Gaia-hypotesen indebærer, at fremmede liv, når de er etableret, vil blomstre.
Kan planeten være i live? Dette troede præcist Lynn Margulis, en fremragende biolog i slutningen af det 20. århundrede med et strålende intellekt og tilhænger af en ukonventionel tilgang. Sammen med kemiker James Lovelock betragtede hun livet som et planetændrende fænomen og betragtede sondringen mellem "levende" og "livløs" ikke så udtalt, som det almindeligvis antages. Mange medlemmer af det videnskabelige samfund latterliggjorde deres teori, kaldet Gaia-hypotesen, som pseudovidenskabelig og stillede spørgsmålstegn ved deres omdømme. Men nu kan Margulis og Lovelock hævne sig. Nyere videnskabelige opdagelser giver grund til at tage deres hypotese mere alvorligt. Det er baseret på begrebet forholdet mellem planeter og levende organismer, som har ændret vores forståelse af begge disse begreber og former vores forståelse af andre verdener.
Ved at studere jordens biosfære kom Margulis og Lovelock til den konklusion, at den har nogle egenskaber, der er forbundet med levende væsener. Dette synes at indikere "homeostase", det vil sige selvregulering. Mange af vores planets livsopretholdende evner er bemærkelsesværdigt robuste. Området med klimatiske temperaturer, iltindhold i atmosfæren samt havets surhedsgrad, kemiske sammensætning og saltholdighed er alle biologisk medieret og forbliver i et beboeligt område på trods af de sidste hundreder af millioner af år. Margulis og Lovelock foreslog, at hele sæt levende organismer er i tæt interaktion med miljøet ved at regulere disse globale egenskaber. De erkendte det faktum, at Jorden på en måde er en levende organisme. Lovelock kaldte dette "Gaia-fænomenet."
Jorden og livet har udviklet sig og fortsætter med at udvikle sig sammen.
Margulis og Lovelock har vist, at Darwins billede af biologisk udvikling er utilstrækkeligt gyldigt. Darwin, efter at have identificeret den mekanisme, hvormed levende organismer tilpasser sig ændringer i miljøet, fik os til at forstå, at livet på jorden er en kontinuerlig proces, vækst og reproduktion såvel som overførsel af gener fra en fælles rod. Fra Darwins synspunkt var Jorden en slags scene med skiftende kulisser, som livet måtte tilpasse sig. Men hvem ændrede landskabet? Eller hvad? Margulis og Lovelock foreslog, at planeten Jorden ikke er død, men er en animeret del af en større enhed, der består af biosfæren og "livløse" forhold, der former jordens biota, er ansvarlige for den og passerer den cyklisk. Ja, livet tilpasser sig ændringer i miljøet og er formet af naturlig udvælgelse,men det modsætter sig også miljøet, ændrer det og selve planeten. Nu er dette lige så indlysende som den iltfyldte luft, vi indånder. Således er evolution ikke en række forsøg på at tilpasse sig livløse begivenheder, men et system med svar og udveksling. Livet tilpasser sig ikke kun planetens dynamisk skiftende udseende. Mest sandsynligt var der en gensidig dannelse af levende organismer og Jorden i løbet af deres fælles udvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektiv, vil du se, at alt - koralrev, kalkstenklipper, flodmundinger, sumpe og hule guanoøer - er en del af denne større levende enhed. Du vil forstå, at både overfladen og det indre af jorden er i live.at vi trækker vejret. Således er evolution ikke en række forsøg på at tilpasse sig livløse begivenheder, men et system med svar og udveksling. Livet tilpasser sig ikke kun planetens dynamisk skiftende udseende. Mest sandsynligt var der en gensidig dannelse af levende organismer og Jorden i løbet af deres fælles udvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektiv, vil du se, at alt - koralrev, kalkstenklipper, flodmundinger, sumpe og hule guanoøer - er en del af denne større levende enhed. Du vil forstå, at både overfladen og det indre af jorden er i live.at vi trækker vejret. Således er evolution ikke en række forsøg på at tilpasse sig livløse begivenheder, men et system med svar og udveksling. Livet tilpasser sig ikke kun planetens dynamisk skiftende udseende. Mest sandsynligt var der en gensidig dannelse af levende organismer og Jorden i løbet af deres fælles udvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektiv, vil du se, at alt - koralrev, kalkstenklipper, flodmundinger, sumpe og hule guanoøer - er en del af denne større levende enhed. Du vil forstå, at både overfladen og det indre af jorden er i live.der var en gensidig dannelse af levende organismer og Jorden i løbet af deres fælles udvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektiv, vil du se, at alt - koralrev, kalkstenklipper, flodmundinger, sumpe og hule guanoøer - er en del af denne større levende enhed. Du vil forstå, at både overfladen og det indre af jorden er i live.der var en gensidig dannelse af levende organismer og Jorden i løbet af deres fælles udvikling. Hvis du ser på planeten fra dette perspektiv, vil du se, at alt - koralrev, kalkstenklipper, flodmundinger, sumpe og hule guanoøer - er en del af denne større levende enhed. Du vil forstå, at både overfladen og det indre af jorden er i live.
