Gaia-hypotesen er en tolkningsmodell som sier at tilstedeværelsen av liv på jorden fremmer forhold som er egnet for vedlikehold av biosfæren . [ 1 ] I følge Gaia-hypotesen (hvis navn er hentet fra gudinnen Gaia ), oppfører atmosfæren og overflaten på planeten Jorden seg som et system der livet, dets karakteristiske komponent, er ansvarlig for å selvregulere dets essensielle forhold som temperatur , kjemisk sammensetning og saltholdighet når det gjelder havene. Gaia ville oppføre seg som et selvregulert system (som har en tendens til å balansere). Hypotesen ble utviklet av kjemikeren James Lovelock i 1969 [ 2 ] (selv om den ble publisert i 1979 ), og ble støttet og utvidet av biologen Lynn Margulis . [ 2 ] [ 3 ]
Lovelock jobbet med det da han nevnte det for forfatteren William Golding , som foreslo at han skulle kalle det "Gaia", den greske gudinnen for jorden (Gaia, Gea eller Gaya). [ 2 ]
Lovelock ble tilkalt av NASA i 1965 for å delta i det første forsøket på å oppdage den mulige eksistensen av liv på Mars . Han deltok som rådgiver for et team hvis hovedmål var å søke etter metoder og systemer som ville tillate påvisning av liv på Mars og andre planeter. Et av problemene som må løses ville være å finne kriteriene som bør følges for å oppdage enhver type liv. Lovelock ble truffet av de radikale forskjellene mellom Jorden og de to nærmeste planetene; denne singulariteten av jordens forhold førte til at han formulerte sin første hypotese. [ 4 ]
Denne teorien er basert på ideen om at biosfæren selv regulerer forholdene til planeten for å gjøre dets fysiske miljø (spesielt temperatur og atmosfærisk kjemi) mer gjestfrie for artene som utgjør "livet". Gaia-hypotesen definerer denne "gjestfriheten" som fullstendig homeostase . [ 5 ] En enkel modell som ofte brukes for å illustrere Gaia-hypotesen er tusenfrydverdenssimuleringen . [ 6 ]
I følge termodynamikkens andre lov har et lukket system en tendens til maksimal entropi . Når det gjelder planeten Jorden, burde atmosfæren være i kjemisk likevekt, alle mulige kjemiske reaksjoner ville allerede ha funnet sted og atmosfæren ville hovedsakelig bestå av CO 2 (Det ble anslått at atmosfæren skulle bestå av ca. 99 % CO 2 ) med knapt spor av oksygen og nitrogen. I følge Gaia-teorien er det faktum at atmosfæren i dag består av 78 % nitrogen, 21 % oksygen og bare 0,03 % karbondioksid på grunn av aktiviteten og reproduksjonen av levende organismer, og opprettholder disse forholdene som gjør den beboelig for utvikling og bevaring. . [ 7 ]
Før formuleringen av Gaia-hypotesen ble det antatt at jorden hadde de passende forholdene for liv på den, og at dette livet hadde begrenset seg til å tilpasse seg de eksisterende forholdene, så vel som til endringene som skjedde i det disse forholdene. Det Gaia-hypotesen foreslår er at gitt noen startforhold som muliggjorde begynnelsen av liv på planeten, har det vært livet selv som har modifisert dem, og at de resulterende forholdene derfor er en konsekvens og ansvar for livet som bor på den. .
For å forklare hvordan livet kan opprettholde de kjemiske forholdene til Gaia, har Margulis fremhevet den store kapasiteten mikroorganismer har til å transformere gasser som inneholder nitrogen, svovel og karbon.
Det fremhever også det faktum å gjenopprette jorden og nå likevekt igjen etter hendelsene med masseutryddelser og globale klimaendringer som Snowball Earth , som har skjedd gjennom hele planetens historie.
Lovelock definerte Gaia som:
en kompleks enhet som involverer biosfæren, atmosfæren, hav og land; utgjør i sin helhet et kybernetisk eller tilbakemeldingssystem som søker et optimalt fysisk og kjemisk miljø for livet på planeten. Gaia, en ny visjon om livet på jorden. [ 2 ]Med sin første hypotese bekreftet Lovelock eksistensen av et globalt kontrollsystem for temperatur, atmosfærisk sammensetning og oseanisk saltholdighet. Argumentene hans var:
Eksempler: [ 8 ]
Verdier av atmosfæriske gasser på forskjellige planeter:
Gaia-hypotesen, ifølge dens tilhengere, kan bidra til å forstå historien til biotaen samt forutsi fremtidige endringer, og kan være til stor hjelp i alt relatert til økologi. [ referanse nødvendig ]
Gaia har også blitt betraktet som en metafysisk teori ved å presentere jorden som en levende organisme, noe Margulis forsvarer:
Gaia har blitt kalt jordens gudinne eller jorden betraktet som en organisme. Disse setningene kan føre til feil konklusjoner […] Vi avviser analogien om at Gaia er en individuell organisme, hovedsakelig fordi det ikke er noen organisme som lever av sitt eget avfall eller resirkulerer sin egen mat av seg selv. Det er mye mer passende å si at Gaia er et interaktivt system hvis komponenter er levende vesener. En revolusjon i evolusjon [ 9 ]Jordteorien til James Hutton (1785, 1788, 1795) har også blitt feilaktig relatert som forløperen til Gaia-hypotesen (García Cruz, 2007).
