Gaia-hypotesen innebærer at når det er etablert, vil det fremmede livet blomstre.
Kan planeten være i live? Dette trodde Lynn Margulis, en fremragende biolog på slutten av 1900-tallet, med et strålende intellekt og en tilhenger av en ukonvensjonell tilnærming. Sammen med kjemikeren James Lovelock så hun på livet som et planetforandrende fenomen, og anså skillet mellom "levende" og "livløs" ikke så uttalt som det man vanligvis tror. Mange medlemmer av det vitenskapelige samfunnet latterliggjorde teorien deres, kalt Gaia-hypotesen, som pseudovitenskapelig og satte spørsmålstegn ved deres omdømme. Men nå kan Margulis og Lovelock hevne seg. Nyere vitenskapelige funn gir grunn til å ta hypotesen mer seriøst. Den er basert på ideen om forbindelsen mellom planeter og levende organismer, som har endret vår forståelse av begge disse begrepene og danner vår forståelse av andre verdener.
Ved å studere jordens biosfære kom Margulis og Lovelock til den konklusjonen at den har noen egenskaper som ligger i levende vesener. Dette ser ut til å indikere "homeostase", det vil si selvregulering. Mange av planetens livsopprettholdende evner er bemerkelsesverdig robuste. Utvalget av klimatiske temperaturer, oksygeninnhold i atmosfæren, samt surhet, kjemisk sammensetning og saltinnhold i havet er alle biologisk formidlet og forblir i et beboelig område, til tross for de siste hundrevis av millioner av år. Margulis og Lovelock foreslo at hele settet med levende organismer er i nær interaksjon med miljøet ved å regulere disse globale egenskapene. De anerkjente det faktum at jorden på en måte er en levende organisme. Lovelock kalte dette "Gaia-fenomenet."
Jorden og livet har utviklet seg og fortsetter å utvikle seg sammen.
Margulis og Lovelock har vist at Darwins bilde av biologisk evolusjon er utilstrekkelig gyldig. Darwin, etter å ha identifisert mekanismen der levende organismer tilpasser seg miljøendringer, fikk oss til å forstå at livet på jorden er en kontinuerlig prosess, vekst og reproduksjon, så vel som overføring av gener fra en felles rot. Fra Darwins synspunkt var jorden en slags scene med skiftende natur som livet måtte tilpasse seg. Men hvem forandret naturen? Eller hva? Margulis og Lovelock foreslo at planeten Jorden ikke er død, men er en animert del av en større enhet, bestående av biosfæren og "ikke-levende" forhold som former jordens biota, er ansvarlige for den og går gjennom den syklisk. Ja, livet tilpasser seg endringer i miljøet og er formet av naturlig utvalg,men det motarbeider også miljøet, endrer det og selve planeten. Nå er dette like opplagt som den oksygenfylte luften vi puster inn. Dermed er evolusjon ikke en serie forsøk på å tilpasse seg livløse hendelser, men et system med svar og utveksling. Livet tilpasset seg ikke bare det dynamisk skiftende utseendet på planeten. Mest sannsynlig var det en gjensidig dannelse av levende organismer og jorden i løpet av deres felles utvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektivet, vil du se at alt - korallrev, kalksteinsklipper, elvemunninger, myrer og guano-øyene - er en del av denne større levende enheten. Du vil forstå at både overflaten og det indre av jorden er i live.at vi puster. Dermed er evolusjon ikke en serie forsøk på å tilpasse seg livløse hendelser, men et system med svar og utveksling. Livet tilpasset seg ikke bare det dynamisk skiftende utseendet på planeten. Mest sannsynlig var det en gjensidig dannelse av levende organismer og jorden i løpet av deres felles utvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektivet, vil du se at alt - korallrev, kalksteinsklipper, elvemunninger, myrer og guano-øyene - er en del av denne større levende enheten. Du vil forstå at både overflaten og det indre av jorden er i live.at vi puster. Dermed er evolusjon ikke en serie forsøk på å tilpasse seg livløse hendelser, men et system med svar og utveksling. Livet tilpasset seg ikke bare det dynamisk skiftende utseendet på planeten. Mest sannsynlig var det en gjensidig dannelse av levende organismer og jorden i løpet av deres felles utvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektivet, vil du se at alt - korallrev, kalksteinsklipper, elvemunninger, sump og guano-øyene - er en del av denne større levende enheten. Du vil forstå at både overflaten og det indre av jorden er i live.det var en gjensidig dannelse av levende organismer og jorden i løpet av deres felles utvikling. Hvis du ser på planeten fra dette synspunktet, vil du se at alt - korallrev, kalksteinsklipper, elvemunninger, sump og guano-øyene - er en del av denne større levende enheten. Du vil forstå at både overflaten og det indre av jorden er i live.det var en gjensidig dannelse av levende organismer og jorden i løpet av deres felles utvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektivet, vil du se at alt - korallrev, kalksteinsklipper, elvemunninger, myrer og guano-øyene - er en del av denne større levende enheten. Du vil forstå at både overflaten og det indre av jorden er i live.
