Hypothèse Gaïa - Gaia hypothesis

L'étude de l' habitabilité planétaire est en partie basée sur l' extrapolation de la connaissance de la Terre conditions d », comme la Terre est la seule planète connue actuellement à la vie portuaire ( Le Blue Marble , 1972 Apollo 17 photo)

L' hypothèse Gaia ( / ɡ . Ə / ), également connu sous le nom de la théorie Gaia , paradigme Gaia , ou le principe Gaia , propose que la vie des organismes interagissent avec leurs inorganiques environnement sur Terre pour former une synergie et d' auto-régulation , système complexe qui contribue à maintenir et à perpétuer les conditions de vie sur la planète.

L'hypothèse a été formulée par le chimiste James Lovelock et co-développée par la microbiologiste Lynn Margulis dans les années 1970. Lovelock a nommé l'idée d'après Gaia , la déesse primordiale qui personnifiait la Terre dans la mythologie grecque . En 2006, la Geological Society of London a décerné à Lovelock la médaille Wollaston en partie pour son travail sur l'hypothèse Gaia.

Les sujets liés à l'hypothèse comprennent comment la biosphère et l' évolution des organismes affectent la stabilité de la température globale , la salinité de l' eau de mer , les niveaux d' oxygène atmosphérique , le maintien d'une hydrosphère d'eau liquide et d'autres variables environnementales qui affectent l' habitabilité de la Terre .

L'hypothèse Gaia a d'abord été critiquée pour son caractère téléologique et contre les principes de la sélection naturelle , mais des améliorations ultérieures ont aligné l'hypothèse de Gaia avec des idées de domaines tels que la science du système terrestre , la biogéochimie et l'écologie des systèmes . Même ainsi, l'hypothèse de Gaïa continue d'attirer les critiques, et aujourd'hui de nombreux scientifiques la considèrent comme faiblement étayée par les preuves disponibles ou en contradiction avec celles-ci.

Aperçu

Les hypothèses gaïennes suggèrent que les organismes co-évoluent avec leur environnement : c'est-à-dire qu'ils « influencent leur environnement abiotique , et cet environnement à son tour influence le biote par le processus darwinien ». Lovelock (1995) en a donné la preuve dans son deuxième livre, montrant l'évolution du monde des premières bactéries thermo-acido-philes et méthanogènes vers l' atmosphère enrichie en oxygène aujourd'hui qui supporte une vie plus complexe .

Une version réduite de l'hypothèse a été appelée « Gaïa influente » dans « Évolution dirigée de la biosphère : sélection biogéochimique ou Gaïa ? par Andrei G. Lapenis, qui affirme que le biote influence certains aspects du monde abiotique, par exemple la température et l'atmosphère. Ce n'est pas le travail d'un individu mais d'un collectif de recherche scientifique russe qui a été combiné dans cette publication évaluée par des pairs. Il énonce la coévolution de la vie et de l'environnement à travers des « micro-forces » et des processus biogéochimiques. Un exemple est comment l'activité des bactéries photosynthétiques à l'époque précambrienne a complètement modifié l' atmosphère terrestre pour la rendre aérobie, et ainsi soutenir l'évolution de la vie (en particulier la vie eucaryote ).

Étant donné que des barrières ont existé tout au long du vingtième siècle entre la Russie et le reste du monde, ce n'est que relativement récemment que les premiers scientifiques russes qui ont introduit des concepts chevauchant le paradigme de Gaïa sont devenus mieux connus de la communauté scientifique occidentale. Ces scientifiques comprennent Piotr Alekseevich Kropotkin (1842-1921) (bien qu'il ait passé une grande partie de sa vie professionnelle en dehors de la Russie), Rafail Vasil'evich Rizpolozhensky (1862 - vers 1922), Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) et Vladimir Alexandrovich Kostitzin (1886-1963).

Les biologistes et les scientifiques de la Terre considèrent généralement les facteurs qui stabilisent les caractéristiques d'une période comme une propriété émergente non dirigée ou une entéléchie du système ; comme chaque espèce individuelle poursuit son propre intérêt, par exemple, leurs actions combinées peuvent avoir des effets de contrepoids sur le changement environnemental. Les opposants à ce point de vue parfois des exemples de référence d'événements qui ont entraîné des changements spectaculaires plutôt que l' équilibre stable, comme la conversion de l'atmosphère de la Terre d'un environnement réduisant à un oxygène riche en une à la fin de l' Archéen et le début des Protérozoïque périodes .

Des versions moins acceptées de l'hypothèse prétendent que les changements dans la biosphère sont provoqués par la coordination des organismes vivants et maintiennent ces conditions par l' homéostasie . Dans certaines versions de la philosophie Gaïa , toutes les formes de vie sont considérées comme faisant partie d'un seul être planétaire vivant appelé Gaïa . Dans cette optique, l'atmosphère, les mers et la croûte terrestre seraient le résultat d'interventions menées par Gaia à travers la diversité coévolutive des organismes vivants.

Le paradigme Gaia a eu une influence sur le mouvement de l' écologie profonde .

