Ipoteza Gaia implică faptul că, odată stabilită, viața extraterestră va înflori.
Poate planeta să fie vie? Exact asta credea Lynn Margulis, un biolog remarcabil de la sfârșitul secolului al XX-lea, cu un intelect strălucitor și adept al unei abordări neconvenționale. Împreună cu chimistul James Lovelock, ea a privit viața ca pe un fenomen care schimbă planeta și a considerat că diferența dintre „trăire” și „nevie” nu este atât de pronunțată pe cât se crede în mod obișnuit. Mulți membri ai comunității științifice și-au ridiculizat teoria, au numit-o Ipoteza Gaia ca fiind pseudo-științifică și și-au pus la îndoială reputația. Dar acum Margulis și Lovelock se pot răzbuna. Descoperirile științifice recente oferă motive pentru a-și lua mai în serios ipoteza. Se bazează pe conceptul relației dintre planete și organisme vii, care ne-a schimbat înțelegerea ambelor concepte și ne modelează înțelegerea asupra altor lumi.
Studiind împreună biosfera Pământului, Margulis și Lovelock au ajuns la concluzia că are unele proprietăți inerente ființelor vii. Acest lucru pare să indice „homeostazie”, adică autoreglare. Multe dintre abilitățile de susținere a vieții planetei noastre sunt remarcabil de robuste. Gama de temperaturi climatice, conținutul de oxigen din atmosferă, precum și aciditatea, compoziția chimică și salinitatea oceanului sunt toate mediate biologic și rămân într-un interval locuibil, în ciuda ultimelor sute de milioane de ani. Margulis și Lovelock au sugerat că întregul set de organisme vii este în strânsă interacțiune cu mediul prin reglarea acestor caracteristici globale. Ei au recunoscut faptul că Pământul este, într-un sens, un organism viu. Lovelock a numit acest lucru „fenomenul Gaia”.
Pământul și viața au evoluat și continuă să evolueze împreună.
Margulis și Lovelock au demonstrat o validitate insuficientă a imaginii lui Darwin despre evoluția biologică. Darwin, după ce a identificat mecanismul prin care organismele vii se adaptează la schimbările din mediu, ne-a făcut să înțelegem că viața pe Pământ este un proces continuu, creștere și reproducere, precum și transferul de gene dintr-o rădăcină comună. Din punctul de vedere al lui Darwin, Pământul era un fel de scenă cu peisaje în schimbare la care viața trebuia să se adapteze. Dar cine a schimbat decorul? Sau ce? Margulis și Lovelock au sugerat că planeta Pământ nu este moartă, ci este o parte animată a unei entități mai mari, formată din biosferă și materii „non-vii” care modelează biota Pământului, sunt responsabile pentru aceasta și trec prin ea ciclic. Da, viața se adaptează schimbărilor de mediu și este modelată de selecția naturală,dar se opune și mediului, schimbându-l, și planetei în sine. Acum acest lucru este la fel de evident ca și aerul umplut cu oxigen pe care îl respirăm. Astfel, evoluția nu este o serie de încercări de adaptare la evenimentele neînsuflețite, ci un sistem de răspunsuri și schimb. Viața nu s-a adaptat doar la aspectul în schimbare dinamică al planetei. Cel mai probabil, a existat o formare reciprocă a organismelor vii și a Pământului în procesul de evoluție comună a acestora. Dacă priviți planeta din această perspectivă, veți vedea că totul - recifele de corali, stâncile de calcar, estuarele, mlaștinile și insulele peșterilor guano - fac parte din această entitate vie mai mare. Veți înțelege că atât suprafața, cât și interiorul Pământului sunt vii.că respirăm. Astfel, evoluția nu este o serie de încercări de adaptare la evenimentele neînsuflețite, ci un sistem de răspunsuri și schimb. Viața nu s-a adaptat doar la aspectul în schimbare dinamică al planetei. Cel mai probabil, a existat o formare reciprocă a organismelor vii și a Pământului în procesul de evoluție comună a acestora. Dacă priviți planeta din această perspectivă, veți vedea că totul - recifele de corali, stâncile de calcar, estuarele, mlaștinile și insulele peșterilor guano - fac parte din această entitate vie