Gaia-hypotesen accepteres både før og nu meget forsigtigt og ikke fuldstændigt. Der er en række grunde til dette. Den ene er den sædvanlige inerti, den standard konservative uvillighed til at acceptere en ny måde at tænke på. Desuden blev teorien betragtet som vag og vag. Nogle har klaget over manglende evne hos dets tilhængere til at fremlægge fremragende, velbegrundede, eksperimentelt testbare domme. Hvordan kan du evaluere, kontrastere eller acceptere en idé, der mangler klar klarhed, eller som opfattes forskelligt af forskellige mennesker? Der er bestemt en vis sandhed i dette. Gaias teori er formuleret på forskellige måder. Det hjalp ikke, at Margulis og Lovelock forsøgte at blande videnskab med filosofi og poesi og slet ikke havde noget imod modsætninger; Jeg vil sige, at de kunne lide det.
Sandheden er, at på trods af sit så udbredte navn er Gaia-princippet ikke helt en hypotese. Dette er et perspektiv, en tilgang, inden for hvilken rammer videnskabelig forskning udføres om livet på en levende planet og ikke kun den, som der er liv på - dette er hovedideen, enkel men dyb. Fordi livet ikke er en mindre bagatel, der er opstået på den allerede fungerende planet Jorden, men en integreret del af dens udvikling og egenskaber. I løbet af de sidste årtier har Gaia-teoretikerne allerede opnået næsten sejr. Faktisk opgav oppositionen aldrig og indrømmede ikke nederlag, men den almindelige jordvidenskab mistede terræn og gik sammen med kemi, klimatologi, teoretisk biologi og nogle andre vidensfelter og omdøbte sig til "jordsystemsvidenskab".
Gaias tilgang, ansporet af kosmiske sammenligninger af Jorden med dens angiveligt livløse naboer, har ført til en dybere forståelse af, hvor meget vores planet har ændret sig under indflydelse fra dens indbyggere. Når vi sammenligner Jordens livshistorie med dets brødre, ser vi, at Jorden begyndte at udvikle sig på en anden vej i de tidligste faser af dens udvikling. Fra det øjeblik begyndte planeten og de levende organismer deres fælles udvikling.
Salgsfremmende video:
Efter at have studeret Jorden ved hjælp af moderne instrumenter, set den helt på afstand, bore brønde på havbunden og vise de globale biokemiske cyklusser af elementer, næringsstoffer og energi ved hjælp af "magiske briller", der genererer multispektrale billeder, fandt vi ud af, at livets indvirkning på planeten er mere kompleks og en mere omfattende proces, end vi kunne forestille os.
