สมมติฐานไกอา
สมมติฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก
การศึกษาเรื่องความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์นั้นส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับการประมาณจากความรู้เกี่ยวกับสภาวะต่างๆ ของโลก เนื่องจากปัจจุบันโลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่ทราบกันว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ ( The Blue Marble , ภาพถ่าย โดย Apollo 17 ปีพ.ศ. 2515 )
ส่วนหนึ่งของซีรีส์เรื่อง
สิทธิของธรรมชาติ
ความเคลื่อนไหวและสำนักคิด
ทัศนคติโลกแบบดั้งเดิม
นักวิชาการและนักเขียน
อื่น

สมมติฐานไกอา ( / ˈɡ aɪ . ə / ) หรือเรียกอีกอย่างว่าทฤษฎีไกอา , กระบวนทัศน์ไกอา , หรือหลักการไกอาเสนอว่าสิ่งมี ชีวิต โต้ตอบกับ สภาพแวดล้อม อนินทรีย์บนโลกเพื่อสร้างระบบที่ซับซ้อนที่ทำงานร่วมกันและควบคุมตนเองได้ ซึ่งช่วยรักษาและรักษาสภาพแวดล้อมให้เอื้อต่อชีวิตบนโลก ต่อไป

สมมติฐานไกอาได้รับการกำหนดโดยนักเคมีเจมส์ เลิฟล็อค[1]และได้รับการพัฒนาร่วมกันโดยลินน์ มาร์กูลิส นักจุลชีววิทยา ในช่วงทศวรรษ 1970 [2]ตามคำแนะนำของวิ ลเลียม โกลดิง นักเขียนนวนิยายเพื่อนบ้านของเขา เลิฟล็อคตั้งชื่อสมมติฐานตามไกอาเทพดั้งเดิมที่เป็นตัวแทนของโลกในตำนานเทพเจ้ากรีกในปี 2549 สมาคมธรณีวิทยาแห่งลอนดอนได้มอบเหรียญวอลลาสตัน ให้กับเลิฟล็อค เพื่อเป็นส่วนหนึ่งสำหรับงานของเขาเกี่ยวกับสมมติฐานไกอา[3]

หัวข้อที่เกี่ยวข้องกับสมมติฐาน ได้แก่ชีวมณฑลและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตส่งผลต่อเสถียรภาพของอุณหภูมิโลกความเค็มของน้ำทะเล ระดับ ออกซิเจนในบรรยากาศการรักษาไฮโดรสเฟียร์ ของน้ำเหลว และตัวแปรทาง สิ่งแวดล้อม อื่นๆ ที่ส่งผลต่อความสามารถในการอยู่อาศัยของโลกอย่างไร

ในช่วงแรก สมมติฐานไกอาถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าเป็นสิ่งที่มุ่งหวังและขัดต่อหลักการของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ แต่ภายหลังมีการปรับปรุงให้สมมติฐานไกอาสอดคล้องกับแนวคิดจาก สาขาต่างๆ เช่นวิทยาศาสตร์ระบบโลกชีวเคมีและนิเวศวิทยาระบบ[4] [5] [6]แม้จะเป็นเช่นนี้ สมมติฐานไกอาก็ยังคงถูกวิพากษ์วิจารณ์ และในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนมองว่าสมมติฐานไกอาได้รับการสนับสนุนอย่างอ่อนแอ หรือขัดแย้งกับหลักฐานที่มีอยู่[7] [8] [9] [10]

ภาพรวม

สมมติฐานของไกอาแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการร่วมกับสิ่งแวดล้อม กล่าวคือ สิ่งมีชีวิต "มีอิทธิพลต่อ สิ่งแวดล้อม ที่ไม่มีชีวิตและสิ่งแวดล้อมนั้นก็ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตโดยกระบวนการของดาร์วิน " เลิฟล็อค (1995) ได้ให้หลักฐานเกี่ยวกับเรื่องนี้ในหนังสือเล่มที่สองของเขาAges of Gaiaโดยแสดงให้เห็นวิวัฒนาการจากโลกของแบคทีเรียที่ชอบกรด-ด่างและ มีเทนในยุคแรกๆ ไปสู่ ชั้นบรรยากาศที่มีออกซิเจนสูง ในปัจจุบัน ซึ่งรองรับ ชีวิตที่ซับซ้อนยิ่ง ขึ้น

สมมติฐานที่ย่อขนาดลงนี้ถูกเรียกว่า "ไกอาที่มีอิทธิพล" [11]ในเอกสารปี 2002 เรื่อง "Directed Evolution of the Biosphere: Biogeochemical Selection or Gaia?" โดย Andrei G. Lapenis ซึ่งระบุว่าสิ่งมีชีวิตมีอิทธิพลต่อบางแง่มุมของโลกที่ไม่มีชีวิต เช่นอุณหภูมิและบรรยากาศ นี่ไม่ใช่ผลงานของบุคคลใดบุคคลหนึ่งแต่เป็นผลงานการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของรัสเซียร่วมกันที่นำมารวมกันเป็นสิ่งพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิฉบับนี้ ระบุถึงวิวัฒนาการร่วมกันของชีวิตและสิ่งแวดล้อมผ่าน "แรงจุลภาค" [11]และกระบวนการทางชีวเคมี ตัวอย่างเช่น กิจกรรมของ แบคทีเรีย สังเคราะห์แสงในยุคพรีแคมเบรียนได้เปลี่ยนแปลงบรรยากาศของโลกจนกลายเป็นแอโรบิก และด้วยเหตุนี้จึงสนับสนุนวิวัฒนาการของชีวิต (โดยเฉพาะ ชีวิต ยูคาริโอต )

เนื่องจากมีอุปสรรคตลอดศตวรรษที่ 20 ระหว่างรัสเซียกับส่วนอื่น ๆ ของโลก จึงเพิ่งจะไม่นานนี้เองที่นักวิทยาศาสตร์รัสเซียยุคแรก ๆ ที่นำเสนอแนวคิดที่ทับซ้อนกับกรอบแนวคิดไกอาได้กลายเป็นที่รู้จักมากขึ้นในชุมชนวิทยาศาสตร์ตะวันตก[11]นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ ได้แก่Piotr Alekseevich Kropotkin (1842–1921) (แม้ว่าเขาจะใช้ชีวิตการทำงานส่วนใหญ่อยู่นอกรัสเซีย), Rafail Vasil'evich Rizpolozhensky (1862 – ประมาณปี 1922 ), Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863–1945) และ Vladimir Alexandrovich Kostitzin (1886–1963)

นักชีววิทยาและนักวิทยาศาสตร์ด้านธรณีวิทยามักมองว่าปัจจัยที่ทำให้ลักษณะของช่วงเวลาหนึ่งคงที่เป็นคุณสมบัติที่เกิดขึ้น เองโดยไม่ได้กำหนดทิศทาง หรือเป็นเอ็นเทเลคีของระบบ เมื่อแต่ละสายพันธุ์แสวงหาผลประโยชน์ส่วนตัวของตนเอง การกระทำร่วมกันของพวกมันอาจส่งผลเสียต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ผู้ที่ต่อต้านมุมมองนี้บางครั้งอ้างถึงตัวอย่างของเหตุการณ์ที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากแทนที่จะเป็นสมดุลที่มั่นคง เช่น การเปลี่ยนบรรยากาศของโลกจากสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำไปเป็น สภาพแวดล้อมที่มี ออกซิเจนสูงในช่วงปลายยุคอาร์เคียนและจุดเริ่มต้นของยุคโพร เทอโรโซอิก

สมมติฐานที่ได้รับการยอมรับน้อยกว่าอ้างว่าการเปลี่ยนแปลงในชีวมณฑลเกิดขึ้นจากการประสานงานของสิ่งมีชีวิตและรักษาสภาพเหล่านั้นผ่านภาวะธำรงดุล ใน ปรัชญาไกอาบางฉบับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดถือเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตดาวเคราะห์ดวงเดียวที่เรียกว่าไกอาในมุมมองนี้ บรรยากาศ ทะเล และเปลือกโลกจะเป็นผลจากการแทรกแซงที่ไกอาดำเนินการผ่านความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการ ร่วมกัน

แนวคิดไกอามีอิทธิพลต่อการเคลื่อนไหวทางนิเวศวิทยาเชิงลึก[12]

รายละเอียด

สมมติฐานไกอาตั้งสมมติฐานว่าโลกเป็นระบบที่ซับซ้อน ซึ่งควบคุมตัวเองได้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับชีวมณฑลบรรยากาศไฮโดรสเฟียร์และพีโดสเฟียร์ซึ่งเชื่อมโยงกันอย่างแน่นแฟ้นเป็นระบบที่วิวัฒนาการ สมมติฐานนี้โต้แย้งว่าระบบโดยรวมนี้ ซึ่งเรียกว่าไกอา แสวงหาสภาพแวดล้อมทางกายภาพและเคมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตในปัจจุบัน[13]

Gaia วิวัฒนาการผ่าน ระบบ ป้อนกลับ ทาง ไซเบอร์เนติกส์ ที่ควบคุมโดยสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดเสถียรภาพในวงกว้างของสภาพความเป็นอยู่ที่ดีในภาวะธำรงดุลอย่างสมบูรณ์ กระบวนการต่างๆ มากมายบนพื้นผิวโลกซึ่งจำเป็นต่อสภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตนั้นขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะจุลินทรีย์กับธาตุอนินทรีย์ กระบวนการเหล่านี้สร้างระบบควบคุมทั่วโลกที่ควบคุมอุณหภูมิพื้นผิว โลก องค์ประกอบของบรรยากาศและความเค็มของมหาสมุทรซึ่งขับเคลื่อนโดยสถานะไม่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์ทั่วโลกของระบบโลก[14]

การดำรงอยู่ของสภาวะสมดุลของดาวเคราะห์ที่ได้รับอิทธิพลจากสิ่งมีชีวิตนั้นเคยสังเกตพบมาก่อนในสาขาชีวเคมีและยังมีการศึกษาในสาขาอื่นๆ เช่นวิทยาศาสตร์ระบบโลกด้วย ความคิดริเริ่มของสมมติฐานไกอาขึ้นอยู่กับการประเมินว่ามีการแสวงหาสภาวะสมดุลดังกล่าวอย่างจริงจังโดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาสภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิต แม้ว่าจะมีเหตุการณ์ทางบกหรือภายนอกที่คุกคามชีวิตก็ตาม[15]

การควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวโลก

กราฟอุณหภูมิโบราณของ Rob Rohde

นับตั้งแต่ชีวิตเริ่มต้นบนโลก พลังงานที่ดวงอาทิตย์ ให้มาได้ เพิ่มขึ้น 25–30% [16]อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิพื้นผิวของดาวเคราะห์ยังคงอยู่ในระดับที่สามารถอยู่อาศัยได้ โดยอยู่ที่ระดับต่ำและสูงอย่างสม่ำเสมอ Lovelock ยังตั้งสมมติฐานว่ามีเทนเจนผลิตมีเทนในระดับสูงในชั้นบรรยากาศยุคแรก ทำให้เกิดสถานการณ์คล้ายกับที่พบในหมอกควันปิโตรเคมี คล้ายกับชั้นบรรยากาศบนไททันใน บางประการ [17]เขาเสนอว่าสิ่งนี้ช่วยกรองแสงอัลตราไวโอเลตจนกระทั่งเกิดการก่อตัวของชั้นโอโซน ซึ่งรักษาระดับภาวะธำรงดุลไว้ได้ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การวิจัย Snowball Earth [18]ได้แนะนำว่า "แรงกระแทกของออกซิเจน" และระดับมีเทนที่ลดลงทำให้ในช่วง ยุคน้ำแข็ง ของฮูโรเนียนสเตอร์เชียนและมาริโนอัน / วารังเงร์ ก่อ ให้เกิดโลกที่เกือบจะกลายเป็น "ก้อนหิมะ" ที่เป็นของแข็ง ยุคเหล่านี้เป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงความสามารถของชีวมณฑลก่อนยุคฟาเนอโรโซอิกในการปรับตัวเองอย่างเต็มที่

การประมวลผลก๊าซเรือนกระจก CO 2ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง มีบทบาทสำคัญในการรักษาอุณหภูมิของโลกภายในขอบเขตความสามารถในการอยู่อาศัย

สมมติฐานCLAWซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากสมมติฐาน Gaia เสนอวงจรป้อนกลับที่ทำงานระหว่างระบบนิเวศของมหาสมุทร และสภาพอากาศของโลก[ 19] สมมติฐานเสนอโดยเฉพาะว่าแพลงก์ตอนพืช บางชนิด ที่ผลิตไดเมทิลซัลไฟด์ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในแรงบังคับของสภาพอากาศและการตอบสนองเหล่านี้ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับเชิงลบที่ทำหน้าที่ในการรักษาเสถียรภาพ ของ อุณหภูมิของบรรยากาศของโลก