mai mare. Veți înțelege că atât suprafața, cât și interiorul Pământului sunt vii.că respirăm. Astfel, evoluția nu este o serie de încercări de adaptare la evenimentele neînsuflețite, ci un sistem de răspunsuri și schimb. Viața nu s-a adaptat doar la aspectul în schimbare dinamică al planetei. Cel mai probabil, a existat o formare reciprocă a organismelor vii și a Pământului în procesul de evoluție comună a acestora. Dacă priviți planeta din această perspectivă, veți vedea că totul - recifele de corali, stâncile de calcar, estuarele, mlaștinile și insulele peșterilor guano - fac parte din această entitate vie mai mare. Veți înțelege că atât suprafața, cât și interiorul Pământului sunt vii.a existat o formare reciprocă a organismelor vii și a Pământului în procesul de evoluție comună a acestora. Dacă priviți planeta din această perspectivă, veți vedea că totul - recifele de corali, stâncile de calcar, estuarele, mlaștinile și insulele peșterilor guano - fac parte din această entitate vie mai mare. Veți înțelege că atât suprafața, cât și interiorul Pământului sunt vii.a existat o formare reciprocă a organismelor vii și a Pământului în procesul de evoluție comună a acestora. Dacă priviți planeta din această perspectivă, veți vedea că totul - recifele de corali, stâncile de calcar, estuarele, mlaștinile și insulele peșterilor guano - fac parte din această entitate vie mai mare. Veți înțelege că atât suprafața, cât și interiorul Pământului sunt vii.
Ipoteza Gaia este acceptată atât înainte, cât și acum, foarte precaut și nu complet. Există o serie de motive pentru aceasta. Una este inerția obișnuită, lipsa de dorință conservatoare standard de a accepta un nou mod de gândire. Mai mult, teoria a fost considerată vagă și vagă. Unii s-au plâns de incapacitatea adepților săi de a prezenta judecăți remarcabile, bine fundamentate, testabile experimental. Cum puteți evalua, contrasta sau accepta o idee care nu este clară sau care este percepută diferit de diferite persoane? Există cu siguranță un adevăr în acest sens. Teoria lui Gaia a fost formulată în diferite moduri. Nu a ajutat ca Margulis și Lovelock să încerce să amestece știința cu filozofia și poezia și să nu le pese deloc de contradicții; Aș spune că le-a plăcut.
Adevărul este că, în ciuda numelui său atât de răspândit, principiul Gaia nu este în întregime o ipoteză. Aceasta este o perspectivă, o abordare, în cadrul căreia se desfășoară cercetări științifice despre viața pe o planetă vie și nu doar cea pe care există viață - aceasta este ideea principală, simplă, dar profundă. Pentru că viața nu este un fleac minor care a apărut pe planeta Pământ care funcționează deja, ci o parte integrantă a evoluției și caracteristicilor sale. În ultimele decenii, teoreticienii Gaia au obținut deja aproape victoria. De fapt, opoziția nu a renunțat niciodată și nu a recunoscut înfrângerea, dar știința principală a pământului a pierdut teren și și-a unit forțele cu chimia, climatologia, biologia teoretică și alte domenii ale cunoașterii și s-a redenumit „știința sistemului pământului”.
Abordarea lui Gaia, stimulată de o comparație cosmică a Pământului cu vecinii săi presupuși fără viață, a condus la o înțelegere mai profundă a cât de mult s-a schimbat planeta noastră sub influența locuitorilor săi. Comparând istoria vieții Pământului cu frații săi, vedem că, în primele etape ale dezvoltării sale, Pământul a început să se dezvolte pe o altă cale. Din acel moment, planeta și organismele vii au început dezvoltarea lor comună.
Video promotional:
După ce am studiat Pământul folosind instrumente moderne, văzându-l în întregime de la distanță, forând puțuri pe fundul oceanului și afișând ciclurile biochimice globale de elemente, substanțe nutritive și energie folosind „ochelari magici” care generează imagini multispectrale, am aflat că impactul vieții pe planetă este mai complex și un proces mai cuprinzător decât ne-am fi putut imagina.
