12

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Р

Реферат на тему

"Гипотеза Геи-Земли как единого организма и ее естественнонаучное обоснование"

Челябинск

2009

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение 3
• 1. Теория Геи 4
• 2. Болезнь "Геи" 9
• Заключение 12
• Литература 13

Введение

Если рассмотреть перечень современных научных гипотез с целью выяснить, в какой теории наиболее размыта грань между осязаемым и божественным, то, скорее всего, список возглавит гипотеза Геи.

Несмотря на это, растущий поток доказательств в подтверждение идеи "живой Земли", накопившийся за последние 40 лет и пополняющийся новыми фактами, обретает все большую популярность в кругах ученых разных областей науки.

1. Теория Геи

Согласно древнегреческой мифологии, Гея: Мать-Земля. Древнейшее доолимпийское божество, игравшее важнейшую роль в процессе создания мира в целом. Она была хранительницей древней мудрости, и ей были ведомы веления судьбы и ее законы. Греки считали, что в Гее заложены самые важные функции для жизни, поэтому называли ее Карпофорос - Плодоносная, и преклонялись ей за неиссякаемое плодородие.

В чем же для современного человека состоит суть гипотезы Геи?

Названная именем греческой богини Земли, гипотеза Геи, высказанная и обоснованная исследователем Джеймсом Лавлоком 35 лет назад, представляет нашу планету как живое, дышащее и саморегулирующееся существо.

Тогда эта гипотеза выглядела настолько радикальной, что научное сообщество отказалось принимать ее всерьез.

Однако все полученные исследователями данные так хорошо вписывались в теорию Лавлока, что постепенно научное сообщество стало использовать идею Геи в своих исследованиях, а у экологов она заняла одну из ключевых позиций.

Лавлок считает, что воздух, море и суша динамически продолжают биосферу, так же как оперение и гнездо - птицу.

Не только жизнь адаптируется к своему материальному окружению, но и материальное окружение старательно адаптируется к жизни. В атмосфере нашей планеты не было бы кислорода, если бы не было тех, кто производит процесс фотосинтеза, и не было бы воды, если бы не существовало кислорода.

"Без жизни водород уйдет в космос, а моря быстро исчезнут", - говорит Лавлок. Он считает, что существует сложная многосторонняя связь между живыми существами, сушей, морем и воздухом. Именно она удерживает планету в стабильном состоянии, поддерживает на оптимальном уровне температуру воздуха и соленость воды.

Собственно, такое понимание взаимосвязи жизни и планеты нельзя назвать абсолютно новым. Еще в XVIII веке ученый Джеймс Хаттон, которого называют отцом геологии, писал: "Я рассматриваю Землю как некий сверхорганизм, и наукой, подходящей для ее изучения, должна быть физиология".

Но в XIX веке идея Хаттона о единстве всего живого и неживого была забыта. В результате биология и геология существуют по отдельности вплоть до дня сегодняшнего.

Биологи редко рассуждают о Земле и планетах. Сквозь линзу микроскопа они смотрят на клетки, гены и молекулы, а не на планету в целом. Геохимики мыслят более масштабно. Они знают, что обмен углекислым газом между растениями и животными имеет место, но считают, что влияние жизни на газообмен планеты настолько мало, что им следует пренебречь.

Однако, не приняв во внимание взаимосвязь живого и неживого, даже с помощью изощренных компьютерных моделей ученые не могут объяснить, почему столь низок уровень содержания углекислого газа в земной атмосфере и почему содержание кислорода в воздухе постоянно держится на уровне 21 процента? В этом случае Дж. Лавлок предположил, что один из важных механизмов поддержания концентрации кислорода в атмосфере на уровне 21% связан с тем фактом, что при концентрации кислорода ниже 15% воспламенение древесины невозможно, а при концентрации выше 25%, воспламенение происходит слишком легко и лесные пожары просто уничтожат все леса. Хвойные породы и эвкалипты легко воспламеняются, поэтому пожары включаются в их эволюционную стратегию. Другие виды деревьев и соответствующие типы лесов менее чувствительны к огню. Конкуренция за пространство между разными типами лесов может реализовать петлю глобальной обратной связи, регулирующей концентрацию кислорода в атмосфере.

Мысль о том, что живые организмы регулируют температуру земной поверхности и химический состав ее атмосферы, пришла к Лавлоку, когда он работал по заданию НАСА над экспериментами по обнаружению жизни на Марсе. Сравнивая данные об атмосферах Марса и Венеры, в которых доминирует углекислый газ, с земными параметрами, он удивился их радикальному отличию.

