Hipoteza Gai została wysunięta w 1987 roku przez
Jamesa Lovelocka
, brytyjskiego pracownika
NASA
; Zasugerował on, że wszystkie istoty żyjące na Ziemi działają wspólnie, aby zachować na naszej planecie optymalne warunki do życia. Ziemia ma zdolność reagowania na zmiany panujących warunków, dostosowuje się do nich tak, by nadal mogło się rozwijać życie. Lovelock nazwał ten system
Gaja
, od imienia greckiej bogini uosabiającej Matkę
Ziemię
.
Charakterystyka hipotezy
Hipoteza przypisuje własności żywego organizmu planecie
Ziemi
jako całości. Gaja może być zdefiniowana jako złożona jedność zawierająca
biosferę
,
atmosferę
,
oceany
i
gleby
Ziemi; całość stanowiącą sprzężenie zwrotne systemów cybernetycznych poszukujących optymalnego fizycznego i chemicznego środowiska naturalnego dla życia na tej planecie. Całkowity zakres żyjącej
materii
na Ziemi, począwszy od wielorybów po
wirusy
, od dębów po
glony
, może być uznany za żyjącą jedność zdolną do utrzymywania atmosfery Ziemi, która przystosowuje się do wszystkich jej potrzeb. Lovelock twierdzi że to przyroda organiczna wytwarza atmosferę, nie zaś odwrotnie. Wcale nie środowisko naturalne umożliwiło pojawienie się i rozwój życia: to istoty żywe wytwarzają gaz, który pozwala im przetrwać, a więc biosfera ma zdolność kontrolowania swego środowiska naturalnego, chemicznego i fizycznego.
Gaja trwa w ciągłości z przeszłością sięgającą aż do samych początków życia, a w przyszłości będzie trwać tak długo, jak będzie trwać życie. Jest to żywa istota planetarna. Ściślej mówiąc,
temperatura
,
utlenianie
,
stan skupienia
,
kwasowość
i pewne aspekty skał i wód są utrzymywane poprzez aktywne procesy reakcji przeprowadzane automatycznie i nieświadomie przez florę i faunę, co sprawia że istnienie planety znajduje się w równowadze dynamicznej,
homeostazie
.
Argumenty zwolenników hipotezy
Jednym z najważniejszych dowodów potwierdzających hipotezę Gai jest stabilność ziemskiego
klimatu
. Badania geologiczne dowodzą, że klimat na Ziemi nigdy nie był niekorzystny dla życia, nawet w najkrótszym okresie. Nigdy nie było ani za zimno ani za ciepło, oceany nigdy nie zamarzały ani nie gotowały się w przeciwieństwie do innych planet.
Epoka lodowcowa
objęła tylko tereny powyżej 45 równoleżnika. Tymczasem temperatura
Słońca
przez wieki zmieniła się i to znacznie, zarówno na plus jak i na minus, jednakże na Ziemi temperatura jest stała. Wyjaśnienie tkwi w nagromadzeniu się gazów tworzących atmosferę Ziemi. Gazy te emitowane są przez organizmy żywe. Pozwalają one przenikać optymalnej dla życia na Ziemi ilości promieni słonecznych. W filtrowaniu promieniowania słonecznego główną rolę pełnią
chmury
.
