Ipoteza Gaia

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Pământul (Gaia) văzut din Apollo 17 , decembrie 1972

Ipoteza Gaia este o ipoteză formulată pentru prima dată de omul de știință englez James Lovelock în 1979 în „Gaia. O nouă privire asupra vieții pe Pământ” și co-dezvoltată de microbiologul Lynn Margulis în anii '70. [1] Conform acestei ipoteze, organismele vii de pe Pământ interacționează cu componentele anorganice înconjurătoare pentru a forma un sistem sinergic complex și de autoreglare care ajută la menținerea și perpetuarea condițiilor de viață de pe planetă.

Lovelock a numit această ipoteză în cinstea lui Gaia , zeița primordială care a personificat Pământul în mitologia greacă . Printre argumentele pe care se bazează ipoteza sunt și cele conform cărora biosfera și evoluția organismelor influențează stabilitatea temperaturii globale, salinitatea apei de mare , nivelurile de oxigen atmosferic , menținerea unei hidrosfere. apa și alte variabile de mediu care afectează habitabilitatea Pământului.

Ipoteza Gaia a fost criticată inițial pentru că este teleologică și împotriva principiilor selecției naturale . Deși perfecționările ulterioare au aliniat ipoteza Gaia cu ideile din domenii precum știința sistemelor Pământului , biogeochimia și ecologia sistemelor , [2] [3] [4] ipoteza Gaia continuă să susțină critici, iar mulți oameni de știință o consideră doar slab susținută sau neconform cu dovezile experimentale . [5] [6] [7]

Biologul Lynn Margulis a fost de acord cu ipoteza Gaia, dar distanțându-se de Lovelock, în opinia ei prea influențată de vitalism .

În 2006, Societatea Geologică din Londra i-a acordat lui Lovelock Medalia Wollaston și pentru munca sa asupra ipotezei Gaia. [8]

Descriere

Exemplu de posibilă dovadă experimentală a capacității de autoreglare în ipoteza Gaia: concentrația anumitor substanțe chimice în atmosferă în ultimii 420.000 de ani (din analiza gheții la baza Vostok , în Antarctica).

În prima formulare, ipoteza Gaia se bazează pe presupunerea că oceanele , mările , atmosfera , scoarța terestră și toate celelalte componente geofizice ale planetei Pământ sunt menținute în condiții adecvate prezenței vieții datorită comportamentului și acțiunea organismelor vii , a plantelor și a animalelor . [9] De exemplu, temperatura , starea de oxidare , aciditatea , salinitatea și alți parametri fizico - chimici fundamentali pentru prezența vieții pe Pământ au valori constante. Această homeostazie este efectul proceselor de feedback activ efectuate independent de biota . [10] În plus, toate aceste variabile nu mențin un echilibru constant în timp, ci evoluează în sincronizare cu biota. Deci, fenomenele evolutive nu privesc doar organismele sau mediul natural , ci întreaga Gaia.

Sistemul Gaia, care nu este identificabil nici cu termenul „ biosferă ”, nici cu „ biota ”, care sunt doar două elemente care îl compun, include în schimb:

  • organisme vii care cresc și se reproduc exploatând orice posibilitate pe care mediul o permite;
  • organisme supuse legilor selecției naturale darwiniene;
  • organisme care își modifică în mod constant mediul chimico-fizic, care se întâmplă în mod constant ca un simplu efect al tuturor acelor procese fundamentale pentru viață, cum ar fi respirația , fotosinteza etc;
  • factori limitativi care stabilesc limitele superioare și inferioare ale condițiilor de viață. Mediul înconjurător poate avea temperaturi excesiv de ridicate sau scăzute, pentru ca viața să se impună într-un mediu dat. Același lucru este valabil și pentru concentrațiile de săruri, minerale, compuși chimici etc.

Un factor poluant al întregii Gaia sunt activitățile și mediul construit de om, care, deși nu face parte din sistem, interacționează puternic cu acesta modificând factorii limitativi (temperatura, compușii chimici etc.).