Gaia-hypotesen aksepteres både før og nå veldig forsiktig og ikke helt. Det er flere grunner til dette. Den ene er vanlig treghet, standard konservativ motvilje mot å omfavne en ny måte å tenke på. Videre ble teorien ansett som vag og vag. Noen har klaget over manglende evne til sine tilhengere å presentere fremragende, velbegrunnede, eksperimentelt testbare dommer. Hvordan kan du evaluere, kontrastere eller godta en idé som mangler klar klarhet eller som oppleves annerledes av forskjellige mennesker? Det er absolutt noe sannhet i dette. Gaias teori er formulert på forskjellige måter. Det hjalp ikke at Margulis og Lovelock prøvde å blande vitenskap med filosofi og poesi og ikke hadde noe imot motsetninger i det hele tatt; Jeg vil si at de likte det.
Sannheten er at til tross for det så utbredte navnet, er Gaia-prinsippet ikke en hypotese. Dette er et perspektiv, en tilnærming, innenfor rammen som vitenskapelig forskning utføres om livet på en levende planet, og ikke bare en som det er liv på - dette er hovedideen, enkel men dyp. Fordi livet ikke er en mindre bagatell som har oppstått på den allerede fungerende planeten Jorden, men en integrert del av dens utvikling og egenskaper. I løpet av de siste tiårene har Gaia-teoretikerne nesten vunnet en seier. Faktisk ga opposisjonen aldri opp eller innrømmet nederlag, men vanlig jordvitenskap mistet terreng og slo seg sammen med kjemi, klimatologi, teoretisk biologi og noen andre kunnskapsfelt og omdøpte seg selv til "jordens systemvitenskap."
Gaias tilnærming, ansporet av en kosmisk sammenligning av jorden med sine antatt livløse naboer, har ført til en dypere forståelse av hvor mye planeten vår har endret seg under innflytelse fra innbyggerne. Når vi sammenligner jordens livshistorie med sine brødre, ser vi at jorden i de tidligste stadiene av utviklingen begynte å utvikle seg langs en annen vei. Fra det øyeblikket begynte planeten og levende organismer sin felles utvikling.
Kampanjevideo:
Etter å ha studert jorden ved hjelp av moderne instrumenter, sett den helt på avstand, boret brønner på havbunnen og vist de globale biokjemiske syklusene av elementer, næringsstoffer og energi ved hjelp av "magiske briller" som genererer multispektrale bilder, fant vi ut at virkningen av livet på planeten er mer kompleks og en mer omfattende prosess enn vi kunne forestille oss.
Oksygen, som vi tar for gitt, er et biprodukt av organismer som forstyrrer planetens geokjemiske sykluser: høsting av solenergi for å bryte ned vannmolekyler, lagring av hydrogenatomer og reaksjon med CO2 for å produsere organisk mat. I de øvre lagene av jordens atmosfære omdannes en del av dette oksygenet av ultrafiolett lys til ozonlaget, som fungerer som et skjold for planeten mot de skadelige effektene av ultrafiolett stråling, noe som gjør overflaten beboelig. Fremveksten av dette beskyttende laget ble fulgt av frigjøring av liv fra havet og fremveksten av skog på kontinentene. Dette gjorde de en gang livløse kontinentene egnet for eksistensen av levende organismer.