ปัจจุบัน การเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากรและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากกิจกรรมต่างๆ เช่น การเพิ่มจำนวนของก๊าซเรือนกระจกอาจทำให้ปฏิกิริยาตอบสนองเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อมกลายเป็นปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวก Lovelock กล่าวว่าสิ่งนี้อาจนำไปสู่ ภาวะโลกร้อนที่ รวดเร็วยิ่งขึ้น[20]แต่ตั้งแต่นั้นมา เขาก็ระบุว่าผลกระทบน่าจะเกิดขึ้นช้าลง[21]

การจำลองโลกเดซี่

พล็อตจาก การจำลองDaisyworldแบบขาวดำมาตรฐาน

เพื่อตอบสนองต่อคำวิจารณ์ที่ว่าสมมติฐานของไกอาต้องการการเลือกกลุ่ม ที่ไม่สมจริง และความร่วมมือระหว่างสิ่งมีชีวิต เจมส์ เลิฟล็อคและแอนดรูว์ วัตสันได้พัฒนารูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าDaisyworldซึ่งการแข่งขันทางนิเวศน์เป็นพื้นฐานของการควบคุมอุณหภูมิของโลก[22]

Daisyworld ศึกษางบประมาณพลังงานของดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยพืชสองประเภทที่แตกต่างกัน คือดอกเดซี่ สีดำ และดอกเดซี่สีขาว ซึ่งสันนิษฐานว่าครอบครองพื้นที่พื้นผิวส่วนใหญ่ สีของดอกเดซี่ส่งผลต่อค่าสะท้อนแสงของดาวเคราะห์ โดยดอกเดซี่สีดำจะดูดซับแสงได้มากกว่าและทำให้ดาวเคราะห์อบอุ่นขึ้น ในขณะที่ดอกเดซี่สีขาวจะสะท้อนแสงได้มากกว่าและทำให้ดาวเคราะห์เย็นลง ดอกเดซี่สีดำคาดว่าจะเติบโตและสืบพันธุ์ได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิต่ำกว่า ในขณะที่ดอกเดซี่สีขาวคาดว่าจะเจริญเติบโตได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิสูงกว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นใกล้ค่าที่ดอกเดซี่สีขาวชอบ ดอกเดซี่สีขาวจะขยายพันธุ์มากกว่าดอกเดซี่สีดำ ทำให้พื้นผิวเป็นสีขาวมากขึ้น และมีการสะท้อนแสงแดดมากขึ้น ทำให้ความร้อนลดลงและในที่สุดดาวเคราะห์ก็เย็นลง ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิลดลง ดอกเดซี่สีดำจะขยายพันธุ์มากกว่าดอกเดซี่สีขาว ดูดซับแสงแดดได้มากขึ้นและทำให้ดาวเคราะห์อบอุ่นขึ้น อุณหภูมิจึงจะบรรจบกับค่าที่อัตราการสืบพันธุ์ของพืชเท่ากัน

Lovelock และ Watson แสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขที่มีขอบเขตจำกัดการตอบรับเชิงลบอันเนื่องมาจากการแข่งขันนี้สามารถทำให้อุณหภูมิของดาวเคราะห์คงที่ในระดับที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตได้ หากผลผลิตพลังงานจากดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตก็จะแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในวงกว้าง เปอร์เซ็นต์ของดอกเดซี่สีขาวและสีดำจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในระดับที่อัตราการสืบพันธุ์ของพืชเท่ากัน ช่วยให้สิ่งมีชีวิตทั้งสองสามารถเจริญเติบโตได้

มีการเสนอแนะว่าผลลัพธ์นั้นสามารถคาดเดาได้เนื่องจาก Lovelock และ Watson เลือกตัวอย่างที่ให้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ[23]

การควบคุมความเค็มของมหาสมุทร

ความเค็มของมหาสมุทรอยู่ที่ประมาณ 3.5% เป็นเวลานานมาก[24]เสถียรภาพของความเค็มในสภาพแวดล้อมของมหาสมุทรมีความสำคัญ เนื่องจากเซลล์ส่วนใหญ่ต้องการความเค็มที่ค่อนข้างคงที่ และโดยทั่วไปไม่สามารถทนต่อค่าที่สูงกว่า 5% ได้ ความเค็มของมหาสมุทรที่คงที่เป็นปริศนาที่ยาวนาน เนื่องจากไม่ทราบกระบวนการใดที่สมดุลกับการไหลเข้าของเกลือจากแม่น้ำ เมื่อไม่นานมานี้ มีการแนะนำ[25]ว่าความเค็มอาจได้รับอิทธิพลอย่างมากจาก การไหลเวียนของ น้ำทะเลผ่าน หิน บะซอลต์ ที่ร้อน และไหลออกมาเป็นช่องระบายน้ำร้อนบนสันเขาใต้ทะเลอย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของน้ำทะเลยังห่างไกลจากสมดุล และเป็นการยากที่จะอธิบายข้อเท็จจริงนี้โดยไม่ได้รับอิทธิพลจากกระบวนการอินทรีย์ คำอธิบายที่แนะนำอย่างหนึ่งอยู่ในการก่อตัวของที่ราบเกลือตลอดประวัติศาสตร์ของโลก มีสมมติฐานว่าที่ราบเหล่านี้สร้างขึ้นโดยแบคทีเรียกลุ่มหนึ่งที่ตรึงไอออนและโลหะหนักระหว่างกระบวนการดำรงอยู่[24]

ในกระบวนการทางชีวเคมีของโลก แหล่งและแหล่งดูดซับคือการเคลื่อนที่ของธาตุ องค์ประกอบของไอออนของเกลือในมหาสมุทรและทะเลของเรา ได้แก่ โซเดียม (Na + ) คลอรีน (Cl − ) ซัลเฟต (SO 4 2− ) แมกนีเซียม (Mg 2+ ) แคลเซียม (Ca 2+ ) และโพแทสเซียม (K + ) ธาตุที่ประกอบเป็นความเค็มไม่เปลี่ยนแปลงได้ง่ายและเป็นคุณสมบัติอนุรักษ์ของน้ำทะเล[24]มีกลไกมากมายที่เปลี่ยนความเค็มจากรูปแบบอนุภาคเป็นรูปแบบที่ละลายและกลับมาเป็นอีกครั้ง เมื่อพิจารณาองค์ประกอบโลหะของแหล่งเหล็กในกริดหลายแง่มุมของการออกแบบเทอร์โมแมกเนติก การเคลื่อนที่ของธาตุไม่เพียงแต่จะช่วยปรับโครงสร้างการเคลื่อนที่ของไอออน อิเล็กตรอน และสิ่งที่คล้ายกันเท่านั้น แต่ยังอาจช่วยปรับสมดุลของวัตถุแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กโลกได้อย่างมีศักยภาพและอธิบายไม่ได้อีกด้วย แหล่งที่ทราบของโซเดียม เช่น เกลือ คือ เมื่อมีการผุกร่อน การกัดเซาะ และการละลายของหิน ส่งผลให้แม่น้ำและพัดพาลงในมหาสมุทร

Kenneth J. Hsuผู้เขียนจดหมายในปี 2001 ค้นพบทะเลเมดิเตอร์เรเนียนในฐานะไตของไกอา (ที่นี่) Hsu แนะนำ ว่า " การแห้ง " ของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเป็นหลักฐานของ "ไต" ไกอาที่ทำงานได้ ในกรณีนี้และกรณีที่แนะนำก่อนหน้านี้ การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกและฟิสิกส์ ไม่ใช่ชีววิทยา ที่ทำหน้าที่ควบคุม "การทำงานของไต" ก่อนหน้านี้เกิดขึ้นระหว่าง " การสะสม ตัวของยักษ์ใหญ่ แห่งยุคครีเทเชียส ( แอตแลนติกใต้ ) จูราสสิก ( อ่าวเม็กซิโก ) เพอร์โม-ไทรแอสซิก ( ยุโรป ) ดีโวเนียน ( แคนาดา ) และแคมเบรียน / พรีแคมเบรียน ( กอนด์วานา )" [26]

การควบคุมปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศ

ระดับก๊าซในชั้นบรรยากาศจากข้อมูลแกนน้ำแข็ง 420,000 ปีจากสถานีวิจัยวอสตอก แอนตาร์กติกาช่วงเวลาปัจจุบันอยู่ทางซ้าย

สมมติฐานไกอาระบุว่า องค์ประกอบของบรรยากาศของโลกจะคงอยู่ในสถานะคงที่แบบไดนามิกได้จากการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต[27]องค์ประกอบของบรรยากาศให้เงื่อนไขที่สิ่งมีชีวิตในปัจจุบันได้ปรับตัวให้เข้ากับ ก๊าซในบรรยากาศทั้งหมดนอกเหนือจากก๊าซเฉื่อยที่มีอยู่ในบรรยากาศนั้นสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตหรือผ่านกระบวนการโดยสิ่งมีชีวิต

เสถียรภาพของบรรยากาศบนโลกไม่ได้เป็นผลมาจากสมดุลทางเคมีออกซิเจนเป็นสารประกอบที่ทำปฏิกิริยาได้ และในที่สุดควรจะรวมตัวกับก๊าซและแร่ธาตุในบรรยากาศและเปลือกโลก ออกซิเจนเริ่มคงอยู่ในบรรยากาศในปริมาณเล็กน้อยเมื่อประมาณ 50 ล้านปีก่อนที่เหตุการณ์ออกซิเจนครั้งใหญ่จะ เริ่มขึ้น [28]ตั้งแต่เริ่มต้นของ ยุค แคมเบรียนความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศผันผวนระหว่าง 15% ถึง 35% ของปริมาตรบรรยากาศ[29]ร่องรอยของมีเทน (ในปริมาณ 100,000 ตันที่ผลิตต่อปี) [30]ไม่ควรมีอยู่ เนื่องจากมีเทนติดไฟได้ในบรรยากาศที่มีออกซิเจน

อากาศแห้งในชั้นบรรยากาศของโลก มี ไนโตรเจนประมาณ (ตามปริมาตร) 78.09% ออกซิเจน 20.95% อาร์กอน 0.93% คาร์บอนไดออกไซด์ 0.039% และก๊าซอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยรวมทั้งมีเทน Lovelock สันนิษฐานในตอนแรกว่าความเข้มข้นของออกซิเจนที่สูงกว่าประมาณ 25% จะเพิ่มความถี่ของไฟป่าและการเผาไหม้ในป่า อย่างไรก็ตาม กลไกนี้จะไม่เพิ่มระดับออกซิเจนหากต่ำเกินไป หากสามารถแสดงให้เห็นว่าพืชผลิต O 2 มากเกินไปอย่างมาก อาจจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมไฟป่าที่มีออกซิเจนสูงเท่านั้น งานวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการค้นพบถ่านไม้ที่ก่อให้เกิดไฟในการวัดถ่านหินในยุคคาร์บอนิเฟอรัสและครีเทเชียสในช่วงทางธรณีวิทยาที่ O 2เกิน 25% ได้สนับสนุนการโต้แย้งของ Lovelock [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]

การประมวลผลของ CO2

นักวิทยาศาสตร์ Gaia มองว่าการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตในวัฏจักรคาร์บอนเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งรักษาสภาพให้เหมาะสมต่อชีวิต แหล่งคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ ( CO 2 ) ตามธรรมชาติที่สำคัญเพียงแหล่งเดียวคือกิจกรรมของภูเขาไฟในขณะที่การกำจัดที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคือการตกตะกอนของหินคาร์บอเนต [ 31]การตกตะกอน การแก้ปัญหา และการตรึง คาร์บอน ได้รับอิทธิพลจากแบคทีเรียและรากพืชในดิน ซึ่งพวกมันช่วยปรับปรุงการหมุนเวียนของก๊าซ หรือในแนวปะการัง ซึ่งแคลเซียมคาร์บอเนตถูกสะสมเป็นของแข็งบนพื้นทะเล แคลเซียมคาร์บอเนตถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตในการผลิตเปลือกและการทดสอบคาร์บอน เมื่อตายแล้ว เปลือกของสิ่งมีชีวิตจะตกลงมา บางส่วนมาถึงก้นทะเลตื้น ซึ่งความร้อนและแรงกดดันจากการฝัง และ/หรือแรงของแผ่นเปลือกโลกจะเปลี่ยนเปลือกเหล่านั้นเป็นตะกอนของชอล์กและหินปูนในที่สุด อย่างไรก็ตาม เปลือกหอยที่ตายแล้วจำนวนมากจะละลายกลับลงไปในมหาสมุทรที่อยู่ใต้ระดับการชดเชยคาร์บอน

สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ชนิดหนึ่งคือEmiliania huxleyi ซึ่งเป็นสาหร่าย โคโคลิโธ ฟอร์ที่มีจำนวนมากซึ่งอาจมีบทบาทในการก่อตัวของเมฆ[32] ส่วนเกินของ CO 2จะถูกชดเชยด้วยการเพิ่มขึ้นของสิ่งมีชีวิตโคโคลิโธฟอร์ ทำให้ปริมาณของ CO 2ที่ขังอยู่ในพื้นมหาสมุทรเพิ่มขึ้น หากสมมติฐาน CLAW ได้รับการสนับสนุน (ดู "การควบคุมอุณหภูมิพื้นผิวโลก" ด้านบน) โคโคลิโธฟอร์อาจช่วยเพิ่มการปกคลุมเมฆ จึงควบคุมอุณหภูมิพื้นผิว ช่วยทำให้ทั้งโลกเย็นลง และส่งเสริมการตกตะกอนที่จำเป็นสำหรับพืชบนบก[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]เมื่อไม่นานมานี้ ความเข้มข้นของ CO 2 ในชั้นบรรยากาศ เพิ่มขึ้น และมีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าความเข้มข้นของการบานของสาหร่าย ในมหาสมุทร ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน[33]

ไลเคนและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เร่งการผุพังของหินบนพื้นผิว ในขณะที่การสลายตัวของหินก็เกิดขึ้นเร็วขึ้นในดินเช่นกัน เนื่องมาจากกิจกรรมของราก เชื้อรา แบคทีเรีย และสัตว์ใต้ดิน การไหลของคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศสู่ดินจึงได้รับการควบคุมด้วยความช่วยเหลือของสิ่งมีชีวิต เมื่อระดับ CO2 ในชั้นบรรยากาศสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นและพืชก็จะเติบโต การเจริญเติบโตนี้ทำให้พืชใช้ CO2 มากขึ้นซึ่งจะแปรรูปลงในดินและกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศ

ประวัติศาสตร์

แบบอย่าง

Earthriseถ่ายจากยานอพอลโล 8โดยนักบินอวกาศวิลเลียม แอนเดอร์ส 24 ธันวาคม 2511

แนวคิดของโลกเป็นองค์รวมที่สมบูรณ์ เป็นสิ่งมีชีวิต มีประเพณีอันยาวนานไกอาในตำนานเป็นเทพีกรีกดั้งเดิมที่เป็นตัวแทนของโลกซึ่งเป็นเวอร์ชันภาษากรีกของ " แม่พระธรณี " (จากคำว่า Ge = โลก และ Aia = ย่า ของ PIE ) หรือแม่พระธรณีเจมส์ เลิฟล็อกตั้งชื่อสมมติฐานนี้ตามคำแนะนำของวิลเลียม โกลดิง นักเขียนนวนิยาย ที่อาศัยอยู่ในหมู่บ้านเดียวกันกับเลิฟล็อกในขณะนั้น ( บาวเวอร์ชาลเก้ วิลต์เชียร์ สหราชอาณาจักร) คำแนะนำของโกลดิงอิงจากคำว่า Gea ซึ่งเป็นการสะกดอีกแบบสำหรับชื่อของเทพีกรีก ซึ่งใช้เป็นคำนำหน้าในธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ และธรณีเคมี[34]ต่อมาโกลดิงได้อ้างถึงไกอาในสุนทรพจน์รับ รางวัลโนเบล ของเขา

ในศตวรรษที่ 18 เมื่อธรณีวิทยากลายเป็นวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เจมส์ ฮัตตันได้ยืนยันว่ากระบวนการทางธรณีวิทยาและชีววิทยาเชื่อมโยงกัน[35]ต่อมานักธรรมชาติวิทยาและนักสำรวจอเล็กซานเดอร์ ฟอน ฮุมโบลด์ได้ยอมรับการวิวัฒนาการร่วมกันของสิ่งมีชีวิต สภาพอากาศ และเปลือกโลก[35]ในศตวรรษที่ 20 วลาดิมีร์ เวอร์นาดสกีได้คิดค้นทฤษฎีเกี่ยวกับการพัฒนาของโลก ซึ่งปัจจุบันถือเป็นรากฐานของนิเวศวิทยา เวอร์นาดสกีเป็นนักธรณีเคมี ชาวยูเครน และเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกๆ ที่ยอมรับว่าออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลกเกิดจากกระบวนการทางชีวภาพ ในช่วงทศวรรษปี 1920 เขาได้ตีพิมพ์ผลงานที่โต้แย้งว่าสิ่งมีชีวิตสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างของโลกได้อย่างแน่นอนเช่นเดียวกับแรงทางกายภาพใดๆ เวอร์นาดสกีเป็นผู้บุกเบิกฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม[36]คำประกาศที่มองการณ์ไกลของเขาไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในโลกตะวันตก และหลายทศวรรษต่อมา สมมติฐานไกอาก็ได้รับการต่อต้านเบื้องต้นในลักษณะเดียวกันจากชุมชนวิทยาศาสตร์

ในตอนเปลี่ยนเข้าสู่ศตวรรษที่ 20 อัลโด ลีโอโปลด์ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกในการพัฒนาจริยธรรมสิ่งแวดล้อม สมัยใหม่ และการเคลื่อนไหวเพื่อ การอนุรักษ์ ป่าได้เสนอแนะถึงโลกที่มีชีวิตในจริยธรรมแบบชีวภาพหรือแบบองค์รวมเกี่ยวกับที่ดินของเขา

อย่างน้อยก็ไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้ที่จะมองว่าส่วนต่างๆ ของโลก เช่น ดิน ภูเขา แม่น้ำ บรรยากาศ ฯลฯ เป็นอวัยวะหรือส่วนหนึ่งของอวัยวะที่ประสานกันเป็นหนึ่งเดียว โดยแต่ละส่วนมีหน้าที่ที่แน่นอน และหากเราสามารถมองส่วนทั้งหมดนี้โดยรวมเป็นหนึ่งเดียวตลอดช่วงเวลาอันยาวนาน เราก็อาจมองเห็นไม่เพียงแค่อวัยวะที่ทำหน้าที่ประสานกันเท่านั้น แต่ยังอาจมองเห็นกระบวนการเผาผลาญเป็นการทดแทน ซึ่งในทางชีววิทยาเรียกว่ากระบวนการเผาผลาญหรือการเจริญเติบโต ในกรณีดังกล่าว เราจะมีคุณลักษณะที่มองเห็นได้ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเราไม่รู้ว่าเป็นเช่นนั้น เพราะมันใหญ่เกินไป และกระบวนการดำเนินชีวิตของมันก็ช้าเกินไป

—  สเตฟาน ฮาร์ดิง, Animate Earth [37]

อิทธิพลอีกประการหนึ่งต่อสมมติฐานไกอาและการเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไปเกิดขึ้นจากผลข้างเคียงของการแข่งขันทางอวกาศระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกา ในช่วงทศวรรษ 1960 มนุษย์กลุ่มแรกในอวกาศสามารถมองเห็นว่าโลกมีลักษณะเป็นอย่างไรโดยรวม ภาพถ่ายEarthriseที่ถ่ายโดยนักบินอวกาศวิลเลียม แอนเดอร์สในปี 1968 ในระหว่าง ภารกิจ อะพอลโล 8กลายมาเป็นสัญลักษณ์ในยุคแรกของการเคลื่อนไหวทางนิเวศวิทยาทั่วโลก ผ่าน ผลกระทบภาพรวม[38]

การกำหนดสมมติฐาน

เจมส์ เลิฟล็อค , 2005

Lovelock เริ่มกำหนดแนวคิดของโลกที่สามารถปรับตัวเองซึ่งควบคุมโดยชุมชนของสิ่งมีชีวิตในเดือนกันยายนปี 1965 ในขณะที่ทำงานที่Jet Propulsion Laboratoryในแคลิฟอร์เนียเกี่ยวกับวิธีการตรวจจับชีวิตบนดาวอังคาร [ 39] [40] เอกสารฉบับแรกที่กล่าวถึงคือPlanetary Atmospheres: Compositional and other Changes Associated with the Presence of Lifeซึ่งเขียนร่วมกับ CE Giffin [41]แนวคิดหลักคือชีวิตสามารถตรวจพบได้ในระดับดาวเคราะห์โดยองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ ตามข้อมูลที่รวบรวมโดยหอสังเกตการณ์ Pic du Midiดาวเคราะห์เช่นดาวอังคารหรือดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่อยู่ในภาวะสมดุลทางเคมีความแตกต่างกับชั้นบรรยากาศของโลกนี้ถือเป็นหลักฐานว่าไม่มีชีวิตบนดาวเคราะห์เหล่านี้

Lovelock ได้กำหนดสมมติฐาน Gaiaในบทความวารสารในปี 1972 [1]และ 1974 [2]ตามด้วยหนังสือGaia: A new look at life on Earth ที่ได้รับความนิยมในปี 1979 บทความในNew Scientistฉบับวันที่ 6 กุมภาพันธ์ 1975 [42]และหนังสือความยาวเต็มเล่มยอดนิยมของสมมติฐานนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1979 ในชื่อThe Quest for Gaiaเริ่มดึงดูดความสนใจทางวิทยาศาสตร์และนักวิจารณ์

Lovelock เรียกสิ่งนี้ว่าสมมติฐานการตอบรับของโลกเป็นอันดับแรก[43]และเป็นวิธีอธิบายข้อเท็จจริงที่ว่าสารเคมีที่รวมกันรวมทั้งออกซิเจนและมีเทนยังคงอยู่ที่ความเข้มข้นคงที่ในชั้นบรรยากาศของโลก Lovelock เสนอแนะให้ตรวจจับการรวมกันดังกล่าวในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือและมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำในการตรวจจับสิ่งมีชีวิต

ลินน์ มาร์กูลิส

ต่อมามีความสัมพันธ์อื่นๆ เช่น สัตว์ทะเลที่ผลิตกำมะถันและไอโอดีนในปริมาณที่ใกล้เคียงกับที่สัตว์บกต้องการ ซึ่งช่วยสนับสนุนสมมติฐานนี้[44]

ในปี 1971 นักจุลชีววิทยาดร. ลินน์ มาร์กุลิสได้เข้าร่วมกับเลิฟล็อคในการพยายามทำให้สมมติฐานเริ่มต้นสมบูรณ์ขึ้นเป็นแนวคิดที่พิสูจน์แล้วทางวิทยาศาสตร์ โดยได้นำความรู้ของเธอเกี่ยวกับผลกระทบของจุลินทรีย์ต่อบรรยากาศและชั้นต่างๆ บนพื้นผิวของโลกมาแบ่งปัน[4]นักชีววิทยาชาวอเมริกันผู้นี้ยังได้ปลุกเร้าการวิพากษ์วิจารณ์จากชุมชนวิทยาศาสตร์ด้วยการสนับสนุนทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของออร์แกเนลล์ยู คาริโอต และผลงานของเธอต่อทฤษฎีเอ็นโดซิมไบโอติกซึ่งได้รับการยอมรับในปัจจุบัน มาร์กุลิสอุทิศบทสุดท้ายจากทั้งหมดแปดบทในหนังสือของเธอเรื่องThe Symbiotic Planetให้กับไกอา อย่างไรก็ตาม เธอคัดค้านการที่ไกอาเป็นบุคคลทั่วไปและเน้นย้ำว่าไกอา "ไม่ใช่สิ่งมีชีวิต" แต่เป็น "คุณสมบัติที่เกิดขึ้นเองของการโต้ตอบระหว่างสิ่งมีชีวิต" เธอได้ให้คำจำกัดความไกอาว่า "ระบบนิเวศน์ที่โต้ตอบกันซึ่งประกอบเป็นระบบนิเวศน์ขนาดใหญ่เดียวบนพื้นผิวโลก จบ" "สโลแกน" ที่น่าจดจำที่สุดของหนังสือเล่มนี้ถูกลูกศิษย์ของมาร์กุลิสล้อเล่น

เจมส์ เลิฟล็อคเรียกข้อเสนอแรกของเขาว่าสมมติฐานไกอา (Gaia hypothesis)แต่เขาก็ใช้คำว่าทฤษฎีไกอา (Gaia theory) ด้วยเช่นกัน เลิฟล็อคระบุว่าการกำหนดสูตรเริ่มต้นนั้นขึ้นอยู่กับการสังเกต แต่ยังขาดคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐานไกอาได้รับการสนับสนุนจากการทดลองทางวิทยาศาสตร์หลายครั้ง[45]และให้คำทำนายที่มีประโยชน์หลายประการ[46]