I 1985 ble den første konferansen om Gaia-hypotesen holdt ved University of Massachusetts , med tittelen: Er jorden en levende organisme? [ 10 ]
SekundI 1988 arrangerte den amerikanske klimatologen Stephen Schneider den andre Gaia-konferansen, [ 11 ] der James Kirchner kritiserte Gaia-hypotesen for dens unøyaktighet og hevdet at Lovelock og Margulis ikke hadde presentert én Gaia-hypotese, men fire:
I følge Kirchner kan den opprinnelige hypotesen (Homeostatic Gaia) deles inn i en rekke hypoteser, fra den ubestridelige Weak Gaia, til den radikale og, etter hans mening, ikke-verifiserbare Strong Gaia. [ 12 ]
På denne måten, i en svak Gaia , ville selve biosfæren fungere som et selvorganiserende system som opprettholder en metabalanse som tillater liv. En sterk Gaia vil imidlertid inkludere biosfæren, atmosfæren, hav og land i et tilbakemeldingssystem for å oppnå et optimalt fysisk og kjemisk miljø for livet som helhet på planeten der organismer reproduserer, kontrollerer og tilpasser seg basert på de økologiske endringene som systemet gjennomgår i henhold til sin utvikling.
TredjeDen tredje Gaia-konferansen (Second Chapman Conference on the Gaia Hypothesis) fant sted i Valencia , Spania , i juni 2000 , og ble organisert av University of Valencia og American Geophysical Union . [ 13 ]
Denne gangen var fokus på de spesifikke mekanismene som jordens kortsiktige grunnleggende homeostase kunne opprettholdes i møte med langsiktige strukturelle endringer. På denne måten var hovedspørsmålene som var ment å bli avklart på denne konferansen: [ 14 ]
I oktober 2006 ble det holdt en fjerde internasjonal konferanse om Gaia-hypotesen på campus ved George Mason University i Arlington , Virginia ( USA ). [ 15 ]
Denne konferansen tok for seg Gaia-hypotesen som en vitenskap og som en metafor , på jakt etter en måte å forstå hvordan vi kunne begynne å løse problemer i det 21. århundre , som global oppvarming og miljøødeleggelse .
Forskningsarbeid på Gaia-hypotesen har også blitt utført i det spansktalende området . Noen av disse arbeidene har tjent til å bekrefte viktige deler av hypotesen, slik tilfellet er med de som ble presentert på den tredje Gaia-konferansen i Valencia.
Blant arbeidene som ble presentert i Valencia var det av forskeren Ricardo Amils , fra UAM/CSIC Institute of Theoretical Physics , som demonstrerte at bakteriene som bor i vannet i Tinto-elven ( Huelva ), med høy konsentrasjon av tungmetaller og svært syre, tåler de ikke bare habitatet, men bidrar også med stoffskiftet for å holde det under disse forholdene. [ 13 ]
På samme måte indikerer studien av forskerne Carlos Pedrós og Rafael Simó , fra Barcelona Institute of Marine Sciences ( CSIC ), at marint plankton avgir en større mengde dimetylsulfid når overflatetemperaturen i havvannet øker. Den økte konsentrasjonen av denne forbindelsen i atmosfæren bidrar til å øke albedoen , og det er grunnen til at en mindre mengde solstråling når havoverflatelagene. Denne effekten bidrar til å senke temperaturen på vannet, slik at selvregulering oppnås. [ 16 ]
Et annet viktig teoretisk bidrag til Gaia-hypotesen er det gitt av professor Carlos de Castro Carranza , fra Energy and System Dynamics Group ved Universitetet i Valladolid . De Castro er forfatter av flere publikasjoner om organisk Gaia-teori . De Castro opprettholder en kritisk posisjon i møte med det han kaller oppgivelsen av en posisjon for å forsvare Gaia som en levende organisme, en forlatelse som han tilskriver de første promotørene av Lovelock og Margulis-hypotesen. De Castro prøver å argumentere for hvordan en Gaia definert som en levende organisme er forenlig med vitenskap. På denne måten forsvarer forfatteren organisk Gaia som en vitenskapelig teori , som tar utgangspunkt i Lovelocks innledende hypotese: at Gaia er en teleologisk evolusjonær organisme som ikke nødvendigvis er forenlig med Darwins teori om naturlig utvalg . [ 17 ]