I Zemlja je živo biće...

Stari su Grci imali božanstvo Zemlje koje su nazivali Geja.
Također, kod drevnih naroda često se nailazi na ideju Zemlje kao živog bića. U znanstvenim krugovima prvi je takvu ideju iznio škotski znanstvenik James Hutton na sastanku Kraljevskog društva u Edinburghu 1785. godine.

Izjavio je da je Zemlja nadbiće te da treba proučavati njezinu fiziologiju, a kruženje hranjivih tvari u tlu i vodene protoke smatrati krvotokom.
Njegove ideje ipak su zaboravljene ili odbačene, iako je ostao “Otac geologije”. Jevgraf Maksimovič Korolenko, samouki ukrajinski znanstvenik iz 19. stoljeća, tvrdio je kako je Zemlja biće i svojim je tvrdnjama utjecao na mlađeg rođaka Vladimira Vernadskija koji je 1911. godine razvio pojam biosfere i definirao ga kao područje Zemljine kore nastanjeno preobraziteljima koji pretvaraju zračenje iz svemira u učinkovitu zemaljsku energiju.

Mladi znanstvenik James Lovelock nije bio informiran o radovima navedenih znanstvenika, ali je živeći u prirodnom krajoliku i sobi koja se nadovezivala na staru mlinicu intuitivno osjećao Zemlju kao živo biće. A prvi u nizu događaja koji će dovesti do formuliranja hipoteze Geja dogodilo se 1961. godine.

Bio je to poziv direktora NASA-ina odjela za svemirske letove za pripremu prvog programa pokusa na Mjesecu. James Lovelock počeo je raditi na Mjesečevoj sondi u NASA-inu laboratoriju Jet Propulsion Laboratory u Kaliforniji, odakle je ubrzo premješten na posao kreiranja osjetljivih instrumenata za analizu površine i atmosfere planeta. Temelj njegova obrazovanja bili su medicina i biologija, pa su ga zanimali pokusi kojima bi se otkrio život na drugim planetima.

Zajedno s Dianom Hitchock predložio je analizu atmosfere kao najpouzdaniji put prema otkrivanju života na planetu. Njegova premisa bila je jednostavna – utjecaj života kao globalne pojave mijenja kemijski sastav atmosfere koji je onda uočljiv i bitno se razlikuje od atmosfere beživotna planeta. Lovelock je smatrao da život na nekom planetu može biti samo globalna pojava, a ne lokalna.

Šezdesetih su napravljene prve analize atmosfere Marsa pomoću teleskopa s infracrvenim zrakama. Pokazale su da je kemijski sastav atmosfere Marsa blizu kemijske ravnoteže, s najvećim udjelom ugljikova dioksida od približno 95 posto. Za Lovelocka je to bio siguran dokaz kako život kao globalna pojava ne postoji na Marsu. Sva kasnija istraživanja to su i pokazala.

No, Lovelocku je pogled iz svemira dao i novi pogled na Zemlju. Bio je to početak hipoteze o Geji. Lovelockova temeljna ideja jest da sustav živih bića i njihova planeta (skraćeno – Geja) mora biti u stanju održavati klimatske i kemijske uvjete. Sveukupni sustav života na planetu održava osjetljivu kemijsku ravnotežu (zapravo – neravnotežu. Prava ravnoteža vlada na mrtvom Marsu) i neprekidno je korigira.

Kritike svijeta tratinčica
Godine 1982. u Amsterdamu je Lovelock svoju ideju predstavio kroz model “svijeta tratinčica” (Daisyworld) i zajedno s kolegom Andrewom Watsonom taj model objavio je u časopisu Tellus (Parabola Daisyworld). Svijet tratinčica je pojednostavnjeni model planeta gdje je predstavnik živog svijeta jedna vrsta – tratinčica. Tratinčice rastu samo između 5 stupnjeva celzijusa i 40 stupnjeva celzijusa , a najbolje uspijevaju na temperaturi od približno 20 stupnjeva celzijusa.

Temperatura planeta je određena energetskom ravnotežom Sunčeva isijavanja i emitirane energije planeta, a tratinčice imaju različitu boju i albedo (broj koji pokazuje moć reflektiranja Sunčeva zračenja s tijela koje ne svijetli samo po sebi) između 0 (crna boja) i 1 (bijela boja). Tratinčice albedom mogu regulirati temperaturu cijelog planeta i održavati je pogodnom za život kroz natjecanje različitih vrsta tratinčica s obzirom na boju.