การประชุม Gaia ครั้งแรก

ในปี 1985 การประชุมวิชาการสาธารณะครั้งแรกเกี่ยวกับสมมติฐาน Gaia เรื่องIs The Earth a Living Organism?จัดขึ้นที่University of Massachusetts Amherstระหว่างวันที่ 1–6 สิงหาคม[47]ผู้สนับสนุนหลักคือNational Audubon Societyวิทยากร ได้แก่ James Lovelock, Lynn Margulis , George Wald , Mary Catherine Bateson , Lewis Thomas , Thomas Berry , David Abram , John Todd , Donald Michael, Christopher Bird , Michael Cohenและ William Fields มีผู้เข้าร่วมประมาณ 500 คน[48]

การประชุม Gaia ครั้งที่ 2

ในปี 1988 นักอุตุนิยมวิทยา สตีเฟน ชไนเดอร์ได้จัดการประชุมของสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกันการประชุมแชปแมนครั้งแรกเกี่ยวกับไกอา[4]จัดขึ้นที่ซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย เมื่อวันที่ 7 มีนาคม 1988

ในช่วงการประชุมเรื่อง "รากฐานทางปรัชญา" เดวิด อับรามได้พูดถึงอิทธิพลของอุปมาอุปไมยในวิทยาศาสตร์ และสมมติฐานไกอาที่เสนออุปมาอุปไมยรูปแบบใหม่ที่อาจเปลี่ยนแปลงเกมได้ ในขณะที่เจมส์ เคิร์ชเนอร์วิพากษ์วิจารณ์สมมติฐานไกอาว่าไม่แม่นยำ เคิร์ชเนอร์อ้างว่าเลิฟล็อคและมาร์กุลิสไม่ได้เสนอสมมติฐานไกอาเพียงข้อเดียว แต่เสนอถึงสี่ข้อ:

  • ไกอา แห่งวิวัฒนาการร่วม : ชีวิตและสิ่งแวดล้อมได้วิวัฒนาการไปพร้อมๆ กัน คิร์ชเนอร์อ้างว่าเรื่องนี้ได้รับการยอมรับทางวิทยาศาสตร์แล้วและไม่ใช่เรื่องใหม่
  • Gaia ที่คงสภาพอยู่ได้ : ชีวิตรักษาเสถียรภาพของสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ และเสถียรภาพนี้ทำให้ชีวิตสามารถดำรงอยู่ต่อไปได้
  • Gaia ทางธรณีฟิสิกส์ : สมมติฐานของ Gaia ทำให้เกิดความสนใจในวัฏจักรทางธรณีฟิสิกส์และส่งผลให้เกิดการวิจัยใหม่ที่น่าสนใจเกี่ยวกับพลวัตทางธรณีฟิสิกส์ภาคพื้นดิน
  • การทำให้ไกอาเหมาะสมที่สุด: ไกอาได้สร้างรูปร่างให้ดาวเคราะห์เป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด คิร์ชเนอร์อ้างว่าสิ่งนี้ไม่สามารถทดสอบได้และดังนั้นจึงไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์

Kirchner กล่าวถึง Gaia ที่มีสภาวะสมดุล โดยระบุว่ามีทางเลือกอยู่ 2 ทาง "Weak Gaia" ยืนยันว่าชีวิตมีแนวโน้มที่จะทำให้สภาพแวดล้อมมีความเสถียรเพื่อให้ชีวิตทั้งหมดเจริญเติบโต Kirchner กล่าวว่า "Strong Gaia" ยืนยันว่าชีวิตมีแนวโน้มที่จะทำให้สภาพแวดล้อมมีความเสถียรเพื่อให้ชีวิตทั้งหมดเจริญเติบโตได้ Kirchner อ้างว่า Gaia ที่แข็งแกร่งนั้นไม่สามารถทดสอบได้และจึงไม่เป็นวิทยาศาสตร์[49]

อย่างไรก็ตาม Lovelock และนักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุน Gaia คนอื่นๆ ได้พยายามหักล้างข้ออ้างที่ว่าสมมติฐานนี้ไม่ได้เป็นวิทยาศาสตร์ เนื่องจากไม่สามารถทดสอบได้ด้วยการทดลองที่มีการควบคุม ตัวอย่างเช่น Lovelock และ Andrew Watson เสนอ Daisyworld Model (และการปรับเปลี่ยนข้างต้น) เพื่อเป็นหลักฐานเพื่อโต้แย้งคำวิจารณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่[22] Lovelock กล่าวว่า Daisyworld model "แสดงให้เห็นว่าการควบคุมตนเองของสภาพแวดล้อมทั่วโลกสามารถเกิดขึ้นได้จากการแข่งขันระหว่างสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นของตนไปในรูปแบบต่างๆ" [50]

Lovelock พยายามนำเสนอสมมติฐานของไกอาในรูปแบบที่ไม่มีการอ้างว่าไกอาตั้งใจหรือตั้งใจรักษาสมดุลที่ซับซ้อนในสภาพแวดล้อมของเธอซึ่งชีวิตต้องการเพื่อความอยู่รอด ดูเหมือนว่าการอ้างว่าไกอากระทำ "โดยตั้งใจ" นั้นเป็นคำกล่าวในหนังสือเล่มแรกของเขาซึ่งเป็นที่นิยมและไม่ได้มีจุดประสงค์ให้ตีความตามตัวอักษร คำกล่าวใหม่เกี่ยวกับสมมติฐานของไกอานี้เป็นที่ยอมรับมากขึ้นในชุมชนวิทยาศาสตร์ ข้อกล่าวหาเรื่องเทววิทยา ส่วนใหญ่ ยุติลงหลังจากการประชุมครั้งนี้[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]

การประชุม Gaia ครั้งที่ 3

เมื่อถึงเวลาของการประชุมแชปแมนครั้งที่ 2 เกี่ยวกับสมมติฐานไกอา ซึ่งจัดขึ้นที่บาเลนเซีย ประเทศสเปน ในวันที่ 23 มิถุนายน 2000 [51]สถานการณ์ได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมีนัยสำคัญ แทนที่จะอภิปรายเกี่ยวกับมุมมองทางจุดมุ่งหมายของไกอา หรือ "ประเภท" ของสมมติฐานไกอา จุดเน้นจะอยู่ที่กลไกเฉพาะที่รักษาภาวะธำรงดุลพื้นฐานระยะสั้นไว้ภายในกรอบของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระยะยาวเชิงวิวัฒนาการที่สำคัญ

คำถามหลักๆ มีดังนี้: [52]

  1. "ระบบชีวเคมี/ภูมิอากาศระดับโลกที่เรียกว่าไกอาเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตามกาลเวลา ประวัติความเป็นมาเป็นอย่างไร ไกอาสามารถรักษาเสถียรภาพของระบบในช่วงเวลาหนึ่งได้หรือไม่ แต่ยังคงเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงเชิงพาหะในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้นได้หรือไม่ เราจะใช้บันทึกทางธรณีวิทยาเพื่อตรวจสอบคำถามเหล่านี้ได้อย่างไร"
  2. “โครงสร้างของไกอาเป็นอย่างไร? ผลตอบรับมีความแข็งแกร่งเพียงพอที่จะส่งผลต่อการวิวัฒนาการของสภาพอากาศหรือไม่? มีส่วนต่างๆ ของระบบที่ถูกกำหนดอย่างเป็นรูปธรรมโดยการศึกษาเชิงวินัยใดๆ ที่กำลังดำเนินการอยู่ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งหรือไม่ หรือมีชุดส่วนต่างๆ ที่ควรพิจารณาว่าเป็นจริงที่สุดในการทำความเข้าใจไกอาว่าประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการตามกาลเวลาหรือไม่? ผลตอบรับระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบไกอาเหล่านี้คืออะไร และการปิดตัวลงของสสารหมายถึงอะไรสำหรับโครงสร้างของไกอาในฐานะระบบนิเวศทั่วโลกและผลผลิตของชีวิต”
  3. "แบบจำลองของกระบวนการและปรากฏการณ์ของไกอาเกี่ยวข้องกับความเป็นจริงอย่างไร และแบบจำลองเหล่านี้ช่วยแก้ปัญหาและทำความเข้าใจไกอาได้อย่างไร ผลลัพธ์จากโลกของเดซี่จะถ่ายทอดไปสู่โลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างไร อะไรคือตัวเลือกหลักสำหรับ "ดอกเดซี่" ทฤษฎีไกอามองว่าการที่เราจะพบดอกเดซี่หรือไม่มีความสำคัญหรือไม่ เราควรค้นหาดอกเดซี่อย่างไร และเราควรเพิ่มความเข้มข้นในการค้นหาหรือไม่ กลไกไกอาสามารถทำงานร่วมกับแบบจำลองกระบวนการหรือแบบจำลองทั่วโลกของระบบภูมิอากาศที่รวมถึงสิ่งมีชีวิตและอนุญาตให้เกิดการหมุนเวียนทางเคมีได้อย่างไร"

ในปี 1997 ไทเลอร์ โวล์กได้โต้แย้งว่าระบบไกอาเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้อย่างแทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้อันเป็นผลจากวิวัฒนาการที่มุ่งไปสู่สถานะโฮมีโอสตาติกที่ห่างไกลจากสมดุลซึ่ง จะเพิ่ม การผลิตเอนโทรปี ให้ สูงสุด และอักเซล ไคลดอน (2004) เห็นด้วยโดยกล่าวว่า: "...พฤติกรรมโฮมีโอสตาติกสามารถเกิดขึ้นได้จากสถานะของ MEP ที่เกี่ยวข้องกับค่าสะท้อนแสงของดาวเคราะห์"; "...พฤติกรรมที่เกิดขึ้นของโลกที่พึ่งพาอาศัยกันในสถานะ MEP อาจนำไปสู่พฤติกรรมที่ใกล้โฮมีโอสตาติกของระบบโลกในช่วงเวลาอันยาวนาน ดังที่กล่าวไว้ในสมมติฐานไกอา" M. Staley (2002) ได้เสนอแนวคิดที่คล้ายกันว่า "...รูปแบบทางเลือกของทฤษฎีไกอาที่อิงตามหลักการของดาร์วินแบบดั้งเดิมมากขึ้น... ในแนวทางใหม่นี้ การควบคุมสิ่งแวดล้อมเป็นผลจากพลวัตของประชากร บทบาทของการคัดเลือกคือการสนับสนุนสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้ดีที่สุดกับสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งแวดล้อมไม่ใช่ฉากหลังคงที่สำหรับวิวัฒนาการ แต่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต กระบวนการพลวัตที่วิวัฒนาการร่วมกันที่เกิดขึ้นในที่สุดนำไปสู่การบรรจบกันของสมดุลและเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุด"

การประชุม Gaia ครั้งที่สี่

การประชุมนานาชาติครั้งที่สี่เกี่ยวกับสมมติฐานไกอา ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดย Northern Virginia Regional Park Authority และองค์กรอื่นๆ จัดขึ้นในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2549 ณ วิทยาเขตอาร์ลิงตัน รัฐเวอร์จิเนีย ของมหาวิทยาลัยจอร์จ เมสัน[53]

Martin Ogle หัวหน้านักธรรมชาติวิทยาของ NVRPA และผู้สนับสนุนสมมติฐานไกอามายาวนาน เป็นผู้จัดงานนี้ Lynn Margulis ศาสตราจารย์ดีเด่นแห่งมหาวิทยาลัยในภาควิชาธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์-แอมเฮิร์สต์ และผู้สนับสนุนสมมติฐานไกอามายาวนาน เป็นวิทยากรหลัก นอกจากนี้ยังมีวิทยากรอื่นๆ อีกมากมาย เช่น Tyler Volk ผู้อำนวยการร่วมของโปรแกรม Earth and Environmental Science ที่มหาวิทยาลัยนิวยอร์ก ดร. Donald Aitken ผู้อำนวยการ Donald Aitken Associates ดร. Thomas Lovejoyประธาน Heinz Center for Science, Economics and the Environment โรเบิร์ต โคเรลล์นักวิจัยอาวุโส โปรแกรมนโยบายบรรยากาศ สมาคมอุตุนิยมวิทยาอเมริกัน และนักจริยธรรมสิ่งแวดล้อมชื่อดังJ. Baird Callicott

การวิจารณ์

หลังจากได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อยในช่วงแรก (ตั้งแต่ปี 1969 ถึง 1977) หลังจากนั้น ในช่วงเวลาหนึ่ง สมมติฐาน Gaia เริ่มแรกก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์จากนักวิทยาศาสตร์หลายคน รวมถึงFord Doolittle , [54] Richard Dawkins [55]และStephen Jay Gould [ 4] Lovelock กล่าวว่าเนื่องจากสมมติฐานของเขาตั้งชื่อตามเทพธิดากรีกและได้รับการสนับสนุนจากผู้ที่ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์หลายคน[43]สมมติฐาน Gaia จึงได้รับการตีความว่าเป็นศาสนาแบบนีโอเพ กัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนโดยเฉพาะยังวิพากษ์วิจารณ์แนวทางที่ใช้ในหนังสือยอดนิยมของเขาเรื่องGaia, a New Look at Life on Earthว่าเป็น แนวคิด ทางปรัชญา — ความเชื่อที่ว่าสิ่งต่างๆ มีจุดมุ่งหมายและมุ่งไปสู่เป้าหมาย เพื่อตอบสนองต่อคำวิจารณ์นี้ในปี 1990 Lovelock กล่าวว่า "ไม่มีที่ใดในงานเขียนของเราที่แสดงถึงความคิดที่ว่าการควบคุมตนเองของโลกมีจุดมุ่งหมายหรือเกี่ยวข้องกับการมองการณ์ไกลหรือการวางแผนโดยสิ่งมีชีวิต "