Jo mer vi ser gjennom prismaet til Gaias teori, jo mer innser vi at praktisk talt alle komponenter på planeten vår har blitt biologisk forvrengt uten anerkjennelse. Jordas bergarter inneholder over 4000 forskjellige mineraler (de krystallinske molekylene som utgjør bergarter). Denne variasjonen av mineraler er større enn det som er funnet på andre planeter til nå. Geokjemister som studerer jordens mineralressursers historie, har kommet til at de fleste bergarter ikke kunne eksistere uten tilstedeværelse av liv på planeten vår. Dermed var det levende organismer som forandret jordens overflate, og mineralbergarter er et biprodukt av deres vitale aktivitet. Et stort sprang i mangfoldet skjedde etter at levende organismer fylte jordens atmosfære med oksygen, noe som førte til en overflod av oksyderte mineraler.som malte avleiringer over hele jorden i lyse farger. På en eller annen fjern planet kan et så stort og mangfoldig utvalg av mineraler bety tilstedeværelsen av liv på den, noe som er en potensiell biosignatur som vi kan legge til Lovelocks tegn på atmosfæriske gasser som er slått ut av balanse av levende organismer. Dermed næret mineraler og levende organismer hverandre helt fra begynnelsen. Det er enda mer bevis på at mineraler var kritiske katalysatorer og underlag for opprinnelsen til livet på jorden. Men er dette virkelig en grunn til å betrakte jordens mineraloverflate som en del av det globale levende systemet?som er en potensiell biosignatur som vi kan legge til Lovelocks tegn på atmosfæriske gasser som er slått ut av balanse av levende organismer. Dermed næret mineraler og levende organismer hverandre helt fra begynnelsen. Det er enda mer bevis på at mineraler var kritiske katalysatorer og underlag for opprinnelsen til livet på jorden. Men er dette virkelig en grunn til å betrakte jordens mineraloverflate som en del av det globale levende systemet?som er en potensiell biosignatur som vi kan legge til Lovelocks tegn på atmosfæriske gasser som er slått ut av balanse av levende organismer. Dermed næret mineraler og levende organismer hverandre helt fra begynnelsen. Det er enda mer bevis på at mineraler var kritiske katalysatorer og underlag for opprinnelsen til livet på jorden. Men er dette virkelig en grunn til å betrakte jordens mineraloverflate som en del av det globale levende systemet?at mineraler var sårt tiltrengte katalysatorer og substrater for opprinnelsen til livet på jorden. Men er dette virkelig en grunn til å betrakte jordens mineraloverflate som en del av det globale levende systemet?at mineraler var sårt tiltrengte katalysatorer og substrater for opprinnelsen til livet på jorden. Men er dette virkelig en grunn til å betrakte jordoverflaten som en del av det globale levende systemet?
Hva med platetektonikk og dynamikken i jordens indre? Ved første øyekast høres dette ut som et gigantisk mekanisk system - en varmemotor - som ikke er avhengig av biologi, men som heldigvis for livet støtter det. I tillegg, selv om vi ikke er helt klar over de dype elementene i jordens biosfære, er sannsynligheten for at levende organismer eksisterer på en dybde på mer enn et par mil ganske liten på grunn av ekstremt høye temperaturer, og derfor uakseptabel for organiske molekyler. Vi vet imidlertid at livet nådde de øvre lagene i jordens atmosfære og skapte ozonlaget som tillot biosfæren å dekke kontinentene, og nå observerer vi dens innflytelse på de dype underjordiske kulene. Gjennom sitt lange liv påvirket Gaias superorganisme ikke bare selve overflaten, men også prosessene på planeten,ekstraherer hydrokarbon fra mantelen og lar den ligge på overflaten i sedimentære bergarter, samt sekvestrerende store mengder nitrogen fra luften til ammoniakk avsatt i krystaller av mineralbergarter i mantelen.
