Hipoteza Gai sformułowana przez Jamesa Lovelocka niedługo będzie mieć 50 lat!

W tym artykule:

1. Cały ekosystem jako jeden organizm
2. Mechanizmy sprzężeń
3. Hipoteza w ogniu krytyki
4. Hipoteza Gai jako inspiracja

Cały ekosystem jako jeden organizm

Hipoteza Gai od początku wywarła ogromny wpływ na ruch ekologiczny, zachęcając ludzi do myślenia o Ziemi w sposób całościowy, jako o swego rodzaju super-organizmie, który nas chroni i zasługuje na naszą ochronę. Wielu poważanych naukowców takich jak Ford Doolittle, Richard Dawkins i Stephen Jay Gould, stanowczo sprzeciwia się takiemu podejściu, argumentując, że planeta lub ekosystem planetarny nie może ewoluować jak pojedynczy organizm i jest mało prawdopodobne, by cała biosfera rozwinęła się w taki sposób, by celowo doprowadzić do stabilizacji ziemskiego ekosystemu.

Mechanizmy sprzężeń

System klimatyczny Ziemi obejmuje liczne procesy sprzężenia zwrotnego, niektóre ujemne, a niektóre dodatnie. Utrzymanie warunków na Ziemi, tak by nadawała się do zamieszkania w długich okresach czasu wymagało, by działały różne mechanizmy takiego sprzężenia zwrotnego. Miliardy lat temu, konieczne było np. ujemne sprzężenie zwrotne, aby przeciwdziałać klimatycznemu ochłodzeniu wywołanemu przez słabo grzejące jeszcze, młode Słońce. Najłatwiejszy do zrozumienia przykład sprzężenia zwrotnego dotyczy pary wodnej. Para wodna jest gazem cieplarnianym, który pomaga ogrzać powierzchnię Ziemi. Jej stężenie w atmosferze wzrasta wraz z temperaturą; dlatego też wyższa temperatura prowadzi do większej ilości pary wodnej w atmosferze, co z kolei prowadzi do wzrostu temperatury - to samonapędzający się mechanizm czyli tzw. pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego.

System klimatyczny Ziemi by być stabilnym, musi również zawierać pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego. Najbardziej fundamentalną pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego jest związek pomiędzy temperaturą powierzchni a emitowanym promieniowaniem podczerwonym. Gdy powierzchnia Ziemi się nagrzewa, emituje więcej promieniowania podczerwonego. Ale większa ilość uwalnianego promieniowania podczerwonego chłodzi powierzchnię, co prowadzi w efekcie do zmniejszenia poziomów emisji tego promieniowania. Jest to więc ujemne sprzężenie zwrotne. To sprzężenie zwrotne jest tak podstawowe, że często jest pomijane. Ale to właśnie ono utrzymuje nasz klimat na stałym poziomie z dnia na dzień lub z roku na rok.

Obydwa te procesy (sprzężenie zwrotne dodatnie i ujemne) są konieczne do utrzymania stabilnego klimatu na Ziemi, który pozwalałby na rozwój i utrzymanie życia w długim okresie czasu, liczonym w milionach lat. Lovelock zdał sobie z tego sprawę już w latach 60-tych i to właśnie zapoczątkowało jego hipotezę Gai. Skupił się na obiegu węgla w systemie, w ramach którego rośliny wykorzystują CO2 i wodę do tworzenia materii organicznej i tlenu w procesie fotosyntezy. Proces ten jest odwracany poprzez proces oddychania, który jest przeprowadzany zarówno przez zwierzęta, jak i rośliny, oraz poprzez tlenowy rozkład, który jest przeprowadzany przez bakterie. Mając na uwadze ten cykl, Lovelock wysunął hipotezę, że poziom CO2 w atmosferze był znacznie wyższy na wczesnej Ziemi, a to spotęgowało efekt cieplarniany, który pomógł zrównoważyć słabo grzejące, młode Słońce. Następnie, gdy Słońce z czasem ogrzewało Ziemię coraz mocniej, rośliny wyciągnęły CO2 z atmosfery w odpowiednim tempie, aby przeciwdziałać nadmiernemu nagrzaniu naszej planety. To właśnie przejaw działania Gai. Ziemska fauna i flora regulowała odpowiednio z czasem zawartość CO2 w atmosferze, stabilizując klimat i zapewniając sobie dalsze istnienie.

Hipoteza w ogniu krytyki

W miarę jak jej wpływ się rozprzestrzeniał, hipoteza Lovelocka znalazła się w ogniu krytyki. Skąd fauna i flora miały by wiedzieć, jak szybko pobierać CO2 z atmosfery? Czy nie wymagałoby to inteligentnego podejścia do problemu? Niektórzy biolodzy określili Hipotezę Gai jako wprost teologiczną, czyli przypisującą ludzkie cechy organizmom które nie posiadają inteligencji.

Lovelock próbował odeprzeć tę krytykę za pomocą nawiązań do opisanych mechanizmów sprzężeń, które istotnie występują. Sam ten fakt jednak, nie musi oznaczać jeszcze, że fauna i flora stabilizują klimat Ziemi. W rzeczywistości cykl węglowy, który kontroluje stężenie atmosferycznego CO2 w czasie, składa się z kilku części. Lovelock położył nacisk na organiczny cykl węglowy, ale zignorował nieorganiczny cykl węglowy. Większość geologów uważa, że nieorganiczny cykl węglowy jest ważniejszy w kontrolowaniu atmosferycznego CO2 w długich okresach czasu, ponieważ organiczny cykl węglowy kontroluje i sam jest częściowo kontrolowany przez poziom atmosferycznego tlenu.

Hipoteza Gai jako inspiracja

Spór od kilku dekad jest nierozwiązany. Mimo tego, podejście Lovelocka do tematu, pełne wyobraźni a jednocześnie niepozbawione krytycznego, naukowego myślenia znajduje wielu fanów w środowisku naukowym. Wciąż jest on w nim uważany za interesującego myśliciela. Przedstawia swoje pomysły elokwentnie, zarówno w swoich wykładach, jak i książkach. Dobrym tego przykładem jest porównanie, którego lubi używać opowiadając o życiu na Ziemi: 99% sekwoi jest tak naprawdę martwe i tylko cienka, zewnętrzna warstwa - kora - jest żywa, a jednak samo drzewo jest z pewnością żywe. Podobnie Ziemia, jest w większości nieożywioną skałą, ale jej cienka warstwa na powierzchni - biosfera - jest żywa, a przynajmniej wypełniona życiem. Czy w takim razie nie moglibyśmy również pomyśleć o całym ekosystemie jako o żywym organizmie?

Jest to przemyślana analogia i dobry przykład tego, dlaczego Hipoteza Gai przyciągnęła oddanych zwolenników i dlaczego Lovelock jest do dziś źródłem inspiracji dla ekologów na całym świecie. Choć sam nadal wierzy w Gaję, nie sądzi, by uratowała nas ona od naszych głupstw. Ale jeśli Hipoteza Gai popchnie nas w kierunku lepszego zrozumienia tego, w jaki sposób manipulujemy obecnym klimatem Ziemi, i jak troszczyć się o biosferę, której jesteśmy przecież częścią, to bez względu na to, czy jest słuszna czy nie, spełni swoją rolę.

1 z 3

gaja

2 z 3

gaja 1

3 z 3

gaja 2