Des détails

L'hypothèse de Gaia postule que la Terre est un système complexe autorégulé impliquant la biosphère , l' atmosphère , les hydrosphères et la pédosphère , étroitement couplés comme un système évolutif. L'hypothèse soutient que ce système dans son ensemble, appelé Gaia, recherche un environnement physique et chimique optimal pour la vie contemporaine.

Gaia évolue à travers un système de rétroaction cybernétique opéré inconsciemment par le biote , conduisant à une large stabilisation des conditions d'habitabilité dans une homéostasie complète. De nombreux processus à la surface de la Terre essentiels aux conditions de vie dépendent de l'interaction des formes vivantes, en particulier des micro - organismes , avec des éléments inorganiques. Ces processus établissent un système de contrôle global qui régule la température de surface de la Terre , la composition de l'atmosphère et la salinité des océans , alimenté par l'état de déséquilibre thermodynamique global du système Terre.

L'existence d'une homéostasie planétaire influencée par des formes vivantes avait déjà été observée dans le domaine de la biogéochimie , et elle est également étudiée dans d'autres domaines comme la science du système terrestre . L'originalité de l'hypothèse de Gaïa repose sur le constat qu'un tel équilibre homéostatique est activement recherché dans le but de conserver les conditions optimales de vie, même lorsque des événements terrestres ou extérieurs les menacent.

Régulation de la température de surface globale

Les graphiques de paléotempérature de Rob Rohde

Depuis que la vie a commencé sur Terre, l'énergie fournie par le Soleil a augmenté de 25 à 30 % ; cependant, la température de surface de la planète est restée dans les niveaux d'habitabilité, atteignant des marges basses et élevées assez régulières. Lovelock a également émis l'hypothèse que les méthanogènes produisaient des niveaux élevés de méthane dans l'atmosphère primitive, donnant une vue similaire à celle trouvée dans le smog pétrochimique, similaire à certains égards à l'atmosphère de Titan . Ceci, suggère-t-il, avait tendance à filtrer les ultraviolets jusqu'à la formation de l'écran d'ozone, maintenant un certain degré d'homéostasie. Cependant, la Terre boule de neige la recherche a suggéré que les « chocs d'oxygène » et les niveaux de méthane réduit a conduit, au cours de la huronienne , Sturtien et Marinoéen / Varanger Ice Age, dans un monde qui est devenu presque un solide « boule de neige ». Ces époques sont des preuves contre la capacité de la biosphère pré- phanérozoïque à s'autoréguler complètement.

Le traitement du gaz à effet de serre CO 2 , expliqué ci-dessous, joue un rôle essentiel dans le maintien de la température de la Terre dans les limites de l'habitabilité.

L' hypothèse de GRIFFE , inspiré par l'hypothèse Gaia, propose une boucle de rétroaction qui fonctionne entre l' océan écosystèmes et la Terre du climat . L' hypothèse propose spécifiquement que le phytoplancton particulier qui produit du sulfure de diméthyle soit sensible aux variations du forçage climatique , et que ces réponses conduisent à une boucle de rétroaction négative qui agit pour stabiliser la température de l' atmosphère terrestre .

Actuellement, l'augmentation de la population humaine et l'impact environnemental de leurs activités, comme la multiplication des gaz à effet de serre, peuvent faire que les rétroactions négatives dans l'environnement deviennent des rétroactions positives . Lovelock a déclaré que cela pourrait entraîner un réchauffement climatique extrêmement accéléré , mais il a depuis déclaré que les effets se produiront probablement plus lentement.

Simulations Daisyworld

Tracés d'une simulation Daisyworld standard en noir et blanc

En réponse aux critiques selon lesquelles l'hypothèse de Gaia nécessitait apparemment une sélection de groupe et une coopération irréalistes entre les organismes, James Lovelock et Andrew Watson ont développé un modèle mathématique, Daisyworld , dans lequel la compétition écologique sous-tendait la régulation de la température planétaire.

Daisyworld examine le bilan énergétique d'une planète peuplée de deux types de plantes différents, les marguerites noires et les marguerites blanches, qui sont supposées occuper une partie importante de la surface. La couleur des marguerites influence l' albédo de la planète de telle sorte que les marguerites noires absorbent plus de lumière et réchauffent la planète, tandis que les marguerites blanches reflètent plus de lumière et refroidissent la planète. On suppose que les marguerites noires poussent et se reproduisent mieux à une température plus basse, tandis que les marguerites blanches sont supposées se développer mieux à une température plus élevée. À mesure que la température se rapproche de la valeur que les marguerites blanches aiment, les marguerites blanches produisent plus de marguerites noires, ce qui conduit à un plus grand pourcentage de surface blanche, et plus de lumière du soleil est réfléchie, réduisant l'apport de chaleur et refroidissant finalement la planète. À l'inverse, lorsque la température baisse, les marguerites noires produisent plus de marguerites blanches, absorbant plus de lumière solaire et réchauffant la planète. La température va ainsi converger vers la valeur à laquelle les taux de reproduction des plantes sont égaux.