Woda
wyparowuje z oceanów, później opada w postaci
deszczu
. Pozostaje zawieszona w postaci chmur jednocześnie odbijając ciepło. Chmura jest nie tylko
parą wodną
, para wodna może uformować się w chmurę tylko wówczas gdy zgromadzi się wokół jakichś stałych drobinek. A tymi drobinkami są kryształki kwasu siarkowego, produkowane przez morskie
algi
. Stwierdzono że gęstość alg w
Oceanie Spokojnym
podwoiła się w ciągu dziesięciu lat (lata 80) Nie wiadomo dlaczego, ale wiadomo że to algi absorbują
gaz
węglowy, a wydzielają gaz siarkowy. Te dwie czynności przyczyniają się do oczyszczenia atmosfery z nadmiaru węgla produkowanego przez przemysł i do zwiększenia liczby chmur. Algi uczestniczą zatem w procesie oczyszczania planety i neutralizowania tendencji do jej "przegrzewania się". Można by sądzić, iż jest to dowód na to, że hipoteza Gai jest zbudowana poprawnie. Algi – mikroorganizmy są zatem według Lovelocka systemami regulacyjnymi Gai. Hipoteza Gai stała się inspiracją dla licznych badań naukowych dotyczących wpływu biosfery na procesy chemiczne i klimat Ziemi. Jednym z ciekawszych projektów naukowych było właśnie badanie zależności między wzrostem glonów oceanicznych a klimatem. Rozważania owe prowadziły do wniosku, że działalność tych morskich organizmów ma wpływ na tworzenie się chmur, zwiększających chociażby
albedo
planety.
Zdaniem Lovelocka, kiedy działalność jakiegoś organizmu sprzyja środowisku oraz samemu organizmowi, nastąpi rozprzestrzenienie się zarówno organizmu jak i środowiska. W efekcie, zmiana organizmu i środowiska stanie się globalna. Odwrotny proces jest także możliwy i każdy gatunek, który ujemnie wpływa na środowisko jest skazany na śmierć, lecz życie trwa nadal.
Kolejnym, najsłynniejszym argumentem na potwierdzenie tezy Lovelocka było systematyczne zachowanie się teoretycznej planety określanej jako
Daisyworld
(Świat Stokrotek), która, podobnie jak Ziemia, utrzymuje swoją globalną temperaturę na stałym poziomie w obliczu czasu i zwiększającej się energii słonecznej. Planeta Daisyworld jest modelem, ukazujący sposób, w którym stan homeostazy może być utrzymany przez pojedyncze organizmy działające jedynie we własnym interesie, dostarczając globalnemu systemowi rozsądnie stałego zakresu temperatur w obliczu rosnącej siły promieniowania słonecznego.
Równowaga Gai może być jednak zachwiana w przypadku wielkich kataklizmów, np. trzęsień ziemi czy zderzeń z wielkimi
meteorytami
. Te kataklizmy mogą doprowadzić do wyginięcia wielu gatunków, jednak pozostałe gatunki znajdą sposób by się przystosować. Pojawia się również nowe i zapełnią istniejące
nisze ekologiczne
. Tak więc mimo wielkich zmian równowaga biologiczna zostanie przywrócona i życie na planecie ocaleje.
Argumenty przeciwników
Z punktu widzenia
ewolucjonizmu
równowaga klimatyczna panująca na Ziemi jest przyczyną a nie skutkiem istnienia życia na Ziemi. Organizmy żywe oddziałują na klimat i zmieniają go, po czym przystosowują się do nowych warunków na drodze
ewolucji
. Na przykład: w ten sposób został wytworzony
tlen
atmosferyczny
, w rezultacie czego na Ziemi pojawiły się
organizmy tlenowe
.
Zwolennicy
zasady antropicznej
utrzymują z kolei, że warunki panujące na Ziemi są tak ściśle dopasowane do naszych wymagań, ponieważ w nich powstaliśmy, żyjemy i jesteśmy w stanie to stwierdzić. Gdyby warunki geofizyczne nie były odpowiednie, nie byłoby istoty, która mogłaby to stwierdzić. Rozumowanie to dotyczy również wielkich katastrof na skalę globalną i odradzania się życia po nich. Z doświadczenia wiemy, że takie odradzanie miało zawsze miejsce, ale gdyby odrodzenie nie nastąpiło, znów nie mielibyśmy możliwości sprawdzenia tego.
Ciekawostki
- Wątek nawiązujący do hipotezy Gai znalazł się w filmie Jamesa Camerona "Avatar".
Zobacz też