Stephen Jay Gouldวิจารณ์ Gaia ว่าเป็น "อุปมาอุปไมย ไม่ใช่กลไก" [56]เขาต้องการทราบกลไกที่แท้จริงที่ใช้ในการควบคุมภาวะธำรงดุลภายในตนเอง ในการปกป้อง Gaia ของเขา David Abram โต้แย้งว่า Gould มองข้ามข้อเท็จจริงที่ว่า "กลไก" เองก็เป็นอุปมาอุปไมย แม้ว่าจะเป็นอุปมาอุปไมยที่พบเห็นได้ทั่วไปและมักไม่เป็นที่รู้จักก็ตาม ซึ่งทำให้เราพิจารณาระบบธรรมชาติและสิ่งมีชีวิตราวกับว่าเป็นเครื่องจักรที่จัดระเบียบและสร้างขึ้นจากภายนอก (แทนที่จะเป็น ปรากฏการณ์ ที่สร้างตัวเองขึ้นมาเองหรือจัดระเบียบตัวเอง) ตามคำกล่าวของ Abram อุปมาอุปไมยเชิงกลไกทำให้เราละเลยคุณสมบัติเชิงรุกหรือเชิงตัวแทนของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่อุปมาอุปไมยเชิงสิ่งมีชีวิตของสมมติฐาน Gaia เน้นย้ำถึงตัวแทนเชิงรุกของทั้งสิ่งมีชีวิตและชีวมณฑลโดยรวม[57]ในแง่ของความเป็นเหตุเป็นผลใน Gaia Lovelock โต้แย้งว่าไม่มีกลไกใดกลไกหนึ่งที่รับผิดชอบ ความเชื่อมโยงระหว่างกลไกต่างๆ ที่รู้จักอาจไม่เคยเป็นที่รู้จัก สิ่งนี้เป็นที่ยอมรับในสาขาอื่นๆ ของชีววิทยาและนิเวศวิทยาเป็นเรื่องปกติ และความเป็นปฏิปักษ์เฉพาะนั้นสงวนไว้สำหรับสมมติฐานของเขาเองด้วยเหตุผลอื่น[43]

นอกเหนือจากการชี้แจงภาษาและความเข้าใจของเขาเกี่ยวกับความหมายของรูปแบบชีวิตแล้ว Lovelock เองยังกล่าวโทษการวิพากษ์วิจารณ์ส่วนใหญ่ว่าเป็นเพราะนักวิจารณ์ของเขาไม่เข้าใจคณิตศาสตร์แบบไม่เชิงเส้น และรูปแบบการลดทอนแบบโลภ มาก ที่เน้นการทำให้เหตุการณ์ทั้งหมดต้องระบุสาเหตุเฉพาะเจาะจงก่อนที่จะเกิดขึ้นจริงทันที เขายังระบุด้วยว่านักวิจารณ์ส่วนใหญ่ของเขาเป็นนักชีววิทยา แต่สมมติฐานของเขารวมถึงการทดลองในสาขาอื่นๆ นอกเหนือจากชีววิทยา และปรากฏการณ์ที่ควบคุมตัวเองบางอย่างอาจไม่สามารถอธิบายได้ทางคณิตศาสตร์[43]

การคัดเลือกตามธรรมชาติและวิวัฒนาการ

Lovelock ได้เสนอว่ากลไกการป้อนกลับทางชีววิทยาทั่วโลกสามารถวิวัฒนาการได้โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติโดยระบุว่าสิ่งมีชีวิตที่ปรับปรุงสภาพแวดล้อมเพื่อการอยู่รอดจะมีประสิทธิภาพดีกว่าสิ่งมีชีวิตที่ทำลายสภาพแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 W. Ford DoolittleและRichard Dawkinsได้โต้แย้งแยกกันต่อประเด็นนี้ของ Gaia Doolittle โต้แย้งว่าไม่มีสิ่งใดในจีโนมของสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวที่สามารถให้กลไกป้อนกลับที่ Lovelock เสนอได้ ดังนั้นสมมติฐานของ Gaia จึงไม่ได้เสนอกลไกที่น่าเชื่อถือและไม่เป็นวิทยาศาสตร์[54]ในขณะเดียวกัน Dawkins กล่าวว่าสิ่งมีชีวิตจะทำงานร่วมกันได้นั้นต้องมีการมองการณ์ไกลและการวางแผน ซึ่งขัดแย้งกับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันเกี่ยวกับวิวัฒนาการ[55]เช่นเดียวกับ Doolittle เขายังปฏิเสธความเป็นไปได้ที่วงจรป้อนกลับจะทำให้ระบบมีเสถียรภาพ

ในปี 1999 มาร์กุลิสโต้แย้งว่า " วิสัยทัศน์อันยิ่งใหญ่ของดาร์วิน นั้นไม่ผิด แต่ไม่สมบูรณ์เท่านั้นในการเน้นย้ำถึงการแข่งขันโดยตรงระหว่างบุคคลเพื่อทรัพยากรในฐานะกลไกการคัดเลือกหลัก ดาร์วิน (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ติดตามของเขา) ได้สร้างความประทับใจว่าสิ่งแวดล้อมเป็นเพียงเวทีคงที่" เธอเขียนว่าองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และลิโธสเฟียร์ของโลกถูกควบคุมรอบ "จุดกำหนด" เช่นเดียวกับในภาวะธำรงดุลแต่จุดกำหนดเหล่านั้นจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา[58]

นักชีววิทยาวิวัฒนาการWD Hamiltonเรียกแนวคิดของ Gaia Copernican ว่าแนวคิด และเสริมว่าจะต้องมีนิวตัน อีกคน ที่จะอธิบายว่าการควบคุมตนเองของ Gaia เกิดขึ้นได้อย่างไรผ่านการคัดเลือกตามธรรมชาติ ของ ดาร์ วิน [34] [ ต้องการแหล่งข้อมูลที่ดีกว่า ] เมื่อไม่นานมานี้ Ford Doolittle ได้พัฒนาแนวคิดจากข้อเสนอ ITSNTS (It's The Song Not The Singer) ของเขาและ Inkpen [59]เสนอว่าการคงอยู่ที่แตกต่างกันสามารถมีบทบาทคล้ายกับการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกันในวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกตามธรรมชาติ จึงทำให้สามารถประสานความสอดคล้องกันระหว่างทฤษฎีการคัดเลือกตามธรรมชาติกับสมมติฐานของ Gaia ได้[60]

การวิจารณ์ในศตวรรษที่ 21

ชุมชนวิทยาศาสตร์ยังคงยอมรับสมมติฐานไกอาอย่างไม่ไว้วางใจในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น มีการโต้แย้งทั้งที่เห็นด้วยและคัดค้านสมมติฐานไกอาในวารสารClimatic Changeในปี 2002 และ 2003 ข้อโต้แย้งที่สำคัญที่คัดค้านสมมติฐานไกอาคือตัวอย่างมากมายที่สิ่งมีชีวิตส่งผลกระทบเชิงลบหรือทำให้สิ่งแวดล้อมไม่มั่นคงแทนที่จะทำหน้าที่ควบคุม[7] [8]หนังสือหลายเล่มที่ตีพิมพ์เมื่อไม่นานนี้วิพากษ์วิจารณ์สมมติฐานไกอา โดยแสดงความเห็นตั้งแต่ "... สมมติฐานไกอาขาดการสนับสนุนการสังเกตที่ชัดเจนและมีปัญหาทางทฤษฎีอย่างมาก" [61]ไปจนถึง "เมื่อรู้สึกอึดอัดใจระหว่างอุปมาอุปไมยที่แปดเปื้อน ข้อเท็จจริง และวิทยาศาสตร์เท็จ ฉันขอทิ้งไกอาไว้เบื้องหลังอย่างแน่วแน่" [9]ไปจนถึง "สมมติฐานไกอาไม่ได้รับการสนับสนุนจากทฤษฎีวิวัฒนาการหรือจากหลักฐานเชิงประจักษ์ของบันทึกทางธรณีวิทยา" [62] สมมติฐาน CLAW [ 19]ซึ่งเสนอในตอนแรกว่าเป็นตัวอย่างที่มีศักยภาพของการตอบรับโดยตรงของไกอา ต่อมาพบว่ามีความน่าเชื่อถือน้อยลงเมื่อความเข้าใจเกี่ยวกับนิวเคลียสการควบแน่นของเมฆดีขึ้น[63]ในปี 2009 มีการเสนอ สมมติฐานมีเดีย : ชีวิตมีผลกระทบเชิงลบอย่างมาก (ทำลายล้างสิ่งมีชีวิต) ต่อสภาพของดาวเคราะห์ ซึ่งตรงข้ามกับสมมติฐานไกอาโดยตรง[64]

ในการประเมินสมมติฐานไกอาในรูปแบบหนังสือปี 2013โดยพิจารณาจากหลักฐานสมัยใหม่จากสาขาที่เกี่ยวข้องต่างๆ โทบี้ ไทร์เรลล์สรุปว่า "ผมเชื่อว่าไกอาเป็นทางตัน อย่างไรก็ตาม การศึกษาของไกอาได้ก่อให้เกิดคำถามใหม่ๆ มากมายที่กระตุ้นให้เกิดความคิด ในขณะที่ปฏิเสธไกอา เราสามารถชื่นชมความคิดริเริ่มและวิสัยทัศน์อันกว้างไกลของเลิฟล็อคได้ในเวลาเดียวกัน และตระหนักว่าแนวคิดที่กล้าหาญของเขาได้ช่วยกระตุ้นความคิดใหม่ๆ มากมายเกี่ยวกับโลก และสนับสนุนแนวทางแบบองค์รวมในการศึกษาเรื่องนี้" [65]ในที่อื่นๆ เขานำเสนอข้อสรุปว่า "สมมติฐานไกอาไม่ใช่ภาพที่ถูกต้องของการทำงานของโลกของเรา" [66]คำกล่าวนี้ต้องเข้าใจว่าหมายถึงรูปแบบ "ที่แข็งแกร่ง" และ "ปานกลาง" ของไกอา นั่นคือ สิ่งมีชีวิตต้องปฏิบัติตามหลักการที่ทำให้โลกเหมาะสมที่สุด (จุดแข็ง 5) หรือเอื้อต่อชีวิต (จุดแข็ง 4) หรือทำหน้าที่เป็นกลไกรักษาสมดุลภายใน (จุดแข็ง 3) รูปแบบหลังเป็นรูปแบบ "ที่อ่อนแอที่สุด" ของไกอาที่เลิฟล็อคสนับสนุน ไทร์เรลล์ปฏิเสธ อย่างไรก็ตาม เขาพบว่ารูปแบบที่อ่อนแอกว่าสองรูปแบบของไกอา ได้แก่ ไกอาแบบโคอีฟอลูชันนารีและไกอาแบบมีอิทธิพล ซึ่งยืนยันว่ามีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม และชีววิทยาส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมทางกายภาพและเคมี ล้วนมีความน่าเชื่อถือ แต่การใช้คำว่า "ไกอา" ในความหมายนี้ไม่มีประโยชน์ และทั้งสองรูปแบบนี้ได้รับการยอมรับและอธิบายด้วยกระบวนการคัดเลือกและการปรับตัวตามธรรมชาติแล้ว[67]

หลักการมนุษยนิยม

ดังที่นักวิจารณ์หลายคนเน้นย้ำ ไม่มีกลไกที่น่าเชื่อถือที่จะผลักดันวิวัฒนาการของวงจรป้อนกลับเชิงลบที่นำไปสู่การควบคุมตนเองของโลกต่อสภาพอากาศ[8] [9]อันที่จริง เหตุการณ์หลายครั้งในประวัติศาสตร์ของโลก (ดูสมมติฐานของมีเดีย ) แสดงให้เห็นว่าโลกและชีวมณฑลสามารถเข้าสู่วงจรป้อนกลับเชิงบวกที่ทำลายตนเองซึ่งนำไปสู่เหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่[68]