Lovelock et Watson ont montré que, dans une gamme limitée de conditions, cette rétroaction négative due à la compétition peut stabiliser la température de la planète à une valeur qui soutient la vie, si la production d'énergie du Soleil change, alors qu'une planète sans vie présenterait de grandes variations de température. . Le pourcentage de marguerites blanches et noires changera continuellement pour maintenir la température à la valeur à laquelle les taux de reproduction des plantes sont égaux, permettant aux deux formes de vie de prospérer.

Il a été suggéré que les résultats étaient prévisibles parce que Lovelock et Watson ont sélectionné des exemples qui ont produit les réponses qu'ils souhaitaient.

Régulation de la salinité océanique

La salinité des océans est constante à environ 3,5% depuis très longtemps. La stabilité de la salinité dans les environnements océaniques est importante car la plupart des cellules nécessitent une salinité plutôt constante et ne tolèrent généralement pas des valeurs supérieures à 5%. La salinité constante des océans était un mystère de longue date, car aucun processus compensant l'afflux de sel des rivières n'était connu. Récemment, il a été suggéré que la salinité peut également être fortement influencée par la circulation de l' eau de mer à travers les roches basaltiques chaudes et émerger sous forme de bouches d'eau chaude sur les dorsales médio-océaniques . Cependant, la composition de l'eau de mer est loin de l'équilibre, et il est difficile d'expliquer ce fait sans l'influence des processus organiques. Une explication suggérée réside dans la formation de plaines salées tout au long de l'histoire de la Terre. On suppose que ceux-ci sont créés par des colonies bactériennes qui fixent les ions et les métaux lourds au cours de leur processus vital.

Dans les processus biogéochimiques de la Terre, les sources et les puits sont le mouvement des éléments. La composition des ions de sel dans nos océans et nos mers est : sodium (Na + ), chlore (Cl ), sulfate (SO 4 2− ), magnésium (Mg 2+ ), calcium (Ca 2+ ) et potassium (K + ). Les éléments qui composent la salinité ne changent pas facilement et sont une propriété conservatrice de l'eau de mer. Il existe de nombreux mécanismes qui changent la salinité d'une forme particulaire à une forme dissoute et vice-versa. Compte tenu de la composition métallique des sources de fer à travers une grille à multiples facettes de conception thermomagnétique, non seulement le mouvement des éléments aiderait hypothétiquement à restructurer le mouvement des ions, des électrons, etc., mais aiderait aussi potentiellement et inexplicablement à équilibrer les corps magnétiques du Le champ géomagnétique de la Terre. Les sources connues de sodium, c'est-à-dire les sels, sont lorsque l'altération, l'érosion et la dissolution des roches sont transportées dans les rivières et déposées dans les océans.

La mer Méditerranée comme étant le rein de Gaia est trouvée ( ici ) par Kenneth J. Hsue, un auteur de correspondance en 2001. Hsue suggère que la " dessiccation " de la Méditerranée est la preuve d'un "rein" de Gaia fonctionnel. Dans ce cas et dans les cas précédents, ce sont les mouvements des plaques et la physique, et non la biologie, qui effectuent la régulation. Des "fonctions rénales" antérieures ont été exécutées lors du " déposition des géants salins du Crétacé ( Atlantique Sud ), du Jurassique ( Golfe du Mexique ), du Permo-Trias ( Europe ), du Dévonien ( Canada ), du Cambrien / Précambrien ( Gondwana )".

Régulation de l'oxygène dans l'atmosphère

Niveaux de gaz dans l'atmosphère en 420 000 ans de données de carottes de glace de Vostok, station de recherche en Antarctique . La période actuelle est à gauche.

Le théorème de Gaia stipule que la composition atmosphérique de la Terre est maintenue à un état dynamiquement stable par la présence de la vie. La composition atmosphérique fournit les conditions auxquelles la vie contemporaine s'est adaptée. Tous les gaz atmosphériques autres que les gaz nobles présents dans l'atmosphère sont soit fabriqués par les organismes soit traités par eux.

La stabilité de l'atmosphère terrestre n'est pas une conséquence de l'équilibre chimique . L'oxygène est un composé réactif et devrait éventuellement se combiner avec les gaz et les minéraux de l'atmosphère et de la croûte terrestre. L'oxygène n'a commencé à persister dans l'atmosphère qu'en petites quantités environ 50 millions d'années avant le début du Grand Événement d'Oxygénation . Depuis le début de la période cambrienne , les concentrations d'oxygène dans l'atmosphère ont fluctué entre 15 % et 35 % du volume atmosphérique. Les traces de méthane (à raison de 100 000 tonnes produites par an) ne devraient pas exister, car le méthane est combustible dans une atmosphère d'oxygène.

L'air sec de l' atmosphère terrestre contient environ (en volume) 78,09 % d' azote , 20,95 % d'oxygène, 0,93 % d' argon , 0,039% de dioxyde de carbone et de petites quantités d'autres gaz, dont le méthane . Lovelock a supposé à l'origine que des concentrations d'oxygène supérieures à environ 25 % augmenteraient la fréquence des incendies de forêt et de la conflagration des forêts. Ce mécanisme, cependant, n'augmenterait pas les niveaux d'oxygène s'ils devenaient trop bas. S'il est démontré que les plantes sur-produisent de manière robuste de l'O2, alors peut-être que le régulateur des feux de forêt à haute teneur en oxygène est nécessaire. Des travaux récents sur les découvertes de charbon de bois causé par le feu dans les mesures du charbon du Carbonifère et du Crétacé, dans les périodes géologiques où O 2 dépassait 25 %, a soutenu l'affirmation de Lovelock.