Istorie

Precedente

Ideea Pământului ca întreg integrat sau ființă vie fusese deja formulată înainte de Lovelock și el a fost inspirat de această idee pentru ipoteza sa, numindu-și teoria cu numele zeității Gaia , care în mitologia greacă a personificat Pământ. James Lovelock și-a dat ipoteza acest nume la propunerea romancierului William Golding , care la acea vreme locuia în același sat cu Lovelock (Bowerchalke, Wiltshire , Marea Britanie ). Golding a sugerat de fapt ca nume „Gaea”, o ortografie alternativă pentru numele zeiței grecești, care este folosită ca prefix în „geologie”, „geofizică” și „geochimie”. [11]

În secolul al XVIII-lea, pe măsură ce geologia s-a consolidat ca o știință modernă, James Hutton a susținut că procesele geologice și biologice sunt corelate. [12] Ulterior, naturalistul și exploratorul Alexander von Humboldt a descoperit mecanismul de coevolutie a organismelor vii, climatul și scoarța terestră . [12]

În secolul al XX-lea, geochimistul ucrainean Vladimir Vernadsky a formulat o teorie a dezvoltării Pământului care este una dintre bazele ecologiei, conform căreia oxigenul , azotul și dioxidul de carbon din atmosfera pământului provin din procesele biologice. În publicațiile sale din anii 1920, el susținea că organismele vii ar putea remodela planeta în același mod ca orice forță fizică. Vernadsky a fost un pionier al bazei științifice pentru științele mediului . [13] Afirmațiile sale vizionare nu au fost larg acceptate în Occident , iar decenii mai târziu ipoteza Gaia a primit același tip de rezistență inițială din partea comunității științifice.

Tot în secolul al XX-lea, Aldo Leopold , un pionier în dezvoltarea eticii moderne a mediului și a mișcării pentru conservarea sălbăticiei, a sugerat un „Pământ viu” în etica sa biocentrică (sau „ holistică ”) despre Pământ.

Formularea ipotezei

Lovelock a început să definească ideea unui Pământ autoreglabil controlat de toate organismele vii în septembrie 1965, în timp ce lucra la Jet Propulsion Laboratory din California la metodele de detectare a vieții pe Marte . [14] [15] Primul articol care a menționat-o a fost „Atmosfere planetare: schimbări compoziționale și alte modificări asociate prezenței vieții” , scris în colaborare cu CE Giffin. [16]

Lovelock a formulat ipoteza Gaia în articolele din ziare în 1972 [17] și 1974, [1] care a fost urmată de cartea din 1979 „ Gaia: O nouă privire asupra vieții pe Pământ ” și un articol din New Scientist din 6 februarie 1975, [ 18] stimularea atenției științifice și a criticii ipotezei.

Lovelock a numit inițial „ ipoteza feedback-ului Pământului[19] pentru a explica de ce combinațiile chimice, inclusiv oxigenul și metanul, persistă în concentrații stabile în atmosfera Pământului. Lovelock a sugerat detectarea unor astfel de combinații în atmosfera altor planete ca o metodă relativ fiabilă și ieftină de detectare a prezenței vieții.

Ipoteza a fost întărită de alte rapoarte care au apărut mai târziu, mai ales prin faptul că creaturile marine produc sulf și iod în cantități aproximativ egale cu cele cerute de creaturile terestre. [20]

În 1971, microbiologul Lynn Margulis s-a alăturat lui Lovelock într-un efort de a găsi dovezi științifice care să susțină ipoteza, ajutând la explicarea mecanismului modului în care microorganismele afectează atmosfera și suprafața planetei, [2] trezind critici din partea comunității. Științific pentru apărarea sa teoria privind originea eucariote organite și contribuția sa la teoria endosymbiotic , acum acceptate. Margulis a dedicat ultimul dintre cele opt capitole ale cărții sale „ Planeta simbiotică ” ipotezei Gaia, cu toate acestea obiectând la personificarea lui Gaia și subliniind că Gaia „nu este un organism”, ci „o proprietate emergentă a interacțiunii dintre organisme”. De asemenea, el l-a definit pe Gaia ca „seria ecosistemelor care interacționează și care alcătuiesc un singur ecosistem uriaș de pe suprafața pământului. Punct”.