ตัวอย่างเช่น การเกิดน้ำแข็ง แบบ Snowball Earthดูเหมือนจะเป็นผลมาจากพัฒนาการของการสังเคราะห์แสงในช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์เย็นกว่าปัจจุบัน การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ ร่วมกับการออกซิไดซ์ของมีเทนในชั้นบรรยากาศโดยออกซิเจนที่ปลดปล่อยออกมา ส่งผลให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกลดลงอย่างมาก[ หมายเหตุ1]การขยายตัวของแผ่นน้ำแข็งที่ขั้วโลกส่งผลให้สัดส่วนแสงอาทิตย์ที่โลกดูดซับลดลง ส่งผลให้เกิดวงจรป้อนกลับเชิงบวกของน้ำแข็งและค่าสะท้อนแสงที่ ควบคุมไม่ได้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วส่งผลให้เกิดธารน้ำแข็งเกือบทั้งพื้นผิวโลก[70]การหลุดพ้นจากสภาพน้ำแข็งบนโลกดูเหมือนว่าจะเกิดจากการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนโดยภูเขาไฟเป็นหลัก[71]แม้ว่าการปลดปล่อยมีเทนโดยจุลินทรีย์ที่ติดอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งก็อาจมีส่วนเกี่ยวข้องด้วยเช่นกัน[72]การมีส่วนสนับสนุนที่น้อยลงต่อภาวะโลกร้อนอาจมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการปกคลุมโลกด้วยแผ่นน้ำแข็งยับยั้งการสังเคราะห์แสงเป็นส่วนใหญ่ และการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศโดยการผุกร่อนของหินที่มีซิลิกาลดลง อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ไม่มีกิจกรรมทางธรณีวิทยา สภาพก้อนหิมะอาจคงอยู่ต่อไปอย่างไม่มีกำหนด[73] : 43–68 

เหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่มีปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวกเพิ่มขึ้น (พร้อมกับการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตที่เป็นไปได้) นำไปสู่เหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์เหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคเพอร์เมียน-ไทรแอสซิกเมื่อประมาณ 250 ล้านปีก่อน เหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งนี้ดูเหมือนว่าจะเป็นการปะทุของภูเขาไฟในไซบีเรียนแทรปส์ซึ่งเป็นพื้นที่ภูเขาที่มีหินบะซอลต์ท่วมขังในไซบีเรีย การปะทุเหล่านี้ปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ในระดับสูง ซึ่งทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้นและทำให้มหาสมุทรเป็นกรด[74]การประมาณการเพิ่มขึ้นของระดับคาร์บอนไดออกไซด์มีตั้งแต่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยถึง 2 เท่าไปจนถึง 20 เท่า[73] : 69–91 ปฏิกิริยาตอบสนองที่ขยายขึ้นทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นมากกว่าที่คาดไว้จากผลกระทบของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียงอย่างเดียวในเรือนกระจก ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาตอบสนองของค่าการสะท้อนแสงของน้ำแข็ง การระเหยของไอน้ำ (ก๊าซเรือนกระจกอีกชนิดหนึ่ง) ที่เพิ่มขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ การปล่อยมีเทนจากความร้อนของ แหล่ง ไฮเดรตมีเทนที่ฝังอยู่ใต้ชั้นดินเยือกแข็งและใต้ตะกอนของหิ้งทวีป และไฟป่าที่เพิ่มขึ้น[73] : 69–91 ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นทำให้ระดับน้ำทะเลเป็นกรด ส่งผลให้สัตว์ที่มีเปลือกแคลเซียมคาร์บอเนตตายเป็นจำนวนมาก หอยและสัตว์จำพวกกุ้ง เช่น ปูและกุ้งมังกรตาย และแนวปะการังถูกทำลาย[75]การล่มสลายของสิ่งเหล่านี้ทำให้ห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทรทั้งหมดหยุดชะงัก[76]มีการโต้แย้งกันว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้เคมีไคลน์ที่แยกน้ำลึกที่มีซัลไฟด์ออกจากน้ำผิวดินที่มีออกซิเจนหยุดทำงาน ซึ่งส่งผลให้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ที่เป็นพิษ (ผลิตโดย แบคทีเรีย ที่ไม่ใช้ออกซิเจน ) จำนวนมากถูกปล่อยออกมาสู่ผิวน้ำและแม้กระทั่งสู่ชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้ชั้นโอโซนพังทลาย (ซึ่งเกิดจากมีเทนเป็นหลัก) [77]และช่วยอธิบายการตายของสัตว์และพืชบนบก[78]

แม้จะมีหลักฐานจากเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่หลายครั้งที่ระบุว่าชีวมณฑลไม่สามารถควบคุมตัวเองได้อย่างเต็มที่ แต่ข้อเท็จจริงก็คือวงจรป้อนกลับเชิงลบนั้นมีอยู่จริง ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แม้ว่าพลังงานที่ดวงอาทิตย์ให้มาจะเพิ่มขึ้น 25% ถึง 30% ในช่วงสี่พันล้านปีที่ผ่านมาบนโลก แต่อุณหภูมิพื้นผิวของโลกยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่สามารถอยู่อาศัยได้ การมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตในวัฏจักรออกซิเจนและคาร์บอนนั้นเป็นที่ยอมรับกันดีอยู่แล้ว แต่เมื่อพิจารณาถึงการขาดคำอธิบายที่น่าเชื่อถือโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่ทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถวิวัฒนาการมาเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต วงจรป้อนกลับดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร

ตามหลักมนุษย นิยมที่อ่อนแอ การสังเกตของเราเกี่ยวกับวงจรป้อนกลับที่ทำให้เสถียรดังกล่าวเป็นผลจากการเลือกของผู้สังเกต[79] [80] [81]ในจักรวาลทั้งหมด มีเพียงดาวเคราะห์ที่มีคุณสมบัติแบบไกอันเท่านั้นที่สามารถวิวัฒนาการเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาและรับรู้ตนเองที่สามารถถามคำถามดังกล่าวได้[73] : 50 เราสามารถจินตนาการถึงโลกนับไม่ถ้วนที่ชีวิตวิวัฒนาการด้วยชีวเคมีที่แตกต่างกัน หรือโลกมีคุณสมบัติทางธรณีฟิสิกส์ที่แตกต่างกัน เช่น โลกเหล่านี้ตายไปแล้วในปัจจุบันเนื่องจากเอฟเฟกต์เรือนกระจกที่ควบคุมไม่ได้ หรือไม่ก็อยู่ในสโนว์บอลตลอดกาล หรือไม่ก็เนื่องจากปัจจัยหนึ่งหรืออีกปัจจัยหนึ่ง ชีวิตจึงถูกยับยั้งไม่ให้วิวัฒนาการไปไกลกว่าระดับจุลินทรีย์[หมายเหตุ 2]

หากไม่มีวิธีการใด ๆ สำหรับการคัดเลือกตามธรรมชาติที่จะทำงานในระดับชีวมณฑล แสดงว่าหลักการของมนุษย์สามารถให้คำอธิบายเดียวสำหรับการอยู่รอดของชีวมณฑลของโลกตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยาได้ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มุมมองที่เน้นการลดรูปอย่างเคร่งครัดนี้ได้รับการปรับเปลี่ยนโดยการยอมรับว่าการคัดเลือกตามธรรมชาติสามารถดำเนินการได้ในหลายระดับของลำดับชั้นทางชีววิทยา ไม่ใช่แค่ในระดับของสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวเท่านั้น[82] การคัดเลือกตามธรรมชาติของดาร์วินแบบดั้งเดิมต้องการสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์ได้ซึ่งแสดงคุณสมบัติหรือความสามารถที่ถ่ายทอดได้ซึ่งส่งผลให้มีลูกหลานมากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่น ชีวมณฑลที่ประสบความสำเร็จนั้นชัดเจนว่าไม่สามารถสืบพันธุ์เพื่อสร้างสำเนาของตัวเองได้ ดังนั้นการคัดเลือกตามธรรมชาติของดาร์วินแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถดำเนินการได้ ฟอร์ด ดูลิตเติลได้เสนอกลไกสำหรับการคัดเลือกในระดับชีวมณฑล แม้ว่าเขาจะเป็นผู้วิจารณ์สมมติฐานไกอาอย่างแข็งกร้าวและเป็นคนแรก ๆ[54]ในปี 2015 เขาก็เริ่มคิดหาวิธีที่จะทำให้ไกอา "ถูกทำให้ดาร์วิน" ได้ โดยค้นหาวิธีการที่จะทำให้โลกสามารถวิวัฒนาการการปรับตัวในระดับชีวมณฑลได้ Doolittle ได้เสนอว่าการคงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน - การอยู่รอดเพียงอย่างเดียว - อาจถือเป็นกลไกที่ถูกต้องสำหรับการคัดเลือกตามธรรมชาติ ในขณะที่โลกเผชิญกับความท้าทายต่างๆ ปรากฏการณ์ของการคงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันทำให้สิ่งมีชีวิตที่ถูกเลือกสามารถบรรลุการตรึงโดยการอยู่รอดจากการตายของคู่แข่ง แม้ว่าชีวมณฑลของโลกจะไม่ได้แข่งขันกับชีวมณฑลอื่นๆ บนดาวเคราะห์ดวงอื่น แต่ก็มีคู่แข่งมากมายสำหรับการอยู่รอดบน ดาวเคราะห์ดวง นี้เมื่อรวมกันแล้ว Gaia เป็นกลุ่ม เดียว ของผู้รอดชีวิตที่มีชีวิตทั้งหมดที่สืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมสากลคนสุดท้าย ของชีวิต (LUCA) [81]ข้อเสนออื่นๆ มากมายสำหรับการคัดเลือกในระดับชีวมณฑล ได้แก่ การคัดเลือกแบบต่อเนื่อง ลำดับชั้นเอนโทรปี[83]และการพิจารณา Gaia เป็นระบบที่คล้าย กับ โฮโลไบโอนต์[84]เมื่อพูดในท้ายที่สุด การคงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันและการคัดเลือกแบบต่อเนื่องเป็นรูปแบบต่างๆ ของหลักการของมนุษย์[83]ในขณะที่การโต้แย้งเรื่องลำดับชั้นเอนโทรปีและโฮโลไบโอนต์อาจช่วยให้เข้าใจการเกิดขึ้นของ Gaia ได้โดยไม่ต้องโต้แย้งเรื่องมนุษย์[83] [84]

ดูเพิ่มเติม

  • Anima mundi  – แนวคิดในอภิปรัชญา
  • Biocoenosis  – สิ่งมีชีวิตที่โต้ตอบกันซึ่งอาศัยอยู่ร่วมกันในแหล่งที่อยู่อาศัย
  • วิทยาศาสตร์โลก  – สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับโลก
  • สิ่งแวดล้อม  – ปรัชญาในการปกป้องโลก
  • ไกอานิสม์  – ความเชื่อทางปรัชญา องค์รวม และจิตวิญญาณที่เน้นที่โลก
  • สมองโลก  – แนวคิดแห่งอนาคตของเครือข่ายเชื่อมโยงทั่วโลก
  • องค์รวม  – ระบบโดยรวม ไม่ใช่เพียงส่วนต่างๆ
  • ไฮโลโซอิซึม  – หลักคำสอนทางปรัชญาที่ถือว่าสสารทุกอย่างมีชีวิต
  • ขอบเขตของโลก  – ขีดจำกัดที่ไม่ควรเกินหากมนุษยชาติต้องการอยู่รอดในระบบนิเวศที่ปลอดภัย
  • SimEarth – วิดีโอเกมปี 1990
  • นิเวศวิทยาจิตวิญญาณ  – สาขาในศาสนา การอนุรักษ์ และการศึกษา
  • Superorganism  – กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่ทำงานร่วมกันได้ดี

อ้างอิง

หมายเหตุ

  1. ^ สมมติฐานทางเลือกคือ ปัจจัยกระตุ้นทันทีสำหรับ Snowball Earth อาจเป็นลำดับการปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นเมื่อ 717 ถึง 719 ล้านปีก่อนในบริเวณที่ปัจจุบันเป็นบริเวณอาร์กติกของแคนาดา การปะทุเหล่านี้คาดว่าจะทำให้ละอองกำมะถันจำนวนมหาศาลลอยขึ้นไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามาและมีผลทำให้เย็นลงอย่างรุนแรง[69]
  2. ^ Dawkins (1982), หน้า 236: "จักรวาลจะต้องเต็มไปด้วยดาวเคราะห์ที่ตายแล้วซึ่งระบบควบคุมสภาวะสมดุลภายในล้มเหลว โดยมีดาวเคราะห์ที่ประสบความสำเร็จและมีการควบคุมที่ดีอยู่จำนวนหนึ่งกระจายอยู่ทั่วไป ซึ่งโลกก็เป็นหนึ่งในนั้น"