Oxygen, som vi tager for givet, er et biprodukt af organismer, der forstyrrer planetens geokemiske cyklusser: høst af solenergi for at nedbryde vandmolekyler, lagring af brintatomer og reaktion med CO2 for at producere organisk mad. I de øverste lag af jordens atmosfære omdannes en del af dette ilt under påvirkning af ultraviolet lys til ozonlaget, der tjener som et skjold for planeten mod de skadelige virkninger af ultraviolet stråling, hvilket gør dens overflade egnet til liv. Fremkomsten af dette beskyttende lag blev efterfulgt af frigivelse af liv fra havet og fremkomsten af skove på kontinenterne. Dette gjorde de engang livløse kontinenter velegnede til eksistensen af levende organismer.
Jo mere vi ser igennem prisme af Gaia's teori, jo mere indser vi, at stort set alle komponenter på vores planet er blevet biologisk fordrejet uden at blive anerkendt. Jordens klipper indeholder over 4.000 forskellige mineraler (de krystallinske molekyler, der udgør klipper). Denne række mineraler er større, end der hidtil har været fundet på andre planeter. Geokemister, der studerer historien om Jordens mineralressourcer, er kommet til den konklusion, at de fleste klipper ikke kunne eksistere uden tilstedeværelsen af liv på vores planet. Således var det levende organismer, der ændrede jordens overflade, og mineralsten er et biprodukt af deres vitale aktivitet. Et stort spring i deres mangfoldighed opstod efter at levende organismer fyldte jordens atmosfære med ilt, hvilket førte til en overflod af oxiderede mineraler,der malede aflejringer over hele Jorden i lyse farver. På en eller anden fjern planet kan et så stort og varieret udvalg af mineraler betyde tilstedeværelsen af liv på det, hvilket er en potentiel biosignatur, som vi kan føje til Lovelocks tegn på atmosfæriske gasser, der er slået ud af balance af levende organismer. Således nærede mineraler og levende organismer hinanden fra starten. Der er endnu flere beviser for, at mineraler var kritiske katalysatorer og substrater for livets oprindelse på Jorden. Men er dette virkelig en grund til at betragte jordens mineraloverflade som en del af det globale levende system?hvilket er en potentiel biosignatur, som vi kan føje til Lovelocks tegn på atmosfæriske gasser, der er slået ud af balance af levende organismer. Således nærede mineraler og levende organismer hinanden fra starten. Der er endnu flere beviser for, at mineraler var kritiske katalysatorer og substrater for livets oprindelse på Jorden. Men er dette virkelig en grund til at betragte jordens mineraloverflade som en del af det globale levende system?hvilket er en potentiel biosignatur, som vi kan føje til Lovelocks underskrift af atmosfæriske gasser, der er slået ud af balance af levende organismer. Således nærede mineraler og levende organismer hinanden fra starten. Der er endnu flere beviser for, at mineraler var kritiske katalysatorer og substrater for livets oprindelse på Jorden. Men er dette virkelig en grund til at betragte jordens mineraloverflade som en del af det globale levende system?at mineraler var hårdt nødvendige katalysatorer og substrater til oprindelsen af liv på Jorden. Men er dette virkelig en grund til at betragte jordens mineraloverflade som en del af det globale levende system?at mineraler var hårdt nødvendige katalysatorer og substrater til oprindelsen af liv på Jorden. Men er dette virkelig en grund til at betragte jordens mineraloverflade som en del af det globale levende system?
Hvad med pladetektonik og dynamikken i Jordens indre? Ved første øjekast lyder dette som et kæmpe mekanisk system - en varmemotor - der ikke afhænger af biologi, men heldigvis for livet støtter det. Derudover er skønt vi ikke er helt klar over de dybe elementer i jordens biosfære, sandsynligheden for at levende organismer findes i en dybde på mere end et par miles ret lille på grund af ekstremt høje og derfor uacceptable temperaturer for organiske molekyler. Vi ved dog, at livet nåede de øverste lag af jordens atmosfære og skabte det ozonlag, der gjorde det muligt for biosfæren at dække kontinenterne, og nu observerer vi dens indflydelse på de dybe underjordiske sfærer. I løbet af sin lange levetid påvirkede Gaias superorganisme ikke kun selve overfladen, men også processerne på planeten,ekstraherer kulbrinte fra kappen og efterlader det på overfladen i sedimentære klipper samt sekvestrering af store mængder kvælstof fra luften til ammoniak, deponeret i krystaller af mineralsk klipper i kappen.
