Гипотеза Геи: может ли Земля быть живой?

гипотеза Геи Наша планета - Земля

Существуют ли живые планеты? Или поставим вопрос по другому – может ли существовать живое существо размером с целую планету? Нечто подобное периодически встречается в научной фантастике. Но на то она и научная фантастика. А как насчет науки? Что ученые думают по этому поводу? Да особо ничего. Ведь они даже не знают толком, как точно дать определение слову «жизнь». И лишь одно они могут с уверенностью утверждать – в доступной нам для обозрения области космоса нет никаких существ размером с планету.

Но, может быть, стоит посмотреть на планету целиком? Посмотреть как на живое существо?

Гипотеза Геи

Именно такая мысль пришла в голову химику, врачу и физику Джеймсу Лавлоку. В 1965 году он занимался очень интересной работой – искал для НАСА методы, которые могут обеспечить доказательство существования жизни на Марсе. Основная идея тогда (как, впрочем, и сейчас) заключалась в поиске аномалий в химическом составе атмосферы Красной планеты. Уже имеющиеся в те времена данные свидетельствовали о том, что атмосфера Марса находилась в химическом равновесии. Это означает, что если поместить много различных газов или химических веществ в закрытую систему, и позволить им реагировать друг с другом, будут происходить определенные реакции и одновременно определенные контрреакции в обоих направлениях с одинаковой скоростью. Химическая реакция при этом потребляет определенное вещество, а другая реакция производит его в том же количестве. Со стороны кажется, что ничего не меняется. Система находится в равновесии. Однако она не статична. В ней все время что-то происходит.

И выяснялось, что газы в атмосфере Марса находятся в таком равновесии. Однако на Земле это совсем не так. На нашей планете есть жизнь. И эта жизнь нарушает чисто химический баланс.

Основываясь на этих мыслях, Лавлок вместе с биологом Линн Маргулис сформулировал в 1970-х годах то, что позже назвали «гипотеза Геи». Первоначальное название этой концепции было таким: «гипотеза обратной связи Земли». И, вероятно, было бы лучше, если бы она сохранила это название. Но об этом чуть позже.

Если вкратце, гипотеза Геи звучит так: если смотреть на Землю, беря во внимание не только всю неживую материю, входящую в ее состав, но и все живое, то можно считать ее некой интерпретацией глобального «сверхорганизма». Благодаря различным механизмам обратной связи живые существа и окружающая их среда так влияют друг на друга, что планета все время находится в некоем равновесии.

Советуем почитать  Жидкие кристаллы и первая жизнь

Саморегулирующиеся системы

На чем же основывали свои выводы ученые? Возьмем один интересный пример: с тех пор, как на Земле появилась жизнь (это произошло более 3 миллиардов лет назад), светимость Солнца увеличилась примерно на 25–30 процентов. Это нормально для звезды подобного типа. И связано с процессами термоядерного синтеза в ее недрах. Но если Солнце начало излучать все больше и больше энергии, то Земля должна была становиться все теплее и теплее? Логично же? Да. Но этого не произошло.

Да, температуры со временем, конечно, менялись. Были глобальные ледниковые периоды. И были времена, когда на Земле было намного теплее, чем сегодня. Но в принципе температура оставалась постоянной в известных пределах. И не возрастала в соответствии с увеличением светимости Солнца.

Одним из способов объяснить это является так называемая «гипотеза CLAW». Аббревиатура CLAW означает имена людей, которые их разработали: Роберт Чарлсон, Джеймс Лавлок, Мейнрат Андре и Стивен Уоррен. Гипотеза предполагает следующее: водоросли (фитопланктон) в океанах производят, помимо прочего, определенное соединение серы (диметилсульфид). Его концентрация постепенно изменяется бактериями и различными химическими процессами, происходящими в морской воде. И часть этого вещества медленно испаряется в атмосферу. Там образовавшиеся диметилсульфид окисляется до диоксида серы. Получившиеся аэрозоли являются ядрами облачных капель. Возникает гораздо больше, чем раньше, плотных облаков. Что обеспечивают снижение уровня солнечной энергии, достигающей поверхности нашей планеты.

Итак, еще раз: больше солнечной энергии означает, что появляется больше водорослей. Которые, в свою очередь, активнее насыщают аэрозолями атмосферу. А это, в свою очередь приводит к тому, что количество солнечной энергии уменьшается. Водорослям становится нечего есть, и их популяция снижается. Вследствие этого выделяется меньше аэрозолей. И снова увеличивается количество солнечной энергии. Получается своего рода саморегулирующаяся система. Которая поддерживает температуру Земли в определенных границах. И она работает только потому, что на этой планете есть живые существа — водоросли и бактерии.

