Hypotéza Gaia naznačuje, že jakmile bude vytvořen, mimozemský život bude vzkvétat.
Může být planeta naživu? Přesně tomu věřila Lynn Margulis, vynikající biologka z konce 20. století s brilantním intelektem a vyznavačem nekonvenčního přístupu. Spolu s chemikem Jamesem Lovelockem pohlížela na život jako na fenomén měnící planetu a rozdíl mezi „živým“a „neživým“nepovažovala za tak výrazný, jak se běžně věří. Mnoho členů vědecké komunity se vysmívalo své teorii nazývané hypotéza Gaia jako pseudovědecké a zpochybňovalo jejich pověst. Ale teď se Margulis a Lovelock mohou pomstít. Nedávné vědecké objevy dávají důvod brát jejich hypotézu vážněji. Je založen na myšlence spojení mezi planetami a živými organismy, která změnila naše chápání obou těchto konceptů a formuje naše chápání jiných světů.
Společným studiem biosféry Země dospěli Margulis a Lovelock k závěru, že má některé vlastnosti vlastní živým bytostem. Zdá se, že to naznačuje „homeostázu“, tj. Samoregulaci. Mnoho životaschopných schopností naší planety je pozoruhodně robustních. Rozsah klimatických teplot, obsah kyslíku v atmosféře, stejně jako kyselost, chemické složení a slanost oceánu jsou biologicky zprostředkovány a zůstávají v obyvatelném rozmezí i přes minulé stovky milionů let. Margulis a Lovelock navrhli, že celá sada živých organismů je v úzké interakci s prostředím regulováním těchto globálních charakteristik. Poznali skutečnost, že Země je v jistém smyslu živý organismus. Lovelock to nazval „fenomén Gaia“.
Země a život se vyvinuly a nadále se vyvíjejí společně.
Margulis a Lovelock prokázali, že Darwinův obraz biologické evoluce je nedostatečně platný. Darwin, který identifikoval mechanismus, kterým se živé organismy přizpůsobují změnám v životním prostředí, nás přiměl pochopit, že život na Zemi je nepřetržitý proces, růst a reprodukce, stejně jako přenos genů ze společného kořene. Z pohledu Darwina byla Země jakousi etapou s měnícími se scenériemi, kterým se život musel přizpůsobit. Ale kdo změnil scenérii? Nebo co? Margulis a Lovelock navrhli, že planeta Země není mrtvá, ale je živou součástí větší entity, která se skládá z biosféry a „neživých“záležitostí, které formují biotu Země, jsou za ni zodpovědní a cyklicky jí procházejí. Ano, život se přizpůsobuje změnám v prostředí a je formován přirozeným výběrem,ale staví se také proti životnímu prostředí, jeho změně a samotné planetě. Nyní je to stejně zřejmé jako vzduch naplněný kyslíkem, který dýcháme. Evoluce tedy není sérií pokusů přizpůsobit se neživým událostem, ale systémem odpovědí a výměny. Život se nepřizpůsobil jen dynamicky se měnícímu vzhledu planety. S největší pravděpodobností došlo k vzájemnému formování živých organismů a Země v procesu jejich společného vývoje. Podíváte-li se na tuto planetu z této perspektivy, uvidíte, že vše - korálové útesy, vápencové útesy, ústí řek, bažiny a jeskynní guano ostrovy - jsou součástí této větší živé bytosti. Pochopíte, že povrch i vnitřek Země jsou živé.že dýcháme. Evoluce tedy není sérií pokusů přizpůsobit se neživým událostem, ale systémem odpovědí a výměny. Život se nepřizpůsobil jen dynamicky se měnícímu vzhledu planety. S největší pravděpodobností došlo k vzájemnému formování živých organismů a Země v procesu jejich společného vývoje. Podíváte-li se na planetu z této perspektivy, uvidíte, že vše - korálové útesy, vápencové útesy, ústí řek, bažiny a jeskynní guano ostrovy - jsou součástí této větší živé bytosti. Pochopíte, že povrch i vnitřek Země jsou živé.