Livet selv, når det først er begyndt, kan gøre eller holde planeten beboelig. Ved at regulere den kemiske tilstand af atmosfæren har livet også ændret klipper, der kommer i kontakt med det, iltet jordskorpen og kappen. Dette ændrede stenegenskabernes materialegenskaber, den måde, hvorpå de bøjer og bryder, flader, bøjes og smelter under forskellige kræfter og forhold. Alle lermineraler produceret af jordens biosfære har blødgjort dets skorpe (skorpen på en livløs planet er hårdere), hvilket hjælper med at smøre den tektoniske plademotor. Fugtindholdet på jorden forklarer, hvorfor pladetektonik overlevede her snarere end på tørre Venus. En af de mere ekstreme påstande fra Gaias teoretikere, som i øjeblikket hverken er bevist eller modbevist, er detat livets indflydelse over milliarder af år hjælper Jorden med at bevare livgivende fugt, mens Venus og Mars mistede deres livløse det meste af deres eksistens. I et sådant tilfælde kan tilstedeværelsen af liv faktisk være ansvarlig for jordens plades tektonik. En af grundlæggerne af pladetektonik Norm Sleep fra Stanford er fuldstændig overbevist om, at livet er dybt involveret i Jordens generelle fysiske dynamik, herunder dets "ikke-levende" indre. I beskrivelsen af de kumulative langsigtede påvirkninger på geologi, kontinentale bygninger og pladetektonik skrev han, at”slutresultatet er Gaia-princippet. Det vil sige, at livet har ændret Jorden til sin fordel. " Jo mere vi studerer planeten, jo mere ser vi den. Livet har et kvælningsgreb på Jorden. Jorden er en planet, der er biologisk modelleret til kernen. Med andre ord i live.
Nu, 40 år efter at Viking landede på Mars, har vi lært, at planeterne har en fælles oprindelse, inklusive dem, der er ens i størrelse med Jorden og ligger i en acceptabel afstand fra deres stjerne for oceaner af flydende vand. Derudover er Lovelocks radikale idé om at være opmærksom på atmosfæren og lede efter radikale afvigelser fra den sædvanlige blanding af gasser i øjeblikket hjørnestenen i vores strategi til at opdage liv på andre planeter. Tænkningen hos tilhængerne af Gaia-teorien sneg sig ind i vores ideer om exoplanets udvikling og beboelighed og tvang os til at genoverveje begrebet "beboelig zone". Vi forstår, at det er umuligt at drage konklusioner om, hvorvidt en planet er egnet til udvikling af liv på den kun på basis af dens grundlæggende fysiske egenskaber, størrelse og afstand fra dens stjerne. Livet i sig selv, lige begyndt,kan gøre eller holde planeten beboelig. Måske kan liv i nogle tilfælde ødelægge planetens beboelighed, som det næsten skete på Jorden under den "store iltning" (undertiden kaldet iltkatastrofen) for 2,1 milliarder år siden. Som min kollega Colin Goldblatt, en smart ung klimamodeller ved University of Victoria, engang sagde:”Det afgørende kendetegn ved Jorden er liv i planetarisk skala. Jorden lærer os, at beboelighed og livets eksistens er uadskillelige begreber. "En hurtigvittig ung klimamodeller ved University of Victoria,”Det afgørende kendetegn ved Jorden er liv i planetarisk skala. Jorden lærer os, at beboelighed og livets eksistens er uadskillelige begreber. "En klog ung klimamodeller ved University of Victoria,”Jordens afgørende kendetegn er liv i planetarisk målestok. Jorden lærer os, at beboelighed og livets eksistens er uadskillelige begreber."
I min bog Lonely Planets (2003) beskrev jeg det, jeg kalder”Living Worlds Hypothesis”, baseret på Gaia-princippet som anvendt på astrobiologi. Livet er sandsynligvis et planetarisk fænomen med en kosmologisk livscyklus - med andre ord måles levetiden i milliarder af år, det vil sige den samme tidsramme, der bestemmer planetenes, stjernernes og selve universets levetid.