Traitement du CO 2

Les scientifiques de Gaia considèrent la participation des organismes vivants au cycle du carbone comme l'un des processus complexes qui maintiennent des conditions propices à la vie. La seule source naturelle importante de dioxyde de carbone ( CO 2 ) atmosphérique est l'activité volcanique , tandis que la seule élimination importante se fait par la précipitation des roches carbonatées . La précipitation, la dissolution et la fixation du carbone sont influencées par les bactéries et les racines des plantes dans les sols, où elles améliorent la circulation gazeuse, ou dans les récifs coralliens, où le carbonate de calcium se dépose sous forme solide sur le fond marin. Le carbonate de calcium est utilisé par les organismes vivants pour fabriquer des tests et des coquilles carbonés. Une fois mortes, les coquilles des organismes vivants tombent. Certains arrivent au fond des océans où la tectonique des plaques et la chaleur et/ou la pression les transforment finalement en dépôts de craie et de calcaire. Cependant, une grande partie des coquilles mortes qui tombent se dissolvent dans l'océan en dessous de la profondeur de compensation du carbone.

L'un de ces organismes est Emiliania huxleyi , une algue coccolithophore abondante qui pourrait jouer un rôle dans la formation des nuages . L' excès de CO 2 est compensé par une augmentation de la vie des coccolithophorides, augmentant la quantité de CO 2 enfermée dans le fond océanique. Les coccolithophorides, si l'hypothèse CLAW s'avère étayée (voir « Régulation de la température globale de surface » ci-dessus), pourraient contribuer à augmenter la couverture nuageuse, donc contrôler la température de surface, aider à refroidir l'ensemble de la planète et favoriser les précipitations nécessaires aux plantes terrestres. Dernièrement, la concentration de CO 2 dans l'atmosphère a augmenté et il existe des preuves que les concentrations de proliférations d'algues océaniques augmentent également.

Le lichen et d'autres organismes accélèrent l' altération des roches en surface, tandis que la décomposition des roches se produit également plus rapidement dans le sol, grâce à l'activité des racines, des champignons, des bactéries et des animaux souterrains. Le flux de dioxyde de carbone de l'atmosphère vers le sol est donc régulé avec l'aide des êtres vivants. Lorsque les niveaux de CO 2 augmentent dans l'atmosphère, la température augmente et les plantes poussent. Cette croissance entraîne une consommation plus élevée de CO 2 par les plantes, qui le transforment dans le sol, le retirant de l'atmosphère.

Histoire

Précédents

Earthrise prise d' Apollo 8 le 24 décembre 1968

L'idée de la Terre comme un tout intégré, un être vivant, a une longue tradition. La mythique Gaïa était la déesse grecque primitive personnifiant la Terre , la version grecque de « Mère Nature » (de Ge = Terre, et Aia = grand-mère de la TARTE ), ou la Terre Mère . James Lovelock a donné ce nom à son hypothèse après une suggestion du romancier William Golding , qui vivait à l'époque dans le même village que Lovelock ( Bowerchalke , Wiltshire , Royaume-Uni). Le conseil de Golding était basé sur Gea, une orthographe alternative pour le nom de la déesse grecque, qui est utilisé comme préfixe en géologie, géophysique et géochimie. Golding a ensuite fait référence à Gaia dans son discours d'acceptation du prix Nobel .

Au XVIIIe siècle, alors que la géologie se consolidait en tant que science moderne, James Hutton soutenait que les processus géologiques et biologiques sont liés. Plus tard, le naturaliste et explorateur Alexander von Humboldt a reconnu la coévolution des organismes vivants, du climat et de la croûte terrestre. Au XXe siècle, Vladimir Vernadsky a formulé une théorie du développement de la Terre qui est aujourd'hui l'un des fondements de l'écologie. Vernadsky était un géochimiste ukrainien et l'un des premiers scientifiques à reconnaître que l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre résultent de processus biologiques. Au cours des années 1920, il a publié des travaux affirmant que les organismes vivants pouvaient remodeler la planète aussi sûrement que n'importe quelle force physique. Vernadsky a été un pionnier des bases scientifiques des sciences de l'environnement. Ses déclarations visionnaires n'étaient pas largement acceptées en Occident, et quelques décennies plus tard, l'hypothèse de Gaïa a reçu le même type de résistance initiale de la communauté scientifique.

Toujours au tournant du 20e siècle, Aldo Leopold , pionnier dans le développement de l' éthique environnementale moderne et dans le mouvement pour la conservation de la nature sauvage , a suggéré une Terre vivante dans son éthique biocentrique ou holistique concernant la terre.