Oxigenul, pe care îl considerăm de la sine înțeles, este un produs secundar al organismelor care interferează cu ciclurile geochimice ale planetei: recoltarea energiei solare pentru descompunerea moleculelor de apă, stocarea atomilor de hidrogen și reacția cu CO2 pentru a produce alimente organice. În straturile superioare ale atmosferei Pământului, o parte din acest oxigen este transformată de lumina ultravioletă în stratul de ozon, care servește drept scut pentru planetă de efectele nocive ale radiațiilor ultraviolete, făcând suprafața sa locuibilă. Apariția acestui strat protector a fost urmată de eliberarea vieții din ocean și apariția pădurilor de pe continente. Acest lucru a făcut ca continentele odinioară lipsite de viață să fie potrivite pentru existența organismelor vii.
Cu cât privim mai mult prin prisma teoriei lui Gaia, cu atât ne dăm seama că practic fiecare componentă a planetei noastre a fost distorsionată biologic dincolo de recunoaștere. Rocile terestre conțin peste 4.000 de minerale diferite (moleculele cristaline care alcătuiesc rocile). Această varietate de minerale este mai mare decât s-a găsit pe alte planete până acum. Geochimiștii care studiază istoria resurselor minerale ale Pământului au ajuns la concluzia că majoritatea rocilor nu ar putea exista fără prezența vieții pe planeta noastră. Astfel, organismele vii au schimbat suprafața Pământului, iar rocile minerale sunt un produs secundar al activității lor vitale. Un mare salt în diversitatea lor a avut loc după ce organismele vii au umplut atmosfera Pământului cu oxigen, ceea ce a dus la o abundență de minerale oxidate.care a pictat depozite pe tot Pământul în culori vii. Pe o planetă îndepărtată, o varietate atât de vastă și pestriță de minerale ar putea însemna prezența vieții pe ea, care este o potențială biosemnătură pe care o putem adăuga la semnul Lovelock al gazelor atmosferice scoase din echilibru de organismele vii. Astfel, mineralele și organismele vii s-au hrănit reciproc încă de la început. Există și mai multe dovezi că mineralele au fost catalizatori și substraturi critice pentru originile vieții pe Pământ. Dar este acesta într-adevăr un motiv pentru a considera suprafața minerală a Pământului ca parte a sistemului viu global?care este o potențială biosemnătură pe care o putem adăuga la semnătura Lovelock a gazelor atmosferice scoase din echilibru de organismele vii. Astfel, mineralele și organismele vii s-au hrănit reciproc încă de la început. Există și mai multe dovezi că mineralele au fost catalizatori și substraturi critice pentru originile vieții pe Pământ. Dar este acesta într-adevăr un motiv pentru a considera suprafața minerală a Pământului ca parte a sistemului viu global?care este o potențială biosemnătură pe care o putem adăuga la semnul lui Lovelock al gazelor atmosferice dezechilibrate de organismele vii. Astfel, mineralele și organismele vii s-au hrănit reciproc încă de la început. Există și mai multe dovezi că mineralele au fost catalizatori și substraturi critice pentru originile vieții pe Pământ. Dar este acesta într-adevăr un motiv pentru a considera suprafața minerală a Pământului ca parte a sistemului viu global?că mineralele erau catalizatori și substraturi foarte necesare pentru originea vieții pe Pământ. Dar este acesta într-adevăr un motiv pentru a considera suprafața minerală a Pământului ca parte a sistemului viu global?că mineralele erau catalizatori și substraturi foarte necesare pentru originea vieții pe Pământ. Dar este acesta într-adevăr un motiv pentru a considera suprafața minerală a Pământului ca parte a sistemului viu global?
Dar tectonica plăcilor și dinamica interiorului Pământului? La prima vedere, acesta sună ca un sistem mecanic uriaș - un motor termic - care nu depinde de biologie, dar, din fericire, îl susține. În plus, deși nu suntem pe deplin conștienți de elementele profunde ale biosferei Pământului, probabilitatea ca organismele vii să existe la o adâncime de peste câteva mile este destul de mică datorită temperaturilor extrem de ridicate și, prin urmare, inacceptabile pentru moleculele organice. Cu toate acestea, știm că viața a ajuns la straturile superioare ale atmosferei terestre și a creat stratul de ozon care a permis biosferei să acopere continentele și acum observăm influența acesteia asupra sferelor profunde subterane. De-a lungul vieții sale îndelungate, superorganismul lui Gaia a influențat nu numai suprafața în sine, ci și procesele din interiorul planetei,extragerea hidrocarburii din manta și lăsarea acesteia la suprafață în roci sedimentare, precum și sechestrarea unor cantități uriașe de azot din aer în amoniac depozitat în cristale de roci minerale ale mantei.
