以現在它不再是科學探究的有效主題；它被認為是荒謬的。但是，沒有人對它施加實際的科學限制——對很久以前可能發生的事情施加限制。”
賴特也承認這項工作有可能被誤解。“當然，無論如何，這都將被解讀為‘天文學家說西魯里亞人可能存在過’，即使這項工作的前提是沒有這樣的證據，”他說。“話又說回來，缺乏證據並不能證明不存在。”