Livet selv, når det er begynt, kan gjøre eller holde planeten levelig. Ved å regulere den kjemiske tilstanden til atmosfæren har livet også endret bergartene som kommer i kontakt med det, og oksygenerer jordskorpen og kappen. Dette endret materialegenskapene til bergarter, måten de bøyer og bryter, flater, bøyer og smelter under forskjellige krefter og forhold. Alle leirmineraler produsert av jordens biosfære har myknet skorpen (skorpen til en livløs planet er vanskeligere), og hjelper til med å smøre den tektoniske plate-motoren. Fuktighetsinnholdet på jorden forklarer hvorfor platetektonikk overlevde her i stedet for på tørrere Venus. En av de mer ekstreme påstandene fra Gaia-tilhengerne, for tiden verken bevist eller motbevist, er detat over milliarder av år påvirker livets innflytelse jorden til å beholde livgivende fuktighet, mens Venus og Mars har mistet sitt livløse mesteparten av sin eksistens. I et slikt tilfelle kan tilstedeværelsen av liv faktisk være ansvarlig for tektonikken til jordplatene. En av grunnleggerne av platetektonikk Norm Sleep fra Stanford er fullstendig overbevist om at livet er dypt involvert i Jordens generelle fysiske dynamikk, inkludert dets "ikke-levende" indre. I beskrivelsen av de kumulative langtidseffektene på geologi, kontinentale bygninger og platetektonikk, skrev han at “sluttresultatet er Gaia-prinsippet. Det vil si at livet har forandret jorden i sin favør. " Jo mer vi studerer planeten, jo mer ser vi den. Livet har et kvelertak på jorden. Jorden er en planet som er biologisk modellert til kjernen. Med andre ord, i live.
Nå, 40 år etter at Viking landet på Mars, har vi lært at planetene har en felles opprinnelse, inkludert de som er like store på jorden og ligger i akseptabel avstand fra stjernen for hav av flytende vann. I tillegg er Lovelocks radikale ide om å ta hensyn til atmosfæren og se etter radikale avvik fra den vanlige gassblandingen for øyeblikket hjørnesteinen i vår strategi for å oppdage liv på andre planeter. Tanken tilhengerne av Gaia-teorien snek seg inn i våre ideer om evolusjonen og beboeligheten til eksoplaneter, og tvang oss til å revurdere begrepet "den beboelige sonen". Vi forstår at det er umulig å trekke konklusjoner om en planets egnethet for utvikling av liv på den bare på grunnlag av dens grunnleggende fysiske egenskaper, størrelse og avstand fra stjernen. Livet i seg selv, akkurat begynt,kan gjøre eller holde planeten beboelig. Kanskje, i noen tilfeller, kan livet ødelegge planetens beboelighet, slik det nesten skjedde på jorden under den "store oksygenering" (noen ganger kalt oksygenkatastrofen) for 2,1 milliarder år siden. Som min kollega Colin Goldblatt, en smart ung klimamodellør ved University of Victoria, en gang sa: “Jordens avgjørende karakteristikk er liv i planetenes skala. Jorden lærer oss at beboelighet og livets eksistens er uatskillelige begreper. "En kvikk ung klimamodellør ved University of Victoria, “Jordens definisjonsegenskap er liv i planetarisk skala. Jorden lærer oss at beboelighet og livets eksistens er uatskillelige begreper. "En hurtigvittig ung klimamodell ved University of Victoria, “Jordens viktigste egenskap er liv i planetarisk skala. Jorden lærer oss at beboelighet og livets eksistens er uatskillelige begreper."
I boken Lonely Planets (2003) beskrev jeg det jeg kaller “Living Worlds Hypothesis” basert på Gaia-prinsippet som anvendt på astrobiologi. Livet er sannsynligvis et planetfenomen med en kosmologisk livssyklus - med andre ord måles levetiden i milliarder av år, det vil si den samme tidsrammen som bestemmer planetenes, stjernenes og universets levetid.