že dýcháme. Evoluce tedy není sérií pokusů přizpůsobit se neživým událostem, ale systémem odpovědí a výměny. Život se nepřizpůsobil jen dynamicky se měnícímu vzhledu planety. S největší pravděpodobností došlo k vzájemnému formování živých organismů a Země v procesu jejich společného vývoje. Podíváte-li se na planetu z této perspektivy, uvidíte, že vše - korálové útesy, vápencové útesy, ústí řek, bažiny a jeskynní guano ostrovy - jsou součástí této větší živé bytosti. Pochopíte, že povrch i vnitřek Země jsou živé.došlo k vzájemnému formování živých organismů a Země v procesu jejich společného vývoje. Podíváte-li se na tuto planetu z této perspektivy, uvidíte, že vše - korálové útesy, vápencové útesy, ústí řek, bažiny a jeskynní guano ostrovy - jsou součástí této větší živé bytosti. Pochopíte, že povrch i vnitřek Země jsou živé.došlo k vzájemnému formování živých organismů a Země v procesu jejich společného vývoje. Podíváte-li se na planetu z této perspektivy, uvidíte, že vše - korálové útesy, vápencové útesy, ústí řek, bažiny a jeskynní guano ostrovy - jsou součástí této větší živé bytosti. Pochopíte, že povrch i vnitřek Země jsou živé.
Hypotéza Gaia je přijímána jak dříve, tak nyní velmi opatrně a ne úplně. Existuje pro to řada důvodů. Jedním z nich je obvyklá setrvačnost, standardní konzervativní neochota přijmout nový způsob myšlení. Teorie byla navíc považována za vágní a vágní. Někteří si stěžovali na neschopnost jejích stoupenců předkládat vynikající, opodstatněné a experimentálně ověřitelné úsudky. Jak můžete vyhodnotit, porovnat nebo přijmout myšlenku, která není jasná nebo kterou různí lidé vnímají odlišně? Určitě je na tom něco pravdy. Gaiaova teorie byla formulována různými způsoby. Nepomohlo ani to, že se Margulis a Lovelock pokusili spojit vědu s filozofií a poezií a vůbec jim nevadily rozpory; Řekl bych, že se jim to líbilo.
Pravdou je, že navzdory tak rozšířenému názvu není princip Gaia zcela hypotézou. Jedná se o perspektivu, přístup, v rámci kterého se provádí vědecký výzkum o životě na živé planetě, nejen o tom, na kterém je život - to je hlavní myšlenka, jednoduchá, ale hluboká. Protože život není drobná maličkost, která vznikla na již fungující planetě Zemi, ale nedílná součást jejího vývoje a charakteristik. Během několika posledních desetiletí teoretici Gaia téměř vyhráli vítězství. Opozice se ve skutečnosti nikdy nevzdala a nepřiznala porážku, ale hlavní věda o Zemi ztratila půdu pod nohama a spojila své síly s chemií, klimatologií, teoretickou biologií a některými dalšími oblastmi poznání a přejmenovala se na „vědu o zemském systému“.
Gaiin přístup, pobídnutý kosmickým srovnáváním Země s údajně neživými sousedy, vedl k hlubšímu pochopení toho, jak moc se naše planeta změnila pod vlivem jejích obyvatel. Při srovnání životní historie Země s jejími bratry vidíme, že v nejranějších fázích jejího vývoje se Země začala vyvíjet jinou cestou. Od té chvíle začala planeta a živé organismy svůj společný vývoj.
Propagační video:
Když jsme studovali Zemi pomocí moderních přístrojů, viděli jsme ji celou z dálky, vrtali studny na oceánském dně a zobrazovali globální biochemické cykly prvků, živin a energie pomocí „magických brýlí“generujících multispektrální obrazy, zjistili jsme, že dopad života na planetu je složitější a komplexnější proces, než jsme si dokázali představit.