De la formularea sa, ipoteza Gaia a fost susținută de mai multe experimente științifice [21] și a oferit predicții utile. [22]

Prelegeri despre ipoteza Gaia

În 1985, primul simpozion public cu privire la ipoteza Gaia, „ Is the Earth A Living Organism?A avut loc la Universitatea din Massachusetts , Amherst , în perioada 1-6 august. [23] Principalul sponsor a fost Societatea Națională Audubon . Au vorbit printre James Lovelock, George Wald , Mary Catherine Bateson, Lewis Thomas , John Todd, Donald Michael, Christopher Bird, Thomas Berry, David Abram, Michael Cohen și William Fields. Au participat aproximativ 500 de persoane. [24]

La 7 martie 1988, climatologul Stephen Schneider a organizat o conferință a Uniunii Geofizice Americane despre Gaia la San Diego , California. [25] În timpul sesiunii „Fundamente filozofice” a conferinței, David Abram a vorbit despre influența metaforelor în știință și despre ipoteza Gaia ca oferind o nouă și potențial revoluționară metaforă, în timp ce James Kirchner a criticat ipoteza Gaia pentru inexactitatea acesteia. Kirchner a declarat că Lovelock și Margulis nu au prezentat o ipoteză a Gaiei, ci patru:

  • Gaia coevolutivă, referitoare la strânsa corelație dintre evoluția vieții și mediul înconjurător. Kirchner a spus că acest lucru a fost deja acceptat științific și că nu este nou.
  • Gaia homeostatică, conform căreia viața menține stabilitatea mediului natural și că această stabilitate permite vieții să existe în continuare.
  • Gaia Geofizică, referitoare la dinamica geofizică terestră.
  • Optimizarea Gaiei, conform căreia planeta s-a „auto-modelat” pentru a genera un mediu optim pentru viața în ansamblu. Kirchner a susținut că această ipoteză nu a fost testabilă și, prin urmare, neștiințifică.

Kirchner a prezentat, de asemenea, două alternative la ipoteza Gaostei homeostatică:

  • „Gaia slabă”, potrivit căreia viața tinde să facă mediul stabil „să favorizeze” dezvoltarea vieții în sine.
  • „Gaia forte”, potrivit căruia viața tinde să facă mediul stabil, „să permită” dezvoltarea vieții în sine. Potrivit lui Kirchner, ipoteza lui Gaia forte nu a fost verificabilă și, prin urmare, neștiințifică. [26]

Împotriva criticilor conform cărora Gaia era teleologică , Lovelock și Andrew Watson au dezvoltat modelul Daisyworld și modificările sale. [27] Lovelock a susținut că modelul Daisyworld „demonstrează că autoreglarea mediului global poate apărea din concurența dintre tipurile de viață prin modificarea mediului lor local în moduri diferite”. [28]

O a treia conferință despre ipoteza Gaia a avut loc la Valencia , Spania, la 23 iunie 2000. [29] Această conferință s-a axat pe mecanismele specifice prin care homeostazia de bază pe termen scurt a fost menținută într-un cadru de schimbări structurale evolutive semnificative pe termen lung. .

O a patra conferință internațională despre ipoteza Gaia, sponsorizată de Autoritatea Regională a Parcului din Virginia de Nord și alții, a avut loc în octombrie 2006 la campusul Arlington, Virginia, al Universității George Mason . [30]

Influența culturală

Diferite povești de science fiction fac ecou acestei teorii, inclusiv The Edge of the Foundation (1982) și Foundation and Earth (1986) de Isaac Asimov , romanul Terra (1991) de David Brin și manga Nausicaä of the Valley of the Wind de Hayao Miyazaki (1982-1994).