Советуем почитать  Сложная жизнь Земли древнее, чем считали ученые

Соль, кислород и углекислый газ

И подобные системы работают не только в этой сфере. Например – регулирование солености океанов. Ведь она практически постоянна. А почему? Ведь на самом деле реки постоянно несут соли и минералы в моря. По прошествии многих миллионов лет наши моря, по идее, должны были стать солеными сиропами, абсолютно враждебными к жизни. Однако это вовсе не так. Но почему?  Какой процесс помогает поддерживать постоянную соленость океанов? Да хотя бы такой, например: в мелководных лагунах, которые периодически пересыхают, собирается и испаряется морская вода. Которая оставляет после себя соляные отложения. Опресненная вода уходит в атмосферу и возвращается в виде свежего пресного дождя обратно в море. А как образуются лагуны? Как правило, это рифы. А их строят различные живые существа. Известно, что некоторые водоросли тоже могут способствовать снижению солености океанов.

То же самое происходит и с кислородом в атмосфере. Вдумайтесь: это чрезвычайно активный газ! Предоставленный самому себе, он очень быстро на все реагирует. И вступает в реакцию со всем, чем только можно! Однако, несмотря на это, содержание кислорода в земной атмосфере сравнительно постоянно. Почему? Да потому что живые существа постоянно пополняют его запасы. Жизнь также регулирует и количество CO2. Многие микроорганизмы имеют скелеты из извести, для чего им нужен углерод. Который они получают, среди всего прочего, из океанов. И атмосферы. А затем, когда они умирают, углерод попадает в толщу горных пород. И никогда не возвращается в атмосферу. Другие организмы, например лишайники, вызывают выветривание горных пород и выделение углерода.

Так действительно ли Земля является саморегулирующимся сверхорганизмом, обеспечивающим процветание жизни? К сожалению, все не так просто. Гипотеза Геи подвергается серьезной критике. Некоторые ученые утверждают, что для ответа на все вопросы требуется окончательная концепция теории эволюции. Которой, к сожалению, пока не существует.

Гипотеза Геи. Никакой эзотерики!

С гипотезой Лавлока сыграл злую шутку тот факт, что он назвал ее в честь греческой богини земли Геи. Хотя ученый, конечно же, вовсе не имел в виду какую-то мистику. Однако многие в научном сообществе восприняли это как какую-то новую странную естественную религию. А за пределами научного мира естественно тут же нашлись соответствующие люди, которые с благодарностью восприняли это заблуждение. Они с радостью начали развивать эзотерически-религиозные концепции о том, что мать-земля как-то связана с наукой Лавлока.

Советуем почитать  Где искать внеземную жизнь?

Есть и аналог гипотезы Геи. А именно «гипотеза Медеи», выдвинутая палеонтологом Питером Уордом в 2009 году. В ней говорится, что жизнь может быть очень нежелательным явлением для планеты. Например, когда земные микроорганизмы придумали способ производить кислород, это была чудовищная катастрофа. Поскольку кислород, как уже говорилось выше, очень активный газ, он был чрезвычайно ядовит почти для всех существовавших тогда живых существ. И они прекрасно обходились без кислорода. Но вдруг весь мир внезапно наполнился ядом. В итоге произошло крупнейшее массовое вымирание в истории. И выжили лишь немногие, способные переносить кислород. И поэтому мы сейчас живем в кислородной атмосфере.

Бесспорно, на Земле существуют механизмы обратной связи, такие как описанная в гипотезе CLAW. Но делать из этого вывод, что существует «сверхорганизм», делающий жизнь процветающей, — это уже чересчур. Просто сама жизнь подстраивается под условия планеты. И регулирует ее химию так, чтобы иметь возможность выжить. Это происходит случайным образом. И кислородная катастрофа яркий тому пример.

Гипотеза Геи продолжает обсуждаться среди биологов. И именно потому, что многие мысли из нее до сих пор интересны и актуальны.

Да, Земля является живой планетой. Но лишь потому, что на ней существует жизнь. И если мы лучше поймем все механизмы обратной связи, которые возникли естественным путем, если мы поймем, как жизнь взаимодействует со своей планетой, то наши шансы обнаружить «вторую Землю» где-то в космосе многократно возрастут.

Понравилась статья? Поделитесь ей в социальных сетях! Огромное спасибо!
Живой Космос
Добавить комментарий