การอ้างอิง

  1. ^ ab Lovelock, JE (1972). "Gaia as seen through the atmosphere". Atmospheric Environment . 6 (8): 579–580. Bibcode :1972AtmEn...6..579L. doi :10.1016/0004-6981(72)90076-5.
  2. ↑ ab เลิฟล็อค, JE; มาร์กูลิส, แอล. (1974). "สภาวะสมดุลของบรรยากาศโดยและสำหรับชีวมณฑล: สมมติฐานไกอา" เทลลัส เอ . 26 (1–2): 2–10. Bibcode :1974Tell...26....2L. ดอย : 10.3402/ tellusa.v26i1-2.9731 S2CID  129803613.
  3. ^ "Wollaston Award Lovelock" . สืบค้นเมื่อ19 ตุลาคม 2015 .
  4. ^ ก.พ. Turney 2003.
  5. ^ Schwartzman, David (2002). ชีวิต อุณหภูมิ และโลก: ชีวมณฑลที่จัดระเบียบตนเอง . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยโคลัมเบียISBN 978-0-231-10213-1-
  6. ^ กริบบิน, จอห์น (1990), “โลกเรือนกระจก: ผลกระทบเรือนกระจกและไกอา” (ไวเดนเฟลด์และนิโคลสัน)
  7. ^ โดย Kirchner, James W. (2002), "สู่อนาคตของทฤษฎี Gaia", การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ , 52 (4): 391–408, doi :10.1023/a:1014237331082, S2CID  15776141
  8. ^ abc Volk, Tyler (2002), "สมมติฐาน Gaia: ข้อเท็จจริง ทฤษฎี และการคิดปรารถนา", การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ , 52 (4): 423–430, doi :10.1023/a:1014218227825, S2CID  32856540
  9. ^ abc Beerling, David (2007). The Emerald Planet: How plants changing Earth's history. อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดISBN 978-0-19-280602-4-
  10. ^ ไทร์เรลล์ 2013.
  11. ^ abc Lapenis, Andrei G. (2002). "Directed Evolution of the Biosphere: Biogeochemical Selection or Gaia?". The Professional Geographer . 54 (3): 379–391. Bibcode :2002ProfG..54..379L. doi :10.1111/0033-0124.00337. S2CID  10796292 – ผ่านทาง [วารสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ]
  12. ^ Barnhill, David Landis; Gottlieb, Roger S., บรรณาธิการ (2010). Deep Ecology and World Religions: New Essays on Sacred Ground . SUNY Press. หน้า 32
  13. ^ Lovelock 2009, หน้า 255.
  14. ^ Kleidon, Axel. ระบบโลกสร้างและรักษาภาวะไม่สมดุลทางอุณหพลศาสตร์ได้อย่างไร และส่งผลต่ออนาคตของโลกอย่างไร?บทความส่งไปยังPhilosophical Transactions of the Royal Societyเมื่อวันพฤหัสบดีที่ 10 มีนาคม 2554
  15. ^ Lovelock 2009, หน้า 179.
  16. ^ Owen, T.; Cess, RD; Ramanathan, V. (1979). "โลก: เรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อชดเชยความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ที่ลดลง" Nature . 277 (5698): 640–2. Bibcode :1979Natur.277..640O. doi :10.1038/277640a0. S2CID  4326889
  17. ^ Lovelock, James (1995). The Ages of Gaia: A Biography of Our Living Earth . นิวยอร์ก: WW Norton & Co. ISBN 978-0-393-31239-3-
  18. ^ ฮอฟฟ์แมน, PF 2001. ทฤษฎีโลกก้อนหิมะ
  19. ^ ab Charlson, RJ ; Lovelock, J. E ; Andreae, MO; Warren, SG (1987). "แพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร กำมะถันในบรรยากาศ สะท้อนแสงเมฆ และสภาพอากาศ" Nature . 326 (6114): 655–661. Bibcode :1987Natur.326..655C. doi :10.1038/326655a0. S2CID  4321239
  20. ^ Lovelock 2009, หน้า  [ จำเป็นต้องกรอก ] .
  21. ^ จอห์นสตัน, เอียน (23 เมษายน 2012). "นักวิทยาศาสตร์ 'ไกอา' เจมส์ เลิฟล็อค: ฉัน 'ตื่นตระหนก' เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ" NBC News . เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 13 กันยายน 2012 . สืบค้นเมื่อ 22 สิงหาคม 2012 .
  22. ^ ab Watson, AJ; Lovelock, JE (1983). "สภาวะสมดุลทางชีวภาพของสิ่งแวดล้อมโลก: อุปมาของ Daisyworld". Tellus . 35B (4): 286–9. Bibcode :1983TellB..35..284W. doi :10.1111/j.1600-0889.1983.tb00031.x.
  23. ^ Kirchner, James W. (2003). "สมมติฐาน Gaia: ข้อสันนิษฐานและการหักล้าง". การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ . 58 (1–2): 21–45. doi :10.1023/A:1023494111532. S2CID  1153044
  24. ^ abc Segar, Douglas (2012). The Introduction to Ocean Sciences (PDF) . หอสมุดรัฐสภา หน้า 5 ฉบับที่ 3 ISBN 978-0-9857859-0-1. เก็บถาวรจากแหล่งเดิม(PDF)เมื่อ 2016-03-25 . สืบค้นเมื่อ 2017-02-05 .
  25. ^ Gorham, Eville (1 มกราคม 1991). "Biogeochemistry: its origins and development". Biogeochemistry . 13 (3). Kluwer Academic: 199–239. doi :10.1007/BF00002942. ISSN  1573-515X. S2CID  128563314.
  26. ^ "Scientia Marina: รายการประเด็น". scimar.icm.csic.es . สืบค้นเมื่อ2017-02-04 .
  27. ^ Lovelock 2009, หน้า 163.
  28. ^ Anbar, A.; Duan, Y.; Lyons, T.; Arnold, G.; Kendall, B.; Creaser, R.; Kaufman, A.; Gordon, G.; Scott, C.; Garvin, J.; Buick, R. (2007). "กลิ่นออกซิเจนก่อนเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่?" Science . 317 (5846): 1903–1906. Bibcode :2007Sci...317.1903A. doi :10.1126/science.1140325. PMID  17901330. S2CID  25260892.
  29. ^ Berner, RA (ก.ย. 1999). "ออกซิเจนในบรรยากาศในช่วงเวลาฟาเนอโรโซอิก" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 96 (20): 10955–10957. Bibcode :1999PNAS...9610955B. doi : 10.1073/pnas.96.20.10955 . ISSN  0027-8424. PMC 34224 . PMID  10500106. 
  30. ^ Cicerone, RJ; Oremland, RS (1988). "Biogeochemical aspects of atmospheric methane" (PDF) . Global Biogeochemical Cycles . 2 (4): 299–327. Bibcode :1988GBioC...2..299C. doi :10.1029/GB002i004p00299. S2CID  56396847
  31. ^ Karhu, JA; Holland, HD (1 ตุลาคม 1996). "ไอโซโทปคาร์บอนและการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในบรรยากาศ". Geology . 24 (10): 867–870. Bibcode :1996Geo....24..867K. doi :10.1130/0091-7613(1996)024<0867:CIATRO>2.3.CO;2.
  32. ^ Harding 2006, หน้า 65.
  33. ^ "รายงานระหว่างหน่วยงานระบุว่าสาหร่ายทะเลที่เป็นอันตรายมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น" 12 กันยายน 2550 เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 9 กุมภาพันธ์ 2551
  34. ^ ab Lovelock 2009, หน้า 195–197
  35. ^ ab Capra, Fritjof (1996). The web of life: a new science understanding of living systems. Garden City, NY: Anchor Books. หน้า 23 ISBN 978-0-385-47675-1-
  36. ^ Weart, SR (2003). การค้นพบภาวะโลกร้อน . เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์ฮาร์วาร์ด
  37. ^ Harding 2006, หน้า 44.
  38. ^ 100 ภาพที่เปลี่ยนแปลงโลกด้วยชีวิต - The Digital Journalist
  39. ^ Lovelock, JE (1965). "พื้นฐานทางกายภาพสำหรับการทดลองตรวจจับชีวิต" Nature . 207 (7): 568–570. Bibcode :1965Natur.207..568L. doi :10.1038/207568a0. PMID  5883628. S2CID  33821197
  40. ^ "ธรณีสรีรวิทยา". เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2007-05-06 . สืบค้นเมื่อ2007-05-05 .
  41. ^ Lovelock, JE; Giffin, CE (1969). "ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์: องค์ประกอบและการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต" Advances in the Astronautical Sciences . 25 : 179–193. ISBN 978-0-87703-028-7-
  42. ^ Lovelock, John และ Sidney Epton, (8 กุมภาพันธ์ 1975). "The quest for Gaia". New Scientist, หน้า 304.
  43. ^ abcd เลิฟล็อค 2001.
  44. ^ Hamilton, WD; Lenton, TM (1998). "Spora and Gaia: how microbes fly with their clouds". Ethology Ecology & Evolution . 10 (1): 1–16. Bibcode :1998EtEcE..10....1H. doi :10.1080/08927014.1998.9522867. เก็บถาวรจากแหล่งดั้งเดิม(PDF)เมื่อ 2011-07-23
  45. ^ Lovelock, JE (1990). "ยกมือสนับสนุนสมมติฐาน Gaia" Nature . 344 (6262): 100–2. Bibcode :1990Natur.344..100L. doi :10.1038/344100a0. S2CID  4354186
  46. ^ โวล์ก, ไทเลอร์ (2003). Gaia's Body: Toward a Physiology of Earth . เคมบริดจ์, แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT . ISBN 978-0-262-72042-7-
  47. ^ โจเซฟ ลอว์เร นซ์ อี. (23 พฤศจิกายน 1986). "Britain's Whole Earth Guru". นิตยสาร The New York Times สืบค้นเมื่อ1 ธันวาคม 2013
  48. ^ บันยาร์ด, ปีเตอร์ (1996), Gaia in Action: วิทยาศาสตร์แห่งโลกที่มีชีวิต (Floris Books)
  49. ^ Kirchner, James W. (1989). "สมมติฐาน Gaia: สามารถทดสอบได้หรือไม่" Reviews of Geophysics . 27 (2): 223–235. Bibcode :1989RvGeo..27..223K. doi :10.1029/RG027i002p00223
  50. ^ Lenton, TM; Lovelock, JE (2000). "Daisyworld is Darwinian: Constraints on adaptation are important for planetary self-regulation". Journal of Theoretical Biology . 206 (1): 109–14. Bibcode :2000JThBi.206..109L. doi :10.1006/jtbi.2000.2105. PMID  10968941. S2CID  5486128.
  51. ↑ ซีมอน, เฟเดริโก (21 มิถุนายน พ.ศ. 2543) "GEOLOGÍA Enfoque สหสาขาวิชาชีพ La hipótesis Gaia madura en Valencia con los últimos avances científicos" เอลปาอิส (ภาษาสเปน) สืบค้นเมื่อ1 ธันวาคม 2556 .
  52. ^ American Geophysical Union. "ข้อมูลทั่วไป Chapman Conference on the Gaia Hypothesis University of Valencia Valencia, Spain June 19-23, 2000 (Monday through Friday)". AGU Meetings . เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 4 มิถุนายน 2012. สืบค้นเมื่อ 7 มกราคม 2017 .
  53. ^ เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ Arlington County Virginia. "การประชุมทฤษฎี Gaia ที่คณะนิติศาสตร์มหาวิทยาลัย George Mason" เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-12-03 สืบค้นเมื่อ 1 ธันวาคม 2013
  54. ^ abc Doolittle, WF (1981). "ธรรมชาติเป็นของแม่จริงๆ หรือไม่" The Coevolution Quarterlyฤดูใบไม้ผลิ: 58–63
  55. ^ โดย ดอว์กินส์ 1982.
  56. ^ Gould SJ (มิถุนายน 1997). "Kropotkin ไม่ใช่คนบ้า". Natural History . 106 : 12–21.
  57. ^ อับราม 1991.
  58. ^ มาร์กุลิส 1998.
  59. ^ Doolittle WF, Inkpen SA. กระบวนการและรูปแบบของการโต้ตอบในฐานะหน่วยการเลือก: บทนำสู่การคิดแบบ ITSNTS PNAS 17 เมษายน 2018 115 (16) 4006-4014
  60. ^ Doolittle, W. Ford (2017). "Darwinizing Gaia". Journal of Theoretical Biology . 434 : 11–19. Bibcode :2017JThBi.434...11D. doi :10.1016/j.jtbi.2017.02.015. PMID  28237396.
  61. ^ Waltham, David (2014). Lucky Planet: Why Earth is Exceptional – and What that Means for Life in the Universe . ไอคอน บุ๊คส์ISBN 9781848316560-
  62. ^ Cockell, Charles ; Corfield, Richard; Dise, Nancy; Edwards, Neil; Harris, Nigel (2008). An Introduction to the Earth-Life System. Cambridge (UK): Cambridge University Press. ISBN 9780521729536-
  63. ^ Quinn, PK; Bates, TS (2011), "กรณีต่อต้านการควบคุมสภาพอากาศผ่านการปล่อยกำมะถันจากไฟโตแพลงก์ตอนในมหาสมุทร" Nature , 480 (7375): 51–56, Bibcode :2011Natur.480...51Q, doi :10.1038/nature10580, PMID  22129724, S2CID  4417436
  64. ^ Ward, Peter (2009). สมมติฐานของ Medea: ชีวิตบนโลกในที่สุดก็คือการทำลายตัวเองหรือไม่? . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย Princeton ISBN 978-0-691-13075-0-
  65. ^ Tyrrell 2013, หน้า 209.
  66. ^ Tyrrell, Toby (26 ตุลาคม 2013), "Gaia: คำตัดสินคือ…", New Scientist , 220 (2940): 30–31, doi :10.1016/s0262-4079(13)62532-4
  67. ^ Tyrrell 2013, หน้า 208.
  68. ^ “ฝาแฝดชั่วร้ายของไกอา: ชีวิตคือศัตรูตัวฉกาจที่สุดของตนเองหรือไม่?” The New Scientist (เรื่องปก). เล่มที่ 202, ฉบับที่ 2713. 17 มิถุนายน 2009. หน้า 28–31.
  69. ^ Poppick, Laura (5 เมษายน 2019). "Snowball Earth: The times our planet was covers in ice". ดาราศาสตร์ . Kalmbach Media . สืบค้นเมื่อ6 ธันวาคม 2023 .
  70. ^ Harland, WB (1964-05-01). "หลักฐานสำคัญสำหรับการเกิดธารน้ำแข็งครั้งใหญ่ในยุคอินฟราแคมเบรียน" Geologische Rundschau . 54 (1): 45–61. Bibcode :1964GeoRu..54...45H. doi :10.1007/BF01821169. ISSN  1432-1149. S2CID  128676272
  71. ^ Crowley, TJ; Hyde, WT; Peltier, WR (2001). "ระดับ CO 2 จำเป็นสำหรับการละลายของธารน้ำแข็งในโลกที่ 'เกือบจะเป็นก้อนหิมะ'" Geophysical Research Letters . 28 (2): 283–6. Bibcode :2001GeoRL..28..283C. doi :10.1029/2000GL011836.
  72. ^ Boyd, ES; Skidmore, M.; Mitchell, AC; Bakermans, C.; Peters, JW (2010). "Methanogenesis in subglacial sediments". Environmental Microbiology Reports . 2 (5): 685–692. Bibcode :2010EnvMR...2..685B. doi :10.1111/j.1758-2229.2010.00162.x. PMID  23766256.
  73. ^ abcd Mann, Michael (2023). Our Fragile Moment . นิวยอร์ก: Hachette Book Group. ISBN 9781541702899-
  74. ↑ ฮัลส์, ดี; เลา, KV; เซบาสเตียน เจวี; อาร์นดท์, เอส; เมเยอร์ กม.; ริดจ์เวลล์, เอ (28 ต.ค. 2021) "การสูญพันธุ์ในทะเลช่วงท้ายเพอร์เมียนเนื่องจากการรีไซเคิลสารอาหารและยูซิเนียที่ขับเคลื่อนด้วยอุณหภูมิ" แนท จีโอซี . 14 (11): 862–867. Bibcode :2021NatGe..14..862H. ดอย :10.1038/s41561-021-00829-7. S2CID  240076553.
  75. ^ McKinney, ML (1987). "การคัดเลือกทางอนุกรมวิธานและความแปรผันอย่างต่อเนื่องในการสูญพันธุ์ของมวลและพื้นหลังของแท็กซ่าทางทะเล" Nature . 325 (6100): 143–145. Bibcode :1987Natur.325..143M. doi :10.1038/325143a0. S2CID  13473769
  76. ^ Twitchett RJ, Looy CV, Morante R, Visscher H, Wignall PB (2001). "การล่มสลายอย่างรวดเร็วและพร้อมกันของระบบนิเวศทางทะเลและบนบกในช่วงวิกฤตชีวภาพปลายยุคเพอร์เมียน" Geology . 29 (4): 351–354. Bibcode :2001Geo....29..351T. doi :10.1130/0091-7613(2001)029<0351:RASCOM>2.0.CO;2. ISSN  0091-7613.
  77. ^ Lamarque, J.-F.; Kiehl, JT; Orlando, JJ (2007). "บทบาทของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในการพังทลายของโอโซนขอบเขตเพอร์เมียน-ไทรแอสซิก" Geophysical Research Letters . 34 (2). Bibcode :2007GeoRL..34.2801L. doi : 10.1029/2006GL028384 .
  78. ^ Kump, Lee R.; Pavlov, Alexander; Arthur, Michael A. (2005). "การปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนมากสู่พื้นผิวมหาสมุทรและบรรยากาศในช่วงที่ขาดออกซิเจนในมหาสมุทร" ธรณีวิทยา . 33 (5): 397–400. Bibcode :2005Geo.....33..397K. doi :10.1130/G21295.1.
  79. ^ Nicholson, Arwen E.; Wilkinson, Davin M.; Williams, Hywel TP; Lenton, Timothy M. (2018). "กลไกทางเลือกสำหรับ Gaia". Journal of Theoretical Biology . 457 : 249–257. Bibcode :2018JThBi.457..249N. doi :10.1016/j.jtbi.2018.08.032. hdl : 10871/40424 . PMID  30149011.
  80. ^ Fellgett, PB (1988). "GAIA and the Anthropic Principle". Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society . 29 : 85. Bibcode :1988QJRAS..29...85F . สืบค้นเมื่อ8 ธันวาคม 2023 .
  81. ^ โดย Doolittle, W. Ford. "โลกเป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่". Aeon . Aeon Media Group Ltd . สืบค้นเมื่อ8 ธันวาคม 2023
  82. ^ Shavit, Ayelet. "Altruism and Group Selection". สารานุกรมปรัชญาทางอินเทอร์เน็ต . มหาวิทยาลัยเทนเนสซีที่มาร์ติน. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2023 .
  83. ^ abc Arthur, Rudy; Nicholson, Arwen (2022). "Selection principles for Gaia". Journal of Theoretical Biology . 533 : 110940. arXiv : 1907.12654 . Bibcode :2022JThBi.53310940A. doi :10.1016/j.jtbi.2021.110940. PMID  34710434 . สืบค้นเมื่อ11 ธันวาคม 2023 .
  84. ^ โดย Castell, W.; Lüttge, U.; Matyssek, R. (2019). "Gaia — A Holobiont-like System Emerging From Interaction". ใน Wegner, L.; Lüttge, U. (eds.). Emergence and Modularity in Life Sciences . Springer, Cham. หน้า 255–279. doi :10.1007/978-3-030-06128-9_12. ISBN 978-3-030-06128-9-