Organismer og arter har ikke kosmologiske livssykluser, men Gaia-fenomenet har det, og dette er kanskje en felleseie av levende verdener. Påvirket av troen til Lovelock og Margulis, hevdet jeg at det er lite sannsynlig at vi finner liv på overflaten av en planet med en uforandret atmosfære. I følge denne ideen kan ikke planeten være "bare litt levende" (som heller ikke mennesket kan, i det minste i lang tid), derfor er slike gamle planeter som Mars, i fravær av åpenbart liv, sannsynligvis helt døde. Hvis de små metanutslippene som nylig ble registrert av Curiosity-roveren viser seg å være tegn på øyene i Mars-livet på en ansett død planet, vil dette bevise inkonsekvensen i min hypotese om "levende verdener" og muligheten for liv som manifesterer seg i andre former enn de som tilhører Gaia-teorien. Men den levende verden trenger kanskje merenn bare små midlertidige forekomster av vann og energi som absolutt eksisterer under overflaten av Mars. Det kan kreve kontinuerlig geologisk aktivitet innenfra. Jeg tror at bare i en geologisk forstand vil en "levende" planet være "levende" i en biologisk planet. På Mars hadde livet kanskje aldri klart å etablere seg som et permanent element uten platetektonikk, så vel som slike dype og kraftige globale biogeokjemiske sykluser som på jorden.så vel som slike dype og kraftige globale biogeokjemiske sykluser som på jorden.så vel som slike dype og kraftige globale biogeokjemiske sykluser som på jorden.
Så vidt vi kan vite, hadde Venus og Mars omtrent den tiden livet oppsto på jorden, lignende egenskaper for å utløse livets opprinnelse: begge hadde vann, steinete overflater, en tykk atmosfære og intens geologisk aktivitet. Sammenlignende planetvitenskap forteller oss at forholdene som er nødvendige for at livet skal oppstå, kan være normen for steinete planeter. Det er en reell mulighet for at livet også oppsto på Mars eller Venus, men ikke kunne slå rot og bli et integrert permanent trekk ved planetene, slik det skjedde på jorden. Du kan forene dem som planeter som livet ble født på, men som ikke kunne skape en pålitelig og selvforsynt biosfære. Når vi snakker om jorden, er det virkelig sjelden og uvanlig at gunstige livsvilkår har blitt opprettholdt i milliarder av år. Kan være,det er mer enn flaks.
Hvis du ikke tenker på planetene som gjenstander eller steder der levende vesener kan være eller ikke er til stede, men som levende eller livløse enheter, kan du endre ideen om livets opprinnelse. Kanskje er livet noe som ikke skjer PÅ planeten, men MED planeten: dette blir planeten.
Tenk på livet når det gjelder ild. Hvis du noen gang har prøvd å starte en brann, vet du at det er lett, men vanskelig å vedlikeholde å gnist og få en flamme. Først må du blåse på bålet til det blir svimmel for å forsyne det med oksygen, ellers vil det rett og slett slukke. Å forhindre at brannen slukkes til den er godt antent er alltid en vanskelig oppgave. Så er tippepunktet nådd og brannen begynner å rase. Takket være de varme kullene holder varmen sin egen sirkulasjon, trekker inn oksygen og vifter flammen. Nå som bålet er alene, kan du ta en øl og se på stjernene.
Jeg lurer på om det første livet på planeten ligner de første gnistene og flimrende flammene til en fanende flamme? I de tidligste stadiene kan livet være ekstremt sårbart, og det kan komme et øyeblikk når det har blitt et planetfenomen og blitt en del av de globale strømmer som støtter og nærer det, vil det virke i motsatt retning som en selvbærende ild som ikke bare forsyner seg med tilstrømning av luft, men etterfyller også drivstoffforsyningen selv. Den modne biosfæren ser ut til å skape forhold for bevaring og velstand i livet.
Livet er noe som ikke skjer PÅ planeten, men med planeten.