Химический состав нашей планеты стабилен и постоянен. Конечно, изменения происходят, но крайне медленно. Такое постоянство нуждается в существовании системы активного управления. Но какова природа этой управляющей системы? И не входят ли в нее определяющей частью живые организмы?

"Вся система жизни и ее материального окружения саморегулируется в состояние, комфортабельное для организмов", - к такому выводу пришел Лавлок. Исчезновение углекислого газа из атмосферы зависит от уровня роста организмов и, следовательно, от климата планеты. Если температура слишком низка, углекислый газ аккумулируется в атмосфере и обогревает планету, но когда температура повышается до излишне высоких отметок, углекислый газ быстрее поглощается растениями. Таким образом устанавливается оптимальная температура.

Так, возьмем, к примеру, воздух, которым мы дышим. Кислород является необходимым элементом практически для всех живых организмов, от бактерий и рыб, до людей. Этот газ тысячелетиями отвечал за сохранность 21 процента состава земной атмосферы с помощью определенных живых организмов (растений), которые постоянно высвобождают его. Кислород, будучи в высокой степени реактивным элементом, обладает способностью соединяться с другими газами и неорганическими веществами земной атмосферы и земной коры, полностью исчезая в своей высвобожденной форме.

Несмотря на нестабильность этой ситуации, атмосфера Земли с относительным постоянством осуществляет свою функцию защиты жизни. Таково было одно из наблюдений, описанных химиком Джеймсом Лавлоком, выступившим на научной конференции в Принстоне в 1969 году.

В противовес концепции, принимающей природу как игру случайностей, Лавлок постулировал, что, вполне возможно, Земля существует в форме гигантского живого организма, организовавшего все формы материи, - как органической, так и неорганической, - с определенной целью: создать среду для поддержания жизни. Невзирая на его прежние заслуги - инновационное применение чувствительных инструментов на корабле Викинг, исследовавшем Марс, идея Лавлока о Земле как живом организме подверглась жесткой критике со стороны его коллег.

Еще одно из наблюдений, сделанных Лавлоком, - обнаружение факта неизменности концентрации соли в морской воде, которая остается на оптимальном уровне для поддержания в ней жизни. Науке известно, что воды рек постоянно уносят минеральные соли в океан, однако, когда морская вода образует облака при испарении, в них уже не содержатся соли. Если следовать строгой логике, то было бы правильным предположить, что концентрация соли в водах океана должна возрастать с течением времени. Однако этого не происходит.

Концентрация соли остается неизменной веками. По мнению сторонников гипотезы Геи, это объясняется способностью колоссального существа сохранять внутреннее равновесие - феномен, который научно соответствует явлению "гомеостаза", характерному обычно для клеточных организмов.

Некоторые считают, что ответ к загадке столь загадочного феномена можно найти в процессе образования соляных копей: в течение времени вода образует залив, который позже отсекается сушей. Вода внутри испаряется и остается только соль. Эта часть земли покрывается слоем пыли и глины, со временем превращаясь в скалу, не давая возможность реке, которая потенциально может образоваться в будущем, уносить соль. Возможно ли, что этот механизм произвольно регулирует концентрацию соли таким образом, что вода остается пригодной средой обитания для рыб и других морских созданий? По мнению тех, кто поддерживает эту теорию, такое положение вещей есть не просто следствие случайного стечения обстоятельств, но, скорее, процесс, который регулируется самой Геей.

Более поздний пример, подтверждающий теорию существования Геи, был сделан учеными из университета Гонконга, руководимыми Цзю Ляо. Во время изучения прибрежной линии, группа ученых заметила, что приливы заставляют прибрежное дно "дышать", когда влага и воздух сменяли друг друга при давлении воды на дно моря. Самое очевидное проявление этого дыхания наблюдалось, когда со дна поднимались пузыри воздуха. Похоже, что приливы оказывают влияние на ритмичное движение дна океана, вызывающее явление, схожее с процессом дыхания, но с замедленным ритмом, что, конечно же, обусловлено огромными размерами Земли.

Факты, доказывающие дыхание и жизнь Земли на этом не заканчиваются: недавние доклады ученых из обсерватории Мауна Лоа, Гавайи, обнаруживают, что содержание углекислого газа за период с 1955 по 1995 менялось от большего к меньшему по определенной ритмичной модели. Если к этой информации добавить свидетельства, собранные с географических станций, можно интерпретировать эти явления как доказательства дыхания Земли: в виде вдохов и выдохов.