O parte din această teorie este utilizată în filmul The Day After Tomorrow , în trilogia comică Born from the Earth , în filmul de animație Final Fantasy: The Spirits Within , precum și în Final Fantasy VII , capitolul seriei de jocuri video omonime și în romanul vizual.Rescrie .

Diverse referiri la această teorie sunt evidente în filmul lui James Cameron Avatar (2009).

Notă

  1. ^ a b JE Lovelock și L. Margulis,Homeostazia atmosferică de și pentru biosferă: ipoteza Gaia , în Tellus , seria A, vol. 26, 1-2, Stockholm, Institutul Meteorologic Internațional, 1974, pp. 2-10, Bibcode : 1974 Spuneți ... 26 .... 2L , DOI : 10.1111 / j.2153-3490.1974.tb01946.x , ISSN 1600-0870 ( WC ACNP ) .
  2. ^ a b Turney, Jon,Lovelock și Gaia: Semne de viață , Marea Britanie, Icon Books, 2003, ISBN 978-1-84046-458-0 .
  3. ^ Schwartzman, David, Life, Temperature, and the Earth: The Self-Organizing Biosphere , Columbia University Press, 2002, ISBN 978-0-231-10213-1 .
  4. ^ Gribbin, John (1990), "Hothouse earth: The greenhouse effect and Gaia" (Weidenfeld & Nicolson)
  5. ^ James W. Kirchner, Către un viitor pentru teoria lui Gaia , în Schimbare climatică , vol. 52, nr. 4, 2002, pp. 391-408, DOI : 10.1023 / a: 1014237331082 .
  6. ^ Tyler Volk, The Gaia hypothesis: fact, theory, and wishful thinking , în Schimbare climatică , vol. 52, nr. 4, 2002, pp. 423-430, DOI : 10.1023 / a: 1014218227825 .
  7. ^ David Beerling , Planeta de smarald: Cum plantele au schimbat istoria Pământului , Oxford, Oxford University Press, 2007, ISBN 978-0-19-280602-4 .
  8. ^ Premiul Wollaston Lovelock , la geolsoc.org.uk . Adus pe 19 octombrie 2015 .
  9. ^ Lovelock, James. Chipul dispărut al lui Gaia . Cărți de bază, 2009, p. 255. ISBN 978-0-465-01549-8
  10. ^ Kleidon, Axel. Cum generează și menține sistemul pământ dezechilibru termodinamic și ce implică pentru viitorul planetei? . Tranzacții filozofice ale Societății Regale DOI: 10.1098 / rsta.2011.0316 [1]
  11. ^ Lovelock, James. Chipul dispărut al lui Gaia . Cărți de bază, 2009, pp. 195-197. ISBN 978-0-465-01549-8
  12. ^ a b Capra, Fritjof, Rețeaua vieții: o nouă înțelegere științifică a sistemelor de viață , Garden City, NY, Anchor Books, 1996, p. 23 , ISBN 978-0-385-47675-1 .
  13. ^ SR Weart, 2003, Descoperirea încălzirii globale , Cambridge, Harvard Press
  14. ^ Lovelock, JE, O bază fizică pentru experimentele de detectare a vieții , în Nature , vol. 207, nr. 7, 1965, pp. 568-570, Bibcode : 1965 Nat . 207..568L , DOI : 10.1038 / 207568a0 , PMID 5883628 .
  15. ^ Geofiziologie , la jameslovelock.org . Adus la 5 mai 2007 (arhivat din original la 6 mai 2007) .
  16. ^ Lovelock, JE și Giffin, CE, Atmosferele planetare: schimbări compoziționale și alte modificări asociate prezenței vieții , în Advances in the Astronautical Sciences , vol. 25, 1969, pp. 179-193, ISBN 978-0-87703-028-7 .