Perspektivet til "levende verdener" innebærer at livet i milliarder av år enten vil forsvinne fra planeten helt, eller som på jorden vil det dypt slå rot og bli en integrert del av alle globale prosesser. Livstegn vil være til stede overalt. En gang på en planet og blitt et planetfenomen (hvis du vil en global organisme), kan det være veldig vanskelig å ødelegge den. Selvfølgelig har jorden gjennomgått mange endringer, hvorav noen var ganske traumatiske. Livet på planeten vår er uvanlig stabilt og kontinuerlig, og noen ganger virker det til og med udødelig. Kall det kvasi udødelighet, fordi planeten ikke vil eksistere for alltid, akkurat som den kanskje ikke bevarer dens beboelighet. Tilstedeværelsen av mennesker er bare et øyeblikk. Hele arter dukker opp og forsvinner, og varigheten av deres eksistens, som regel,knapt nok til å få planetens oppmerksomhet. Og likevel bevares livet i komplekset. Dette skaper et nytt perspektiv på oss selv. Den vitenskapelige revolusjonen har vist oss som individer hvor utrolig små og kortvarige vi er, og at vår eksistens, ikke bare som individer, men også som en art er kort og ubetydelig i den tidsmessige konteksten av kosmisk evolusjon. Hvis vi imidlertid identifiserer oss med biosfæren, så har vi som en del av en superorganisme vært til stede her i kanskje tre milliarder år av de tretten universet antas å eksistere, det vil si en fjerdedel av tiden. Og dette er allerede noe.og at vår eksistens, ikke bare som individer, men også som en art, er kort og ubetydelig i den tidsmessige konteksten av kosmisk evolusjon. Hvis vi imidlertid identifiserer oss med biosfæren, så har vi som en del av en superorganisme vært til stede her i kanskje tre milliarder år av de tretten universet antas å eksistere, det vil si en fjerdedel av tiden. Og dette er allerede noe.og at vår eksistens, ikke bare som individer, men også som en art, er kort og ubetydelig i den tidsmessige konteksten av kosmisk evolusjon. Hvis vi imidlertid identifiserer oss med biosfæren, så har vi som en del av en superorganisme vært til stede her i kanskje tre milliarder år av de tretten som universet antas å eksistere, det vil si en fjerdedel av tiden. Og dette er allerede noe.
Opprinnelsen til livet på jorden var ikke bare begynnelsen på utviklingen av arter og et forråd av mangfold, takket være at alger blomstret, ospelunder, barriererev, hvalross og gorilla rookeries dukket opp. Fra planeters evolusjon ble denne utviklingen et viktig forgreningspunkt som åpnet døren til en helt annen fremtid. Men da livet spredte seg og fordypet, gikk planeten Jorden og søstrene hver til sitt.
Og nylig, på denne biologisk forandrede jorden, dukket det plutselig opp nye endringer som begynte å omskrive reglene for planetarisk evolusjon. På den ubelyste siden av jorden tennes et lys som indikerer at noe nytt dukker opp, og det er allerede der. Kanskje en annen dør åpnet seg? Kan planeten være på et nytt avgreningspunkt?
Utsikten fra verdensrommet kaster lys over de mange raske endringene som vårt industrisamfunn har skrevet inn i planetens historie. Orbitalteknologiene som gir betingelser for slike observasjoner er i seg selv en av de bisarre og oppsiktsvekkende aspektene av jordens gjenfødelse. Hvis allestedsnærværende liv har vært dets viktigste karakter så langt, hva med lysene som er tent over hele planeten? Kan dette enorme nettverket av lys bli en del av et nytt definerende kjennetegn?
David Grinspoon er senior stipendiat ved Institute of Planetary Science og medlem av team som jobber med flere aktive og fremtidige interplanetariske reiser. I 2013 ble han utnevnt til leder for Institutt for astrobiologi ved Library of Congress. Hans siste bok, Earth in the Hands of Man, kom i hyllene i desember. Musiker, gitarist av House Band of the Universe.