Однако по результатам тех же наблюдений стало видно, что океан на протяжении последних десяти лет стал "дышать" чаще, как если бы это было у простывшего человека.

2. Болезнь "Геи"

В феврале 2003 года Джеймс Лавлок выпускает книгу под названием "Возмездие Геи", в которой развивает свою теорию, описывающую Землю как в буквальном смысле живой организм, способный болеть и страдать. В преддверии выхода книги он опубликовал статью, в которой кратко описывает суть "Возмездие Геи".

Человечество, с точки зрения Лавлока, является "нервной системой" Земли, благодаря которой Гея осознаёт самое себя, познаёт свой облик и место во Вселенной. Но "нервная система" Геи приносит ей же самой неисчислимые бедствия...

"Гея сделала меня планетарным врачом, и, поскольку я воспринимаю свою профессию всерьёз, мне волей-неволей приходится сообщать дурные вести", - пишет Лавлок. - Центры по изучению климата во всём мире, представляющие собой эквивалент диагностической лаборатории или больницы, докладывают о физическом состоянии Земли, и специалисты видят, что планета серьёзно больна, и в самом скором времени у неё начнётся лихорадка, которая продлится не менее 100 тысяч лет. И я должен сказать вам, члены Земной семьи, и самая её близкая часть, что вы, и в особенности цивилизация находимся в смертельной опасности".

По утверждениям Лавлока, планета поддерживала себя в здоровом и крепком состоянии, как и любое животное, в течение более чем трёх миллиардов лет своего существования. Однако мы начали загрязнять её как раз в тот момент, когда из-за солнечной активности это менее всего следовало делать. Лихорадка вот-вот начнётся, а за ней последует и состояние, сходное с комой. Планета уже побывала в этом состоянии и выздоровела, но на это ушло 100 тысяч лет. Человечество несёт ответственность за эту болезнь, и мы испытаем все последствия этого: уже в течение этого столетия температура на средних широтах подскочит в среднем на 8 градусов, а в тропиках - на 5.

Это означает, что большая часть суши в тропических широтах, покроется в лучшем случае низкорослой растительностью, или просто обратится в пустыни, и следовательно, в климатической саморегуляции более роли никакой играть не будет. Таким образом, 40% поверхности Земли окажется истощённой и бесплодной.

Аэрозольное загрязнение в Северном Полушарии, способствующее снижению проницаемости атмосферы, - и соответственно, сдерживающее общий нагрев, - исчезнуть может буквально за несколько дней, и это, пишет Лавлок, означает, что ещё до конца столетия миллиарды людей погибнут, а выжившие будут ютиться в Арктических широтах, где климат останется терпимым.

"Будучи не в состоянии понять, что Земля сама регулирует свой климат и состояние, мы дерзнули взяться за это самостоятельно, как будто эта ответственность лежит на нас. И тем самым теперь мы обрекаем себя на наихудшую форму рабства. Если мы берёмся изображать стюардов планеты, тогда мы должны отвечать за то, чтобы атмосфера, океан и поверхность суши оставались пригодными для существования. А это скоро будет уже невозможно... " - пишет Лавлок в статье, сравнивая эффективность от потенциальных усилий человечества относительно климатической саморегуляции с диализной машиной относительно живых и здоровых почек, и отмечая, что времени у человечества осталось совсем немного, в то время как сам Лавлок признаёт, что не представляет себе, что может остановить основных "поставщиков" CO2 в атмосферу - промышленность США и развивающиеся экономики Индии и Китая.

"Мы должны быть сердцем и разумом Земли, а не просто вирусным заболеванием. Так давайте же наберёмся мужества думать не только о потребностях и правах человека, но и о том, какой вред мы нанесли Земле, и как нам примириться с Геей. Мы должны взяться за дело, пока мы ещё достаточно сильны для этого, пока мы ещё не убогая толпа людишек, сломленная жестокой волей одичалых военных диктаторов. Главное, что мы должны помнить, так это что мы часть Земли, и что она и в самом деле является нашим домом", - заканчивает Лавлок свою статью.

Заключение

Гипотеза Геи противостоит доминирующему убеждению, что условия, необходимые для поддержания жизни на протяжении многих тысячелетий, были результатом случайных изолированных процессов, совпадение которых привело к образованию такой тонкой ситуации.

И хотя вера в то, что Земля представляет собой живое существо, на данный момент имеет больше противников, чем сторонников, но эта ситуация меняется, поскольку появляется все больше фактов, подтверждающих ее существовании.

Литература