Il n'est au moins pas impossible de considérer les parties de la terre – sol, montagnes, rivières, atmosphère, etc. – comme des organes ou des parties d'organes d'un tout coordonné, chaque partie ayant sa fonction définie. Et si nous pouvions voir cet ensemble, dans son ensemble, sur une longue période de temps, nous pourrions percevoir non seulement des organes dotés de fonctions coordonnées, mais peut-être aussi ce processus de consommation en tant que remplacement que nous appelons en biologie le métabolisme ou la croissance. Dans un tel cas, nous aurions tous les attributs visibles d'un être vivant, dont nous ne nous rendons pas compte parce qu'il est trop grand et que ses processus de vie sont trop lents.

—  Stephan Harding, Animer la Terre .

Une autre influence pour l'hypothèse Gaia et le mouvement environnemental en général est venue comme un effet secondaire de la course à l' espace entre l'Union soviétique et les États-Unis d'Amérique. Au cours des années 1960, les premiers humains dans l'espace pouvaient voir à quoi ressemblait la Terre dans son ensemble. La photographie Earthrise prise par l'astronaute William Anders en 1968 lors de la mission Apollo 8 est devenue, grâce à l' Overview Effect, un des premiers symboles du mouvement écologique mondial.

Formulation de l'hypothèse

Lovelock a commencé à définir l'idée d'une Terre autorégulée contrôlée par la communauté des organismes vivants en septembre 1965, alors qu'il travaillait au Jet Propulsion Laboratory en Californie sur des méthodes de détection de la vie sur Mars . Le premier article à le mentionner était Planetary Atmospheres: Compositional and other Changes Associated with the Presence of Life , co-écrit avec CE Giffin. Un concept principal était que la vie pouvait être détectée à l'échelle planétaire par la composition chimique de l'atmosphère. D'après les données recueillies par l' observatoire du Pic du Midi , des planètes comme Mars ou Vénus avaient des atmosphères en équilibre chimique . Cette différence avec l'atmosphère terrestre était considérée comme une preuve qu'il n'y avait pas de vie sur ces planètes.

Lovelock a formulé l' hypothèse Gaia dans des articles de revues en 1972 et 1974, suivi d'un livre de vulgarisation en 1979 Gaia: A new look at life on Earth . Un article dans le New Scientist du 6 février 1975 et une version populaire de l'hypothèse, publiée en 1979 sous le titre The Quest for Gaia , ont commencé à attirer l'attention des scientifiques et des critiques.

Lovelock l'a d'abord appelée l'hypothèse de rétroaction de la Terre, et c'était une façon d'expliquer le fait que des combinaisons de produits chimiques, notamment l' oxygène et le méthane, persistent à des concentrations stables dans l'atmosphère de la Terre. Lovelock a suggéré de détecter de telles combinaisons dans l'atmosphère d'autres planètes comme un moyen relativement fiable et bon marché de détecter la vie.

Plus tard, d'autres relations telles que les créatures marines produisant du soufre et de l'iode dans approximativement les mêmes quantités que celles requises par les créatures terrestres ont émergé et ont contribué à renforcer l'hypothèse.

En 1971, la microbiologiste, le Dr Lynn Margulis, a rejoint Lovelock dans le but d'étoffer l'hypothèse initiale en concepts scientifiquement prouvés, apportant ses connaissances sur la façon dont les microbes affectent l'atmosphère et les différentes couches de la surface de la planète. La biologiste américaine avait également éveillé les critiques de la communauté scientifique avec son plaidoyer en faveur de la théorie sur l'origine des organites eucaryotes et ses contributions à la théorie endosymbiotique , aujourd'hui admise. Margulis a dédié le dernier des huit chapitres de son livre, La planète symbiotique , à Gaia. Cependant, elle s'est opposée à la personnification généralisée de Gaïa et a souligné que Gaïa n'est « pas un organisme », mais « une propriété émergente d'interaction entre les organismes ». Elle a défini Gaia comme "la série d'écosystèmes en interaction qui composent un seul et même écosystème énorme à la surface de la Terre. Période". Le "slogan" le plus mémorable du livre a en fait été raillé par un étudiant de Margulis.

James Lovelock a appelé sa première proposition l' hypothèse de Gaïa, mais a également utilisé le terme théorie de Gaïa . Lovelock déclare que la formulation initiale était basée sur l'observation, mais manquait toujours d'explication scientifique. L'hypothèse de Gaia a depuis été soutenue par un certain nombre d'expériences scientifiques et a fourni un certain nombre de prédictions utiles.

Première conférence Gaïa

En 1985, premier colloque public sur l'hypothèse Gaïa, La Terre est-elle un organisme vivant ? a eu lieu à l' Université du Massachusetts Amherst , du 1er au 6 août. Le sponsor principal était la National Audubon Society . Les orateurs étaient James Lovelock, George Wald , Mary Catherine Bateson , Lewis Thomas , John Todd , Donald Michael, Christopher Bird , Thomas Berry , David Abram , Michael Cohen et William Fields. Quelque 500 personnes y ont assisté.

Deuxième conférence Gaia

En 1988, le climatologue Stephen Schneider a organisé une conférence de l' American Geophysical Union . La première conférence Chapman sur Gaia s'est tenue à San Diego, en Californie, le 7 mars 1988.