Kyslík, který považujeme za samozřejmost, je vedlejším produktem organismů, který zasahuje do geochemických cyklů planety: získává sluneční energii k rozpadu molekul vody, ukládá atomy vodíku a reaguje s CO2 na výrobu organických potravin. V horních vrstvách zemské atmosféry se část tohoto kyslíku přeměňuje ultrafialovým světlem na ozonovou vrstvu, která slouží jako štít pro planetu před škodlivými účinky ultrafialového záření, díky čemuž je její povrch obyvatelný. Po vzniku této ochranné vrstvy následovalo uvolnění života z oceánu a vznik lesů na kontinentech. Díky tomu byly kdysi neživé kontinenty vhodné pro existenci živých organismů.
Čím více se díváme hranolem Gaiaovy teorie, tím více si uvědomujeme, že prakticky každá součást naší planety byla biologicky narušena k nepoznání. Horniny Země obsahují více než 4 000 různých minerálů (krystalické molekuly, které tvoří kameny). Tato rozmanitost minerálů je větší, než byla dosud nalezena na jiných planetách. Geochemici studující historii minerálních zdrojů Země dospěli k závěru, že většina hornin by nemohla existovat bez přítomnosti života na naší planetě. Byly to tedy živé organismy, které změnily povrch Země a minerální horniny jsou vedlejším produktem jejich životně důležité činnosti. Velký skok v jejich rozmanitosti nastal poté, co živé organismy naplnily zemskou atmosféru kyslíkem, což vedlo k hojnosti oxidovaných minerálů,který v jasných barvách maloval vklady po celé Zemi. Na nějaké vzdálené planetě by tak obrovská a pestrá paleta minerálů mohla znamenat přítomnost života na ní, což je potenciální biosignatura, kterou můžeme přidat k Lovelockově znamení atmosférických plynů vyřazených z rovnováhy živými organismy. Minerály a živé organismy se tedy navzájem živily od samého začátku. Existuje ještě více důkazů, že minerály byly rozhodujícími katalyzátory a substráty pro vznik života na Zemi. Je to však opravdu důvod považovat minerální povrch Země za součást globálního živého systému?což je potenciální biologický podpis, který můžeme přidat k podpisu Lovelockových atmosférických plynů vyřazených z rovnováhy živými organismy. Minerály a živé organismy se tedy navzájem živily od samého začátku. Existuje ještě více důkazů, že minerály byly rozhodujícími katalyzátory a substráty pro vznik života na Zemi. Je to však opravdu důvod považovat minerální povrch Země za součást globálního živého systému?což je potenciální biosignatura, kterou můžeme přidat k Lovelockově znamení atmosférických plynů vyřazených z rovnováhy živými organismy. Minerály a živé organismy se tedy navzájem živily od samého začátku. Existuje ještě více důkazů, že minerály byly rozhodujícími katalyzátory a substráty pro vznik života na Zemi. Je to však opravdu důvod považovat minerální povrch Země za součást globálního živého systému?že minerály byly velmi potřebné katalyzátory a substráty pro vznik života na Zemi. Je to však opravdu důvod považovat minerální povrch Země za součást globálního živého systému?že minerály byly velmi potřebné katalyzátory a substráty pro vznik života na Zemi. Je to však opravdu důvod považovat minerální povrch Země za součást globálního živého systému?
A co desková tektonika a dynamika vnitřku Země? Na první pohled to zní jako obrovský mechanický systém - tepelný motor - který nezávisí na biologii, ale naštěstí na celý život ji podporuje. Kromě toho, i když si nejsme plně vědomi hlubokých prvků zemské biosféry, je pravděpodobnost, že živé organismy existují v hloubce více než pár mil, poměrně malá kvůli extrémně vysokým teplotám, a proto je pro organické molekuly nepřijatelná. Víme však, že život dosáhl vyšších vrstev zemské atmosféry a vytvořil ozonovou vrstvu, která umožnila biosféře pokrýt kontinenty, a nyní pozorujeme jeho vliv na hluboké podzemní sféry. Během svého dlouhého života ovlivňoval Gaiaho superorganismus nejen samotný povrch, ale také procesy uvnitř planety,extrakce uhlovodíku z pláště a jeho ponechání na povrchu v sedimentárních horninách, stejně jako sekvestrace obrovského množství dusíku ze vzduchu do amoniaku, uloženého v krystalech minerálních hornin pláště.