Budući da je Sunce u prošlosti isijavalo približno 30 posto manje snage, pri temperaturi od otprilike 5 stupnjeva celzijusa rastu tamne tratinčice koje upijaju više energije. Nakon određena vremena i sve većeg dotoka energije sa Sunca, razvija se sve više svijetlih tratinčica. Kada temperatura planeta dostigne oko 40 stupnjeva celzijusa, planetom dominiraju svijetle vrste, a tamne propadaju. Natjecanje svijetlih i tamnih vrsta održava temperaturu na razini koja je najbolja za rast i život tratinčica od približno 20 stupnjeva celzijusa.

Tako Lovelock pokazuje kako život na globalnoj razini može mijenjati uvjete za život, u ovom modelu – mijenjajući površinski albedo (različite boje tratinčica ) i tako regulirajući površinsku temperaturu i održavajući je pogodnom za život. Na taj način, smatra Lovelock, biosfera održava zdravlje našeg planeta i čini ga povoljnim za život kao globalnu pojavu. Znanost koja bi trebala proučavati takvo superbiće Lovelock naziva geofiziologija.

Uslijedile su kritike hipoteze i modela “svijeta tratinčica”. Lovelocka su upitali kada će biti sastanak mikroorganizama na kojem će se dogovoriti kolika će biti temperatura Zemlje. Lovelock je odgovorio protupitanjem: Sastaju li se stanice našeg tijela kako bi dogovorile našu tjelesnu temperaturu? A ona je svakog dana našeg života između određene minimalne i maksimalne temperature unutar koje je život moguć, uglavnom blizu optimalne. Baš kao i na Zemlji.

'Pogreška’ - atmosfera
Razni izračuni koji u obzir uzimaju energiju koja dolazi na Zemlju i onu koju Zemlja isijava, daju rezultat od -23 stupnjeva celzijusa za ravnotežnu srednju globalnu površinsku temperaturu. To bi značilo da bi Zemlja morala u cijelosti biti okovana ledom. Ali nije. Gdje je pogreška?

“Pogreška” je atmosfera. To je temperatura vanjskog dijela Zemljina plinovitog omotača, dok je unutrašnjost atmosfere na puno većoj temperaturi i omogućuje postojanje plinovitog i tekućeg medija za prijenos hranjivih sastojaka na globalnoj razini. U ovoj energetskoj priči važni su vodena para, ugljikov dioksid, metan, klorofluorougljici (freoni) i drugi plinovi staklenika. Danas nitko ne osporava postojanje interakcije između živog svijeta i ostatka planeta na kojem živimo. No, za hipotezu o Geji jedinstveno je to što tvrdi da su se geološka i biološka evolucija odvijale paralelno te da živi svijet održava bioravnotežu prijeko potrebnu za odvijanje života.

Ona pruža holistički pogled na svijet, u kojem su svi elementi međusobno umreženi i međuovisni. Zemlja je sustav koji sam upravlja sobom i uključuje sav život koji se na njemu nalazi, uključujući ljude, zrak, ocean, stijene i održava se u udobnom stanju. Imajući na umu u kojoj je mjeri Zemlja različita od mrtvog Marsa, znanstveni pisac Lewis Thomas prije mnogo godina je zapisao: “Očito je da je Zemlja živa!”

Svijet tratinčica je samo model. Kakva je stvarna situacija s obzirom na temperaturu naše Zemlje? Slična. Najnovija istraživanja cvjetanja mora i sličnih pojava kod ocenskih organizama pokazuju kako oni svojim djelovanjem utječu na temperaturu. Tropske šume u području Amazone sustav održavaju vlažnim i pogodnim za život. Tamne šume u sjevernim predjelima Zemljine polutke svojim albedom utječu na otapanja snijega jer privlače više Sunčevih zraka nego što snijeg odbija zbog svog visokog albeda. Planktoni se skupljaju i razmnožavaju ispod oštećenih dijelova ozonskog omotača, “krpajući” ga kisikom.

Lovelock je napravio presjek kroz geološku povijest planeta Zemlje i pokazao da su mnoge stvari u atmosferi, oceanima i na Zemljinoj kori uravnotežene posredovanjem živih organizama. Količina kisika stabilizirala se na 21 posto, s kojih bi odavno skliznula da je stalno ne održava mehanizam biosfere kroz ispuštanje kisika iz šuma ili razorne šumske požare koji troše višak kisika. A već 25 posto kisika u zraku imalo bi razorne posljedice jer bi drveće izgorjelo i prije nego što bi izraslo, pa ne bi bilo šuma. Da ga je manje, bilo bi ga premalo za ostatak živog svijeta. Sličan primjer predstavlja kalcij. Pojava organizama koji su akumulirali kalcij u svojim ljušturama bila je presudna da se stvori povoljna količina soli u oceanima – da je soli malo više, oceani ne bi bili pogodni za život. A najvažnije od svega – što se događa i danas – jest da cijela životna zajednica regulira temperaturu na planetu.