แหล่งที่มาที่อ้าง

  • Abram, David (1991). "The Mechanical and the Organic: On the Impact of Metaphor in Science". ใน Schneider, Stephen; Boston, Penelope (eds.). Scientists On Gaia . Cambridge, Massachusetts: MIT Press. เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2012-02-23 – ผ่านทาง Wildethics.org
  • ดอว์กินส์, ริชาร์ด (1982). ฟีโนไทป์ที่ขยายออกไป: การขยายขอบเขตของยีนสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดISBN 978-0-19-286088-0-
  • ฮาร์ดิง สเตฟาน (2006). Animate Earthสำนักพิมพ์เชลซี กรีนISBN 978-1-933392-29-5-
  • Lovelock, James (2001). Homage to Gaia: The Life of an Independent Scientist . อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดISBN 978-0-19-860429-7-
  • Lovelock, James (2009). The Vanishing Face of Gaia: A Final Warning . นิวยอร์ก: Basic Books. ISBN 978-0-465-01549-8-
  • มาร์กุลิส ลินน์ (1998). Symbiotic Planet: A New Look at Evolution . ลอนดอน: Weidenfeld & Nicolson. ISBN 978-0-297-81740-6-
  • Turney, Jon (2003). Lovelock and Gaia: Signs of Life . Revolutions in Science. สหราชอาณาจักร: Icon Books. ISBN 978-1-84046-458-0-
  • ไทร์เรลล์ โทบี้ (2013). On Gaia: A Critical Investigation of the Relationship between Life and Earth . พรินซ์ตัน: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันISBN 978-0-691-12158-1-

อ่านเพิ่มเติม

  • Abram, David (1990). "The Perceptual Implications of Gaia". ใน Badiner, AH (ed.). Dharma Gaia: A Harvest of Essays in Buddhism and Ecology . Parallax Press. เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-10-31 – ผ่านทาง Wildethics.org
  • บอนดิ, โรแบร์โต (2006) บลูมาอันอารันเซีย ไกอา ตรา มิโตะ และวิทยาศาสตร์ โตริโน, อูเตต: คำนำของ Enrico Bellone. ไอเอสบีเอ็น 978-88-02-07259-3-
  • บอนดิ, โรแบร์โต (2007) โซโล ลาโตโม ชี ปูโอ ซัลวาเร L'ambientalismo Nuclearista โดย James Lovelock โตริโน, อูเตต: คำนำของ Enrico Bellone. ไอเอสบีเอ็น 978-88-02-07704-8-
  • ยาวอร์สกี้, เฮลาน (1928) เลอ ฌ็อง อู ลา แตร์ วีวันต์ ปารีส: ลิเบรรี กัลลิมาร์ด.
  • โจเซฟ ลอว์เรนซ์ อี. (1990). Gaia: The Growth of an Idea . นิวยอร์ก: St. Martin's Press. ISBN 978-0-31-204318-6-
  • Kleidon, Axel (2004). "Beyond Gaia: เทอร์โมไดนามิกส์ของชีวิตและการทำงานของระบบโลก". Climatic Change . 66 (3): 271–319. doi :10.1023/B:CLIM.0000044616.34867.ec. S2CID  55295082
  • Lovelock, James (1983). "Gaia as seen through the atmosphere". ใน Westbroek, P.; deJong, EW (eds.). Biomineralization and Biological Metal Accumulation . D. Reidel Publishing Company. หน้า 15–25 – ผ่านทาง jameslovelock.org
  • Lovelock, James (2000). Gaia: A New Look at Life on Earth . อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดISBN 978-0-19-286218-1-
  • Lovelock, James (16 มกราคม 2549). "โลกกำลังจะติดไข้ร้ายแรง". The Independent . เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2006-04-08.
  • Lovelock, James (2007). The Revenge of Gaia: Why the Earth Is Fighting Back: and How We Can Still Save Humanity . ซานตาบาร์บารา แคลิฟอร์เนีย: อัลเลน เลนISBN 978-0-7139-9914-3-
  • มาร์แชลล์, อลัน (2002). เอกภาพของธรรมชาติ: ความสมบูรณ์และการแตกสลายในนิเวศวิทยาและวิทยาศาสตร์ริเวอร์เอจ นิวเจอร์ซีย์: สำนักพิมพ์วิทยาลัยอิมพีเรียลISBN 978-1-86094-330-0-
  • Schneider, Stephen Henry (2004). นักวิทยาศาสตร์ถกเถียงเรื่อง Gaia: ศตวรรษหน้า . เคมบริดจ์ แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT ISBN 978-0-262-19498-3-
  • Staley, M. (กันยายน 2002). "การคัดเลือกแบบดาร์วินนำไปสู่ไกอา". J. Theor. Biol . 218 (1): 35–46. Bibcode :2002JThBi.218...35S. doi :10.1006/jtbi.2002.3059. PMID  12297068
  • โทมัส, ลูอิส จี. (1974). The Lives of a Cell; Notes of a Biology Watcher . นิวยอร์ก: Viking Press . ISBN 978-0-670-43442-8-
ทรัพยากรห้องสมุดเกี่ยวกับ
สมมติฐานไกอา
  • ทรัพยากรในห้องสมุดของคุณ
  • แหล่งข้อมูลในห้องสมุดอื่น ๆ
  • Lovelock, James (2006), สัมภาษณ์ในรายการHow to think about scienceทาง CBC Ideas (รายการวิทยุ) ออกอากาศเมื่อวันที่ 3 มกราคม 2008 ลิงก์
  • “Lovelock: ‘เราไม่สามารถช่วยโลกได้’” BBC Sci Tech News
  • สัมภาษณ์: Jasper Gerard พบกับ James Lovelock
  • คลิปสัมภาษณ์เจมส์ เลิฟล็อค จากปี 2010 ที่เวย์แบ็กแมชชีน (เก็บถาวร 3 มีนาคม 2016)
ดึงข้อมูลจาก "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=สมมติฐานไกอา&oldid=1251523238"