Au cours de la session « fondements philosophiques » de la conférence, David Abram a parlé de l'influence de la métaphore dans la science et de l'hypothèse de Gaïa comme offrant une métaphorique nouvelle et potentiellement révolutionnaire, tandis que James Kirchner a critiqué l'hypothèse de Gaïa pour son imprécision. Kirchner a affirmé que Lovelock et Margulis n'avaient pas présenté une hypothèse de Gaïa, mais quatre :

  • CoEvolutionary Gaia : que la vie et l'environnement ont évolué de manière couplée. Kirchner a affirmé que cela était déjà accepté scientifiquement et n'était pas nouveau.
  • Gaïa homéostatique : que la vie maintenait la stabilité de l'environnement naturel, et que cette stabilité permettait à la vie de continuer à exister.
  • Gaïa géophysique : que l'hypothèse de Gaïa a suscité un intérêt pour les cycles géophysiques et a donc conduit à de nouvelles recherches intéressantes en dynamique géophysique terrestre.
  • Optimiser Gaia : que Gaia a façonné la planète d'une manière qui en a fait un environnement optimal pour la vie dans son ensemble. Kirchner a affirmé que ce n'était pas testable et n'était donc pas scientifique.

De Homeostatic Gaia, Kirchner a reconnu deux alternatives. "Weak Gaia" a affirmé que la vie tend à rendre l'environnement stable pour l'épanouissement de toute vie. " Strong Gaia " selon Kirchner, a affirmé que la vie tend à rendre l'environnement stable, pour permettre l'épanouissement de toute vie. Strong Gaia, a affirmé Kirchner, était intestable et donc non scientifique.

Lovelock et d'autres scientifiques soutenant Gaia ont cependant tenté de réfuter l'affirmation selon laquelle l'hypothèse n'est pas scientifique car il est impossible de la tester par une expérience contrôlée. Par exemple, contre l'accusation selon laquelle Gaia était téléologique, Lovelock et Andrew Watson ont proposé le modèle Daisyworld (et ses modifications, ci-dessus) comme preuve contre la plupart de ces critiques. Lovelock a déclaré que le modèle Daisyworld « démontre que l'autorégulation de l'environnement mondial peut émerger de la concurrence entre les types de vie modifiant leur environnement local de différentes manières ».

Lovelock a pris soin de présenter une version de l'hypothèse de Gaïa qui ne prétendait pas que Gaïa maintenait intentionnellement ou consciemment l'équilibre complexe dans son environnement dont la vie avait besoin pour survivre. Il semblerait que l'affirmation selon laquelle Gaia agit "intentionnellement" était une déclaration dans son livre initial populaire et n'était pas censée être prise à la lettre. Cette nouvelle affirmation de l'hypothèse Gaia était plus acceptable pour la communauté scientifique. La plupart des accusations de téléologisme ont cessé, suite à cette conférence.

Troisième conférence Gaia

Au moment de la 2e Conférence Chapman sur l'hypothèse de Gaïa, tenue à Valence, en Espagne, le 23 juin 2000, la situation avait considérablement changé. Plutôt qu'une discussion sur les points de vue téléologiques de Gaia, ou les "types" d'hypothèses de Gaia, l'accent a été mis sur les mécanismes spécifiques par lesquels l'homéostasie de base à court terme a été maintenue dans un cadre de changement structurel évolutif significatif à long terme.

Les principales questions étaient :

  1. « Comment le système biogéochimique/climatique mondial appelé Gaia a-t-il changé dans le temps ? Quelle est son histoire ? Est-ce que Gaia peut maintenir la stabilité du système à une échelle de temps tout en subissant des changements vectoriels à des échelles de temps plus longues ? Comment l'enregistrement géologique peut-il être utilisé pour examiner ces questions?"
  2. « Quelle est la structure de Gaia ? Les rétroactions sont-elles suffisamment fortes pour influencer l'évolution du climat ? Y a-t-il des parties du système déterminées de manière pragmatique par l'étude disciplinaire entreprise à un moment donné ou y a-t-il un ensemble de parties qui devraient être prises comme le plus vrai pour comprendre Gaïa comme contenant des organismes en évolution au fil du temps ? Quelles sont les rétroactions entre ces différentes parties du système Gaïa, et que signifie la quasi-fermeture de la matière pour la structure de Gaïa en tant qu'écosystème global et pour la productivité de la vie ?"
  3. « Comment les modèles de processus et de phénomènes gaïens se rapportent-ils à la réalité et comment aident-ils à aborder et à comprendre Gaïa ? Comment les résultats de Daisyworld sont-ils transférés dans le monde réel ? Quels sont les principaux candidats pour les « marguerites » ? Est-ce important pour la théorie de Gaïa que trouvons-nous des marguerites ou non ? Comment devrions-nous rechercher des marguerites et devrions-nous intensifier la recherche ? Comment les mécanismes de Gaïen peuvent-ils être associés à l'aide de modèles de processus ou de modèles globaux du système climatique qui incluent le biote et permettent un cycle chimique ?"