Organismer og arter har ikke kosmologiske livscyklusser, men Gaia-fænomenet har det, og dette er måske en fælles ejendom af levende verdener. Under påvirkning af Lovelocks og Margulis 'overbevisning argumenterede jeg for, at det er usandsynligt, at vi finder liv på overfladen af en planet med en uændret atmosfære. Ifølge denne idé kan planeten ikke være "bare lidt levende" (som mennesket heller ikke kan, i det mindste i lang tid), derfor er sådanne gamle planeter som Mars sandsynligvis helt døde i mangel af åbenlyst liv. Hvis de små metanemissioner, der for nylig er registreret af Curiosity Rover, viser sig at være tegn på øer i Mars-livet på en anset død planet, vil dette bevise inkonsekvensen i min hypotese om "levende verdener" og muligheden for liv, der manifesterer sig i forskellige former end ideerne fra tilhængerne af Gaia-teorien. Men den levende verden har muligvis brug for mereend bare små midlertidige aflejringer af vand og energi, der helt sikkert findes under Mars overflade. Det kan kræve kontinuerlig geologisk aktivitet indefra. Jeg tror, at kun i en geologisk forstand vil en "levende" planet være "levende" i en biologisk planet. På Mars havde livet måske aldrig været i stand til at etablere sig som et permanent element uden pladetektonik såvel som sådanne dybe og kraftige globale biogeokemiske cyklusser som på Jorden.såvel som sådanne dybe og magtfulde globale biogeokemiske cyklusser som på Jorden.såvel som dybe og magtfulde globale biogeokemiske cyklusser som på Jorden.
Så vidt vi kan se, omkring det tidspunkt, hvor livet opstod på Jorden, havde Venus og Mars lignende egenskaber for at udløse livets oprindelse: begge havde vand, stenede overflader, en tyk atmosfære og intens geologisk aktivitet. Sammenlignende planetarisk videnskab fortæller os, at de betingelser, der er nødvendige for at liv kan opstå, kan være normen for stenede planeter. Der er en reel mulighed for, at liv også opstod på Mars eller Venus, men ikke kunne slå rod og blive et integreret permanent træk ved planeterne, som det skete på Jorden. Du kan forene dem som planeter, hvor livet blev født, men som ikke kunne skabe en pålidelig og selvforsynende biosfære. Når vi taler om jorden, er det virkelig sjældent og usædvanligt, at gunstige livsbetingelser har været opretholdt i milliarder af år. Måske,det er mere end held.
Hvis du ikke tænker på planeterne som objekter eller steder, hvor levende væsener måske eller måske ikke er til stede, men som levende eller livløse enheder, kan du ændre ideen om livets oprindelse. Måske er livet noget, der ikke sker PÅ planeten, men MED planeten: dette bliver planeten.
Tænk på livet i form af ild. Hvis du nogensinde har forsøgt at starte en brand, ved du, at gnistdannelse og at få en flamme er let, men svært at vedligeholde. Først skal du blæse på ilden, indtil det er svimmel at tilføre den ilt, ellers slukker den simpelthen. Det er altid en vanskelig opgave at forhindre ilden i at slukke, indtil den er godt tændt. Derefter når vippepunktet, og ilden begynder at rase. Takket være de varme kuler opretholder varmen sin egen cirkulation, suger ilt ind og blæser flammen. Nu hvor ilden er alene, kan du tage en øl og se stjerneskud.
Jeg spekulerer på, om det første liv på planeten ligner de første gnister og flimrende flammer af en blændende flamme? I de meget tidlige stadier kan livet være ekstremt sårbart, og et øjeblik kan komme, når det er blevet et planetfænomen og er blevet en del af de globale strømme, der understøtter og nærer det, vil det handle i den modsatte retning som en selvbærende ild, der ikke kun forsyner sig med en tilstrømning af luft, men genopfylder også selv brændstofforsyningen. Den modne biosfære ser ud til at skabe betingelser for bevarelse og velstand i livet.