Samotný život, jakmile začal, může učinit nebo udržet planetu obyvatelnou. Regulací chemického stavu atmosféry život také změnil horniny, které s ní přicházejí do styku, okysličováním zemské kůry a pláště. To změnilo materiálové vlastnosti hornin, způsob, jakým se ohýbají a lámou, zplošťují, ohýbají a taví za různých sil a podmínek. Všechny jílové minerály produkované zemskou biosférou změkčily její kůru (kůra planety bez života je tvrdší), což pomáhá mazat tektonický deskový motor. Obsah vlhkosti na Zemi vysvětluje, proč zde přežila desková tektonika než na sušší Venuši. Jedním z extrémnějších tvrzení přívrženců Gaia, které v současné době není ani prokázáno, ani vyvráceno, je totože po miliardy let vliv života pomáhá Zemi udržovat životodárnou vlhkost, zatímco Venuše a Mars ztratily většinu své existence bez života. V takovém případě může být přítomnost života skutečně zodpovědná za tektoniku zemských desek. Jeden ze zakladatelů deskové tektoniky Norm Sleep ve Stanfordu je plně přesvědčen, že život je hluboce zapojen do celkové fyzické dynamiky Země, včetně jejího „neživého“nitra. Při popisu kumulativních dlouhodobých účinků na geologii, kontinentální stavbu a deskovou tektoniku napsal, že „konečným výsledkem je princip Gaia. To znamená, že život změnil Zemi ve svůj prospěch. “Čím více planetu studujeme, tím více ji vidíme. Život má na Zemi sevření. Země je planeta biologicky modelovaná až do základů. Jinými slovy, naživu.
Nyní, 40 let poté, co Vikingové přistáli na Marsu, jsme se dozvěděli, že planety mají společný původ, včetně planet podobných velikosti Zemi a v přijatelné vzdálenosti od jejich hvězdy pro oceány tekuté vody. Radikální myšlenka Lovelocku věnovat pozornost atmosféře a hledat radikální odchylky od obvyklé směsi plynů je navíc v současné době základním kamenem naší strategie pro detekci života na jiných planetách. Myšlení přívrženců teorie Gaie se vkradlo do našich představ o vývoji a obyvatelnosti exoplanet, což nás donutilo přehodnotit koncept „obyvatelné zóny“. Chápeme, že je nemožné činit závěry o vhodnosti planety pro vývoj života na ní pouze na základě jejích základních fyzikálních charakteristik, velikosti a vzdálenosti od její hvězdy. Život sám, právě začal,může udělat nebo udržet obyvatelnou planetu. Možná, že v některých případech může život zničit obyvatelnost planety, jak se téměř stalo na Zemi během „Velké oxidace“(někdy nazývané kyslíková katastrofa) před 2,1 miliardami let. Jak kdysi řekl můj kolega Colin Goldblatt, inteligentní mladý modelář v oblasti klimatu na univerzitě ve Victoria, „Definující charakteristikou Země je život v planetárním měřítku. Země nás učí, že obyvatelnost a existence života jsou neoddělitelné pojmy. “Rychlý mladý modelář v oblasti klimatu na Victoria University: „Rozhodující charakteristikou Země je život v planetárním měřítku. Země nás učí, že obyvatelnost a existence života jsou neoddělitelné pojmy. “Rychlý mladý modelář v oblasti klimatu na Victoria University: „Rozhodující charakteristikou Země je život v planetárním měřítku. Země nás učí, že obyvatelnost a existence života jsou neoddělitelné pojmy. “
Ve své knize Lonely Planets (2003) jsem popsal to, čemu říkám „Hypotéza živých světů“, na základě principu Gaia aplikovaného na astrobiologii. Život je pravděpodobně fenomén planetárního měřítka s kosmologickým životním cyklem - jinými slovy, průměrná délka života se měří v miliardách let, tj. Ve stejném časovém rámci, který určuje život planet, hvězd a samotného vesmíru.