Viața însăși, odată începută, poate face sau menține planeta locuibilă. Prin reglarea stării chimice a atmosferei, viața a modificat și rocile care vin în contact cu aceasta, oxigenând scoarța și mantaua pământului. Acest lucru a schimbat proprietățile materiale ale rocilor, modul în care acestea se îndoaie și se sparg, se aplatizează, se îndoaie și se topesc în diferite forțe și condiții. Toate mineralele argiloase produse de biosfera Pământului și-au înmuiat scoarța (crusta unei planete fără viață este mai dură), ajutând la lubrifierea motorului plăcii tectonice. Conținutul de umiditate al Pământului explică de ce tectonica plăcilor a supraviețuit aici, mai degrabă decât pe Venus mai uscat. Una dintre revendicările mai extreme ale adepților Gaia, în prezent nici dovedită, nici respinsă, este aceeacă peste miliarde de ani influența vieții ajută Pământul să păstreze umezeala dătătoare de viață, în timp ce Venus și Marte și-au pierdut cea mai mare parte a vieții fără viață. Într-un astfel de caz, prezența vieții poate fi într-adevăr responsabilă pentru tectonica plăcilor Pământului. Unul dintre fondatorii tectonicii de plăci Norm Sleep de la Stanford este pe deplin convins că viața este profund implicată în dinamica fizică generală a Pământului, inclusiv în interiorul său „non-viu”. În descrierea efectelor cumulative pe termen lung asupra geologiei, clădirii continentale și tectonica plăcilor, el a scris că „rezultatul final este principiul Gaia. Adică viața a schimbat Pământul în favoarea sa . Cu cât studiem mai mult planeta, cu atât o vedem mai mult. Viața are un control strâns pe Pământ. Pământul este o planetă modelată biologic până la miez. Cu alte cuvinte, viu.
Acum, la 40 de ani după ce Vikingul a aterizat pe Marte, am aflat că planetele au o origine comună, inclusiv cele care au dimensiuni similare Pământului și sunt situate la o distanță acceptabilă de steaua lor pentru oceanele de apă lichidă. În plus, ideea radicală a lui Lovelock de a acorda atenție atmosferei și de a căuta abateri radicale de la amestecul obișnuit de gaze este în prezent piatra de temelie a strategiei noastre de detectare a vieții pe alte planete. Gândirea adepților teoriei lui Gaia s-a strecurat în ideile noastre despre evoluția și habitabilitatea exoplanetelor, obligându-ne să reconsiderăm conceptul de „zonă locuibilă”. Înțelegem că este imposibil să tragem concluzii despre adecvarea unei planete pentru dezvoltarea vieții pe ea numai pe baza caracteristicilor sale fizice de bază, a dimensiunii și a distanței față de steaua sa. Viața însăși, abia începută,poate face sau menține planeta locuibilă. Poate că, în unele cazuri, viața poate distruge habitabilitatea planetei, așa cum s-a întâmplat aproape pe Pământ în timpul „Marii oxigenări” (numită uneori catastrofa oxigenului) în urmă cu 2,1 miliarde de ani. După cum a spus colegul meu Colin Goldblatt, un tânăr modelator inteligent al climatului de la Universitatea Victoria, „Caracteristica definitorie a Pământului este viața la scară planetară. Pământul ne învață că locuința și existența vieții sunt concepte inseparabile. "Un tânăr experimentat modelator al climei de la Universitatea din Victoria, „Caracteristica definitorie a Pământului este viața la scară planetară. Pământul ne învață că locuința și existența vieții sunt concepte inseparabile. "Un tânăr modelator rapid al climatului de la Universitatea din Victoria, „Caracteristica definitorie a Pământului este viața la scară planetară. Pământul ne învață că locuința și existența vieții sunt concepte inseparabile."
În cartea mea Lonely Planets (2003), am descris ceea ce numesc „Ipoteza lumilor vii” bazată pe principiul Gaia, aplicat astrobiologiei. Viața este probabil un fenomen la scară planetară cu un ciclu de viață cosmologic - cu alte cuvinte, speranța de viață este măsurată în miliarde de ani, adică același interval de timp care determină viața planetelor, a stelelor și a Universului în sine.