En 1997, Tyler Volk a soutenu qu'un système Gaïen est presque inévitablement produit à la suite d'une évolution vers des états homéostatiques éloignés de l'équilibre qui maximisent la production d' entropie , et Kleidon (2004) a convenu de déclarer : un état de MEP associé à l'albédo planétaire" ; "... le comportement résultant d'une Terre symbiotique à un état de MEP pourrait bien conduire à un comportement quasi homéostatique du système Terre sur de longues échelles de temps, comme indiqué par l'hypothèse de Gaia". Staley (2002) a également proposé "... une forme alternative de la théorie de Gaïa basée sur des principes darwiniens plus traditionnels... Dans [cette] nouvelle approche, la régulation environnementale est une conséquence de la dynamique des populations. Le rôle de la sélection est de favoriser les organismes qui sont les mieux adaptés aux conditions environnementales dominantes. Cependant, l'environnement n'est pas une toile de fond statique pour l'évolution, mais est fortement influencé par la présence d'êtres et d'organismes vivants et vibratoires. Le processus dynamique co-évolutif qui en résulte conduit finalement à la convergence d'équilibre et de conditions optimales", mais exigerait également des progrès de la vérité et de la compréhension dans une lentille qui pourrait être soutenue a été mise en pause alors que l'espèce proliférait les besoins de manipulation économique et de dégradation de l'environnement tout en perdant de vue la nature mûrissante des besoins de nombreux. (12:22 10.29.2020)

Quatrième conférence Gaia

Une quatrième conférence internationale sur l'hypothèse Gaia, parrainée par la Northern Virginia Regional Park Authority et d'autres, s'est tenue en octobre 2006 sur le campus d'Arlington, en Virginie, de l'Université George Mason.

Martin Ogle, naturaliste en chef de la NVRPA et partisan de longue date de l'hypothèse Gaia, a organisé l'événement. Lynn Margulis, professeur d'université distingué au département de géosciences de l'université du Massachusetts-Amherst et défenseur de longue date de l'hypothèse de Gaïa, était une conférencière principale. Parmi de nombreux autres intervenants : Tyler Volk, co-directeur du Programme en sciences de la Terre et de l'environnement à l'Université de New York ; Dr Donald Aitken, directeur de Donald Aitken Associates; Dr Thomas Lovejoy, président du Centre Heinz pour la science, l'économie et l'environnement ; Robert Correll, Senior Fellow, Atmospheric Policy Program, American Meteorological Society et éminent éthicien environnementaliste, J. Baird Callicott.

Critique

Après avoir reçu peu d'attention de la part des scientifiques (de 1969 à 1977), l'hypothèse initiale de Gaïa a ensuite été critiquée pendant un certain temps par un certain nombre de scientifiques, tels que Ford Doolittle , Richard Dawkins et Stephen Jay Gould . Lovelock a déclaré que parce que son hypothèse porte le nom d'une déesse grecque et défendue par de nombreux non-scientifiques, l'hypothèse de Gaïa a été interprétée comme une religion néo-païenne . De nombreux scientifiques en particulier ont également critiqué l'approche adoptée dans son livre populaire Gaia, un nouveau regard sur la vie sur Terre pour être téléologique - une croyance selon laquelle les choses ont un but et visent un objectif. Répondant à cette critique en 1990, Lovelock a déclaré : « Nulle part dans nos écrits nous n'exprimons l'idée que l'autorégulation planétaire est intentionnelle, ou implique une prévision ou une planification par le biote ».

Stephen Jay Gould a critiqué Gaia comme étant « une métaphore, pas un mécanisme ». Il voulait connaître les mécanismes réels par lesquels l'homéostasie autorégulée était réalisée. Dans sa défense de Gaia, David Abram soutient que Gould a négligé le fait que le "mécanisme", lui-même, est une métaphore - bien qu'une métaphore extrêmement courante et souvent méconnue - qui nous amène à considérer les systèmes naturels et vivants comme s'ils étaient des machines organisées. et construits de l'extérieur (plutôt que comme phénomènes autopoïétiques ou auto-organisateurs). Les métaphores mécaniques, selon Abram, nous conduisent à négliger la qualité active ou agentielle des entités vivantes, tandis que les métaphores organicistes de l'hypothèse Gaïa accentuent l'action active du biote et de la biosphère dans son ensemble. En ce qui concerne la causalité dans Gaia, Lovelock soutient qu'aucun mécanisme unique n'est responsable, que les connexions entre les divers mécanismes connus ne seront peut-être jamais connues, que cela est bien entendu accepté dans d'autres domaines de la biologie et de l'écologie, et que l'hostilité spécifique est réservé à sa propre hypothèse pour d'autres raisons.

En plus de clarifier son langage et sa compréhension de ce que signifie une forme de vie, Lovelock lui-même attribue la plupart des critiques à un manque de compréhension des mathématiques non linéaires par ses critiques, et à une forme linéarisante de réductionnisme avide dans laquelle tous les événements doivent être immédiatement attribué à des causes spécifiques avant le fait. Il déclare également que la plupart de ses critiques sont des biologistes mais que son hypothèse inclut des expériences dans des domaines extérieurs à la biologie, et que certains phénomènes d'autorégulation peuvent ne pas être mathématiquement explicables.