Organismy a druhy nemají kosmologické životní cykly, ale fenomén Gaia ano, což je možná společná vlastnost živých světů. Ovlivněn vírou Lovelocka a Margulise jsem tvrdil, že je nepravděpodobné, že bychom našli život na povrchu planety se nezměněnou atmosférou. Podle této myšlenky nemůže být planeta „jen trochu naživu“(stejně jako člověk, alespoň po dlouhou dobu), proto jsou takové staré planety, jako je Mars, při absenci zjevného života pravděpodobně zcela mrtvé. Pokud se ukáže, že malé emise metanu nedávno zaznamenané vozem Curiosity jsou známkami ostrovů marťanského života na považované mrtvé planetě, prokáže to rozporuplnost mé hypotézy o „živých světech“a možnost života projevující se v jiných formách, než jaké mají přívrženci teorie Gaia. Ale živý svět možná potřebuje vícnež jen malé dočasné usazeniny vody a energie, které určitě existují pod povrchem Marsu. Může to vyžadovat nepřetržitou geologickou činnost zevnitř. Věřím, že pouze v geologickém smyslu bude „živá“planeta „živá“v biologické. Na Marsu by se život možná nikdy nedokázal etablovat jako stálý prvek bez deskové tektoniky, stejně jako tak hlubokých a silných globálních biogeochemických cyklů jako na Zemi.stejně jako takové hluboké a silné globální biogeochemické cykly jako na Zemi.stejně jako takové hluboké a silné globální biogeochemické cykly jako na Zemi.
Pokud můžeme říci, v době, kdy život vznikl na Zemi, měly Venuše a Mars podobné vlastnosti pro spouštění vzniku života: obě měly vodu, skalnatý povrch, hustou atmosféru a intenzivní geologickou aktivitu. Srovnávací planetární věda nám říká, že podmínky nezbytné pro vznik života mohou být normou pro skalní planety. Existuje reálná možnost, že život vznikl také na Marsu nebo Venuši, ale nemohl se zakořenit a stát se nedílnou trvalou součástí planet, jak se to stalo na Zemi. Můžete je spojit jako planety, na kterých se zrodil život, ale které nemohly vytvořit spolehlivou a soběstačnou biosféru. Když mluvíme o Zemi, je skutečně vzácné a neobvyklé, že příznivé podmínky pro život byly udržovány po miliardy let. Možná,je to víc než štěstí.
Pokud o planetách neuvažujete jako o objektech nebo místech, kde živé bytosti mohou nebo nemusí být, ale jako o živých nebo neživých entitách, můžete změnit představu o původu života. Možná je život něco, co se neděje na planetě, ale S planetou: tím se planeta stává.
Přemýšlejte o životě z hlediska ohně. Pokud jste se někdy pokusili založit oheň, víte, že jiskření a plamen jsou snadné, ale obtížně udržovatelné. Nejprve musíte do ohně foukat až do závratí, abyste jej zásobili kyslíkem, jinak prostě zhasne. Zabránit hašení požáru, dokud není dobře zapálen, je vždy obtížný úkol. Poté je dosaženo bodu zlomu a oheň začne zuřit. Díky žhavému uhlí si teplo udržuje vlastní cirkulaci, nasává kyslík a rozdmýchává plamen. Nyní, když je oheň sám, můžete jít na pivo a sledovat padající hvězdy.
Zajímalo by mě, jestli je první život na planetě podobný prvním jiskrám a blikajícím plamenům rozdmýchávajícího plamene? Ve velmi raných fázích může být život extrémně zranitelný a může přijít okamžik, kdy poté, co se stane planetárním fenoménem a stane se součástí globálních proudů, které ho podporují a vyživují, bude jednat v opačném směru, jako soběstačný oheň, který si nejen zajistí příliv vzduchu, ale také sám doplňuje zásoby paliva. Zdá se, že zralá biosféra vytváří podmínky pro zachování a prosperitu života.