Organismele și speciile nu au cicluri de viață cosmologice, dar fenomenul Gaia, și, probabil, aceasta este o proprietate comună a lumilor vii. Influențat de credințele lui Lovelock și Margulis, am susținut că este puțin probabil să găsim viață pe suprafața unei planete cu o atmosferă neschimbată. Conform acestei idei, planeta nu poate fi „doar puțin vie” (așa cum nici omul nu poate, cel puțin pentru o lungă perioadă de timp), prin urmare planete atât de vechi precum Marte, în absența unei vieți evidente, sunt probabil complet moarte. Dacă micile emisii de metan înregistrate recent de rover-ul Curiosity se dovedesc a fi semne ale unor insule ale vieții marțiene pe o planetă considerată moartă, acest lucru va dovedi neconcordanța ipotezei mele a „lumilor vii” și posibilitatea vieții care se manifestă în forme diferite de ideile adepților teoriei Gaia. Dar lumea vie poate avea nevoie de mai multdecât doar mici depozite temporare de apă și energie care există cu siguranță sub suprafața lui Marte. Poate necesita activitate geologică continuă din interior. Cred că numai în sens geologic, o planetă „vie” va fi „vie” într-una biologică. Pe Marte, viața ar fi putut să nu se fi putut stabili niciodată ca un element permanent fără tectonică de plăci, precum și astfel de cicluri biogeochimice globale profunde și puternice precum pe Pământ.precum și astfel de cicluri biogeochimice globale profunde și puternice precum pe Pământ.precum și astfel de cicluri biogeochimice globale profunde și puternice precum pe Pământ.
Din câte ne putem da seama, în jurul vremii originea vieții pe Pământ, Venus și Marte aveau caracteristici similare pentru declanșarea apariției vieții: ambele aveau apă, o suprafață stâncoasă, o atmosferă groasă și o activitate geologică intensă. Știința planetară comparativă ne spune că condițiile necesare pentru apariția vieții pot fi norma pentru planetele stâncoase. Există o posibilitate reală ca viața să apară și pe Marte sau Venus, dar să nu poată prinde rădăcini și să devină o trăsătură permanentă permanentă a planetelor, așa cum sa întâmplat pe Pământ. Le puteți uni ca planete pe care s-a născut viața, dar care nu ar putea crea o biosferă fiabilă și autosuficientă. Apropo de Pământ, este cu adevărat rar și neobișnuit ca condițiile favorabile vieții să fie menținute timp de miliarde de ani. Poate,este mai mult decât noroc.
Dacă vă gândiți la planete nu ca obiecte sau locuri în care ființele vii pot fi sau nu prezente, ci ca entități vii sau neînsuflețite, puteți schimba ideea originii vieții. Poate că viața este ceva care nu se întâmplă pe planetă, ci ÎMPREUNĂ cu planeta: asta devine planeta.
Gândiți-vă la viață în termeni de foc. Dacă ați încercat vreodată să declanșați un incendiu, știți că scânteia și obținerea unei flăcări sunt ușoare, dar greu de întreținut. Mai întâi trebuie să sufli pe foc până când amețești pentru a-l alimenta cu oxigen, altfel pur și simplu se va stinge. Prevenirea stingerii focului până când este aprins bine este întotdeauna o sarcină dificilă. Apoi se ajunge la punctul de răsturnare și focul începe să se înfurie. Datorită cărbunilor fierbinți, căldura își menține propria circulație, aspirând oxigen și aprinzând flacăra. Acum, că focul este pe cont propriu, puteți merge să luați o bere și să urmăriți stelele căzătoare.
Mă întreb dacă prima viață de pe planetă este similară cu primele scântei și flăcări pâlpâitoare ale unei flăcări care se aprind? În primele etape, viața poate fi extrem de vulnerabilă și poate veni momentul în care, devenind un fenomen planetar și devenind parte a curenților globali care îl susțin și îl hrănesc, va acționa în direcția opusă ca un foc autosuficient care nu numai că se asigură cu un flux de aer, dar, de asemenea, completează el însuși rezervele de combustibil. Biosfera matură pare să creeze condițiile pentru conservarea și prosperitatea vieții.