Livet er noget, der ikke sker PÅ planeten, men MED planeten.
Perspektivet af "levende verdener" indebærer, at livet i milliarder af år enten vil forsvinde fra planeten helt, eller som på jorden vil slå rod og blive en integreret del af alle globale processer. Livstegn vil være til stede overalt. Når du er på en planet og bliver et planetfænomen (hvis du vil en global organisme), kan det være meget vanskeligt at ødelægge den. Naturligvis har Jorden gennemgået mange ændringer, hvoraf nogle var ret traumatiske. Livet på vores planet er usædvanligt stabilt og kontinuerligt, og nogle gange virker det endda udødeligt. Kald det næsten udødelighed, fordi planeten ikke vil eksistere for evigt, ligesom den muligvis ikke bevarer dens beboelighed. Tilstedeværelsen af mennesker er bare et øjeblik. Hele arter vises og forsvinder, og varigheden af deres eksistens er som regelnæppe nok til at få planetens opmærksomhed. Og alligevel bevares livet i komplekset. Dette skaber et nyt perspektiv på os selv. Den videnskabelige revolution har vist os, som individer, hvor utrolig små og kortvarige vi er, og at vores eksistens, ikke kun som individer, men også som en art er kort og ubetydelig i den tidsmæssige sammenhæng med kosmisk udvikling. Hvis vi imidlertid identificerer os med biosfæren, så har vi som en del af en superorganisme været til stede her i måske tre milliarder år ud af de tretten, som universet menes at eksistere, det vil sige en fjerdedel af tiden. Og dette er allerede noget.og at vores eksistens, ikke kun som individer, men også som en art er kort og ubetydelig i den tidsmæssige kontekst af kosmisk evolution. Hvis vi imidlertid identificerer os med biosfæren, så har vi som en del af en superorganisme været til stede her i måske tre milliarder år ud af de tretten, som universet menes at eksistere, det vil sige en fjerdedel af tiden. Og dette er allerede noget.og at vores eksistens, ikke kun som individer, men også som en art er kort og ubetydelig i den tidsmæssige kontekst af kosmisk evolution. Hvis vi imidlertid identificerer os med biosfæren, så har vi som en del af en superorganisme været til stede her i måske tre milliarder år ud af de tretten, som universet menes at eksistere, det vil sige en fjerdedel af tiden. Og dette er allerede noget.
Oprindelsen af livet på Jorden var ikke kun begyndelsen på udviklingen af arter og et lager af mangfoldighed, takket være hvilke alger blomstrede, aspenlunde, barriererev, hvalross og gorilla rookeries dukkede op. Fra et planetarisk synspunkt blev denne udvikling et vigtigt forgreningspunkt, der åbnede døren til en grundlæggende anden fremtid. Men da livet spredte sig og uddybede, gik planeten Jorden og hendes søstre hver deres vej.
Og for nylig, på denne biologisk ændrede jord, dukkede pludselig nye ændringer op, som begyndte at omskrive reglerne for planetarisk udvikling. På den uoplyste side af Jorden tændes et lys, der indikerer, at noget nyt dukker op, og det er der allerede. Måske en anden dør åbnet? Kunne planeten være ved et nyt forgreningssted?
Udsigten fra rummet kaster lys over de mange hurtige ændringer, som vores industrisamfund har indskrevet i planetens historie. Den orbitale teknologi, der muliggør sådanne observationer, er i sig selv et af de bizarre og overraskende aspekter af jordens genfødsel. Hvis allestedsnærværende liv indtil videre har været dets afgørende egenskab, hvad med lysene, der tændes over hele planeten? Kunne dette enorme netværk af lys blive en del af et nyt definerende kendetegn?
David Grinspoon er seniorforsker ved Institute of Planetary Science og medlem af teams, der arbejder på flere aktive og fremtidige interplanetariske rejser. I 2013 blev han udnævnt til leder af Institut for Astrobiologi ved Kongresbiblioteket. Hans seneste bog, Earth in the Hands of Man, kom på hylderne i december. Musiker, guitarist fra House Band of the Universe.