Život je něco, co se neděje na planetě, ale na planetě.
Perspektiva „živých světů“znamená, že za miliardy let život z planety úplně zmizí, nebo se stejně jako na Zemi zakoření a stane se nedílnou součástí všech globálních procesů. Známky života budou přítomny všude. Jakmile se jednou stanete planetou a stanete se planetárním fenoménem (globálním organismem, pokud chcete), může být velmi obtížné jej zničit. Země samozřejmě prošla mnoha změnami, z nichž některé byly docela traumatizující. Život na naší planetě je neobvykle stabilní a nepřetržitý a někdy se dokonce zdá nesmrtelný. Říkejte tomu kvazi-nesmrtelnost, protože planeta nebude existovat věčně, stejně jako si nemusí zachovat svoji obyvatelnost. Přítomnost lidí je jen okamžik. Objevují se a mizí celé druhy a doba jejich existence je zpravidlasotva dost, aby upoutal pozornost planety. Přesto je v komplexu zachován život. To vytváří nový pohled na sebe. Vědecká revoluce nám jako jednotlivcům ukázala, jak neuvěřitelně maličcí a pomíjiví jsme, a že naše existence, nejen jako jednotlivci, ale také jako druhy, je v časovém kontextu vesmírné evoluce krátká a bezvýznamná. Pokud se však ztotožníme s biosférou, pak jsme zde jako součást superorganismu přítomni asi tři miliardy let ze třinácti, o nichž se věří, že vesmír existuje, tedy o čtvrtinu času. A to už něco je.a že naše existence, nejen jako jednotlivci, ale také jako druh, je v časovém kontextu vesmírné evoluce krátká a bezvýznamná. Pokud se však ztotožníme s biosférou, pak jsme zde jako součást superorganismu byli přítomni asi tři miliardy let ze třinácti, o nichž se věří, že vesmír existuje, tedy za čtvrtinu času. A to už něco je.a že naše existence, nejen jako jednotlivci, ale také jako druh, je v časovém kontextu vesmírné evoluce krátká a bezvýznamná. Pokud se však ztotožníme s biosférou, pak jsme zde jako součást superorganismu byli přítomni asi tři miliardy let ze třinácti, o nichž se věří, že vesmír existuje, tedy za čtvrtinu času. A to už něco je.
Původ života na Zemi nebyl jen počátkem vývoje druhů a zásobárnou rozmanitosti, díky níž kvetly řasy, objevovaly se osikové háje, bariérové útesy, mrože a gorilí hnízdiště. Z hlediska planetárního vývoje se tento vývoj stal hlavním bodem rozvětvení, který otevřel dveře zásadně odlišné budoucnosti. Ale když se život rozšířil a prohloubil, planeta Země a její sestry šly každý svou cestou.
A nedávno se na této biologicky pozměněné Zemi náhle objevily nové změny, které začaly přepisovat pravidla planetárního vývoje. Na neosvětlené straně Země se rozsvítí světlo, které naznačuje vznik něčeho nového, a to už tam je. Možná se otevřely další dveře? Může být planeta v novém bodě odbočky?
Pohled z vesmíru vrhá světlo na mnoho rychlých změn, které naše průmyslová společnost zapsala do historie planety. Samotná orbitální technologie, která umožňuje tato pozorování, je jedním z bizarních a překvapivých aspektů znovuzrození Země. Pokud dosud byla jeho určující charakteristikou všudypřítomný život, co potom se světly, která svítí po celé planetě? Mohla by se tato obrovská síť světla stát součástí nové definující charakteristiky?
David Grinspoon je vedoucí výzkumný pracovník na Ústavu planetárních věd a člen týmů pracujících na několika aktivních a budoucích meziplanetárních cestách. V roce 2013 byl jmenován vedoucím katedry astrobiologie v Kongresové knihovně. Jeho nejnovější kniha Země v rukou člověka se dostala na police v prosinci. Hudebník, kytarista skupiny House Band of the Universe.