Viața este ceva care nu se întâmplă pe planetă, ci CU planeta.
Perspectiva „lumilor vii” implică faptul că în miliarde de ani viața fie va dispărea cu totul de pe planetă, fie, ca pe Pământ, va prinde rădăcini și va deveni o parte integrantă a tuturor proceselor globale. Semnele vieții vor fi prezente peste tot. Odată ajuns pe o planetă și devenind un fenomen planetar (un organism global, dacă vreți), poate fi foarte dificil să o distrugeți. Desigur, Pământul a suferit multe schimbări, dintre care unele au fost destul de traumatizante. Viața pe planeta noastră este neobișnuit de stabilă și continuă și uneori pare chiar nemuritoare. Numiți-o cvasi-nemurire, deoarece planeta nu va exista pentru totdeauna, la fel cum s-ar putea să nu își păstreze locuința. Prezența oamenilor este doar un moment. Specii întregi apar și dispar, iar durata existenței lor, de regulă,suficient de greu pentru a atrage atenția planetei. Și totuși, în complex, viața este păstrată. Acest lucru creează o nouă perspectivă asupra noastră. Revoluția științifică ne-a arătat, ca indivizi, cât de incredibil de mici și efemeri suntem și că existența noastră, nu numai ca indivizi, ci și ca specie este scurtă și nesemnificativă în contextul temporal al evoluției cosmice. Cu toate acestea, dacă ne identificăm cu biosfera, atunci ca parte a superorganismului am fost prezenți aici timp de trei miliarde de ani din cei treisprezece despre care se crede că există universul, adică un sfert din timp. Și asta este deja ceva.și că existența noastră, nu numai ca indivizi, ci și ca specie, este scurtă și nesemnificativă în contextul temporal al evoluției cosmice. Cu toate acestea, dacă ne identificăm cu biosfera, atunci ca parte a superorganismului am fost prezenți aici timp de trei miliarde de ani din cei treisprezece despre care se crede că există universul, adică un sfert din timp. Și asta este deja ceva.și că existența noastră, nu numai ca indivizi, ci și ca specie, este scurtă și nesemnificativă în contextul temporal al evoluției cosmice. Dacă totuși ne identificăm cu biosfera, atunci ca parte a superorganismului am fost prezenți aici timp de trei miliarde de ani din cei treisprezece despre care se crede că există universul, adică un sfert din timp. Și asta este deja ceva.
Originea vieții pe Pământ nu a fost doar începutul evoluției speciilor și un depozit de diversitate, datorită căruia au înflorit alge, au apărut plantații de aspen, recife de barieră, morsuri și recolte de gorile. Din punctul de vedere al evoluției planetare, această dezvoltare a devenit un punct major de ramificare care a deschis ușa către un viitor fundamental diferit. Dar când viața s-a răspândit și s-a adâncit, planeta Pământ și surorile ei au mers pe căi separate.
Și mai recent, pe acest Pământ modificat biologic, au apărut brusc noi schimbări, care au început să rescrie regulile evoluției planetare. Pe partea neluminată a Pământului, o lumină se aprinde, indicând apariția a ceva nou și este deja acolo. Poate s-a deschis o altă ușă? Ar putea planeta să se afle într-un nou punct ramificat?
Vederea din spațiu aruncă lumină asupra numeroaselor schimbări rapide pe care societatea noastră industrială le-a înscris în istoria planetei. Tehnologia orbitală care permite astfel de observații este ea însăși unul dintre aspectele bizare și uimitoare ale renașterii Pământului. Dacă, până acum, caracteristica sa definitorie a fost viața omniprezentă, atunci ce se întâmplă cu luminile care sunt aprinse pe toată planeta? Ar putea această vastă rețea de lumină să devină parte a unei noi caracteristici definitorii?
David Grinspoon este cercetător principal la Institutul de Științe Planetare și membru al echipelor care lucrează la mai multe călătorii interplanetare active și viitoare. În 2013, a fost numit șef al departamentului de astrobiologie la Biblioteca Congresului. Cea mai recentă carte a sa, Pământul în mâinile omului, a ajuns pe rafturi în decembrie. Muzician, chitarist al House Band of the Universe.