  17. ^ JE Lovelock, Gaia văzută prin atmosferă , în Atmospheric Environment , vol. 6, nr. 8, 1972, pp. 579-580, Bibcode : 1972AtmEn ... 6..579L , DOI : 10.1016 / 0004-6981 (72) 90076-5 .
  18. ^ Lovelock, John și Sidney Epton, (8 februarie 1975). „Căutarea lui Gaia”. New Scientist , p. 304.
  19. ^ Lovelock, James
  20. ^ WD Hamilton și TM Lenton, Spora și Gaia: cum zboară microbii cu norii lor ( PDF ), în Ethology Ecology & Evolution , vol. 10, nr. 1, 1998, pp. 1-16, DOI : 10.1080 / 08927014.1998.9522867 (arhivat din original la 23 iulie 2011) .
  21. ^ JE Lovelock, Hands up for the Gaia hypothesis , în Nature , vol. 344, n. 6262, 1990, pp. 100-2, Bibcode : 1990 Nat . 344..100L , DOI : 10.1038 / 344100a0 .
  22. ^ Volk, Tyler, Gaia's Body: Toward a Physiology of Earth , Cambridge, Massachusetts, MIT Press , 2003, ISBN 978-0-262-72042-7 .
  23. ^ Lawrence E. Joseph, British's Whole Earth Guru , în revista New York Times , 23 noiembrie 1986. Accesat la 1 decembrie 2013 .
  24. ^ Bunyard, Peter (1996), "Gaia în acțiune: Știința Pământului viu" (Floris Books)
  25. ^ Turney, Jon. „Lovelock și Gaia: Semne de viață ” (Revoluții în știință)
  26. ^ James W. Kirchner, Ipoteza Gaia: Poate fi testată? , în Recenzii de geofizică , vol. 27, n. 2, 1989, p. 223, Bibcode : 1989RvGeo..27..223K , DOI : 10.1029 / RG027i002p00223 .
  27. ^ AJ Watson și JE Lovelock,Homeostazia biologică a mediului global: parabola lui Daisyworld , în Tellus , 35B, n. 4, 1983, pp. 286-9, Bibcode : 1983TellB..35..284W , DOI : 10.1111 / j.1600-0889.1983.tb00031.x .
  28. ^ TM Lenton și JE Lovelock, Daisyworld este darwinian: constrângerile privind adaptarea sunt importante pentru autoreglarea planetară , în Journal of Theoretical Biology , vol. 206, nr. 1, 2000, pp. 109-14, DOI : 10.1006 / jtbi.2000.2105 , PMID 10968941 .
  29. ^ ( ES ) Federico Simón, GEOLOGÍA Enfoque multidisciplinar La hipótesis Gaia madura en Valencia con los últimos avances científicos , în El País , 21 iunie 2000. Adus 1 decembrie 2013 .
  30. ^ Site-ul oficial al județului Arlington Virginia, Conferința de teorie Gaia la Facultatea de Drept a Universității George Mason , pe arlingtonva.us . Adus la 1 decembrie 2013 (arhivat din original la 3 decembrie 2013) .

Bibliografie

  • James Lovelock , The New Ages of Gaia (1991, Bollati Boringhieri)
  • James Lovelock, Gaia: manual de medicină planetară (1992, Zanichelli)
  • Franco Ricci-Lucchi, "Știința Gaiei. Mediul și sistemele naturale văzute de un geolog" (1996, Zanichelli)
  • James Lovelock, Omagiu lui Gaia (2002, Bollati Boringhieri)
  • James Lovelock, Revolta lui Gaia (2006, Rizzoli)
  • Roberto Bondì , Albastru ca o portocală. Gaia între mit și știință . Cuvânt înainte de Enrico Bellone (2006, Torino, Utet) ISBN 88-02-07259-0
  • Roberto Bondì , numai atomul ne poate salva. Ecologismul nuclear al lui James Lovelock (2007 Torino, Utet)

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe