Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Многоликая Гея

Сейчас существуют по крайней мере три различных варианта гипотезы Геи.

Оптимизирующая Гея. Эта ранняя версия теории о Гее остается одной из самых «сильных». Она подразумевает, что совокупность живых организмов активно регулирует условия окружающей среды, включая чисто физические аспекты биосферы – температуру, кислотность океанов и состав атмосферного газа, – таким образом, чтобы Земля оставалась оптимально пригодной для жизни.

Саморегулирующаяся (гомеостатическая) Гея. Это более поздний вариант теории, ее более слабая версия. В ней речь идет не о том, что жизнь активно оптимизирует условия на планете, а о том, что она создает системы отрицательной обратной связи, которые позволяют поддерживать в определенных пределах те факторы, которые нужны для нормального функционирования жизни: температуру и содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере.

Гея как сверхорганизм. Земля – это не просто планета, поддерживающая жизнь; она сама является живым организмом. Это наиболее сильное толкование теории; в мире ученых эта версия считается ненаучной.

Гея – справедливая богиня?

Гипотеза Геи продолжает вызывать научный интерес и неутихающие споры. Этой теории было посвящено несколько международных конференций. И действительно, для недоверия есть все основания. Ряд последних открытий поставил под сомнение гипотезу о Гее. Особенно изобличительными являются два направления исследований: одно связано с глубокой древностью и занимается изучением древних пород, а другое основано на моделировании будущего. Оба опровергают основные предсказания гипотезы Геи. Но если уж выбирать из мифологии материнский персонаж, наиболее удачно характеризующий биосферу, следовало бы выбрать жестокую Медею, сбежавшую с Ясоном и аргонавтами. Она была волшебницей, принцессой и убийцей собственных детей.

Что касается фактов из глубокой древности – один из самых сильных аргументов сторонников гипотезы Геи заключается в том, что температура на планете оставалась устойчивой и постоянной благодаря обратным связям, которые обязаны своим существованием живым организмам. Самым важным из этих «термостатов» является цикл, связанный с действием атмосферных условий (см. главу 6). Вулканы постоянно извергают в атмосферу большое количество углекислого газа – самого сильного по воздействию на климат парникового газа. Если от него не избавляться, его содержание вырастет до такой степени, что на Земле начнется стремительное потепление, вплоть до того, что когда-нибудь океаны вскипят и испарятся. По-видимому, именно такая судьба постигла Венеру около 4 миллиардов лет назад.

Очистка атмосферы от углекислого газа в значительной степени обеспечивается химическим выветриванием богатых силикатами пород, таких как гранит. В результате химической реакции углекислый газ захватывается известняком и удаляется из атмосферы. Увеличению скорости этой реакции способствуют наземные растения, корни которых разрушают горные породы и позволяют воде и углекислому газу свободно проникать внутрь. Кроме того, растения также напрямую удаляют углекислый из атмосферы посредством фотосинтеза.

Пока все это укладывается в рамки гипотезы о Гее. Но по мере того как ученые получали все более точные сведения о том, какие глобальные температуры были характерны для Земли в прошлом, постоянство температуры начали подвергать большим сомнениям, а это плохо соотносится с гипотезой о Гее. Средняя температура испытывала довольно большие перепады, которые были связаны с появлением и эволюцией новых форм жизни.