Sélection naturelle et évolution

Lovelock a suggéré que les mécanismes mondiaux de rétroaction biologique pourraient évoluer par sélection naturelle , affirmant que les organismes qui améliorent leur environnement pour leur survie font mieux que ceux qui endommagent leur environnement. Cependant, au début des années 1980, W. Ford Doolittle et Richard Dawkins se sont opposés séparément à cet aspect de Gaia. Doolittle a fait valoir que rien dans le génome des organismes individuels ne pouvait fournir les mécanismes de rétroaction proposés par Lovelock, et donc l'hypothèse de Gaia n'a proposé aucun mécanisme plausible et n'était pas scientifique. Dawkins a quant à lui déclaré que pour que les organismes agissent de concert, il faudrait de la prévoyance et de la planification, ce qui est contraire à la compréhension scientifique actuelle de l'évolution. Comme Doolittle, il a également rejeté la possibilité que les boucles de rétroaction puissent stabiliser le système.

Lynn Margulis , une microbiologiste qui a collaboré avec Lovelock pour soutenir l'hypothèse de Gaïa, a soutenu en 1999 que « la grande vision de Darwin n'était pas fausse, seulement incomplète. En accentuant la compétition directe entre les individus pour les ressources comme principal mécanisme de sélection, Darwin (et en particulier ses partisans) a créé l'impression que l'environnement n'était qu'une arène statique". Elle a écrit que la composition de l'atmosphère terrestre, de l'hydrosphère et de la lithosphère est régulée autour de "points de consigne" comme dans l' homéostasie , mais ces points de consigne changent avec le temps.

Le biologiste évolutionniste WD Hamilton a appelé le concept de Gaïa Copernican , ajoutant qu'il faudrait un autre Newton pour expliquer comment l'autorégulation de Gaïa se déroule grâce à la sélection naturelle darwinienne . Plus récemment, Ford Doolittle, s'appuyant sur sa proposition ITSNTS (It's The Song Not The Singer) et celle d'Inkpen, a proposé que la persistance différentielle puisse jouer un rôle similaire à la reproduction différentielle dans l'évolution par les sélections naturelles, offrant ainsi une réconciliation possible entre la théorie de la sélection naturelle et la Hypothèse de Gaïa.

La critique au XXIe siècle

L'hypothèse de Gaia continue d'être largement accueillie avec scepticisme par la communauté scientifique. Par exemple, des arguments à la fois pour et contre ont été exposés dans la revue Climatic Change en 2002 et 2003. Un argument important contre lui sont les nombreux exemples où la vie a eu un effet néfaste ou déstabilisant sur l'environnement plutôt que d'agir pour le réguler. . Plusieurs livres récents ont critiqué l'hypothèse de Gaïa, exprimant des points de vue allant de « ... en arrière-plan" à "L'hypothèse de Gaia n'est soutenue ni par la théorie de l'évolution ni par les preuves empiriques des archives géologiques". L' hypothèse CLAW , initialement suggérée comme un exemple potentiel de rétroaction Gaïenne directe, s'est par la suite avérée moins crédible à mesure que la compréhension des noyaux de condensation des nuages s'est améliorée. En 2009, l' hypothèse de Médée a été proposée : que la vie a des impacts (biocides) très néfastes sur les conditions planétaires, en opposition directe avec l'hypothèse de Gaïa.

Dans une évaluation complète de l'hypothèse de Gaïa en 2013 en tenant compte des preuves modernes provenant des différentes disciplines pertinentes, Toby Tyrrell a conclu que : « Je crois que Gaïa est une impasse*. Son étude a cependant généré de nombreuses questions nouvelles et stimulantes. Tout en rejetant Gaia, nous pouvons en même temps apprécier l'originalité et l'étendue de la vision de Lovelock, et reconnaître que son concept audacieux a contribué à stimuler de nombreuses nouvelles idées sur la Terre et à défendre une approche holistique de son étude". Ailleurs, il présente sa conclusion "L'hypothèse Gaia n'est pas une image précise de la façon dont notre monde fonctionne". Cette déclaration doit être comprise comme se référant aux formes « forte » et « modérée » de Gaïa - que le biote obéit à un principe qui fonctionne pour rendre la Terre optimale (force 5) ou favorable à la vie (force 4) ou qu'elle fonctionne comme un mécanisme homéostatique (force 3). Cette dernière est la forme "la plus faible" de Gaia que Lovelock a préconisée. Tyrrell le rejette. Cependant, il trouve que les deux formes les plus faibles de Gaïa - la Gaïa coévolutionnaire et la Gaïa influente, qui affirment qu'il existe des liens étroits entre l'évolution de la vie et l'environnement et que la biologie affecte l'environnement physique et chimique - sont toutes deux crédibles, mais qu'il n'est pas utile d'utiliser le terme « Gaia » dans ce sens et que ces deux formes étaient déjà acceptées et expliquées par les processus de sélection naturelle et d'adaptation.

Voir également

Les références

Sources

Lectures complémentaires

Liens externes