Gaiateorien

Gaiateorien, teori om, hvorledes miljøforholdene på Jorden bliver reguleret af de levende organismer på en sådan måde, at livsbetingelserne er optimale. Ifølge Gaiateorien er biosfæren en slags "superorganisme", Gaia, der med negativ feedback-regulering sikrer de ideelle livsbetingelser. Gaiateorien er først og fremmest knyttet til den britiske forsker James Lovelock, der fra begyndelsen af 1970'erne har beskrevet teorien.

Et af hovedtrækkene i Gaiateorien er, at uden de levende organismer ville Jorden ikke være et egnet levested for det meget varierede liv, der er udviklet her. Livet har selv skabt og vedligeholder de gode livsbetingelser. Et eksempel er atmosfærens iltkoncentration på ca. 20 %. Noget tilsvarende finder man ikke på andre kendte planeter, og det fandtes oprindelig ikke på Jorden. Atmosfærens ilt er skabt af de levende organismer, der har fotosyntese, og ilten er en livsbetingelse for aerobe (iltkrævende) organismer.

Lovelock sammenligner kontrollen af livsbetingelserne på Jorden med, hvorledes temperaturen i en bageovn bliver reguleret. I en ovn sørger en termostat for den rette temperatur. Bliver temperaturen for høj, slukker termostaten for strømmen. Bliver temperaturen for lav, tænder den. Dette kalder man negativ feedback-regulering.

En af de miljøfaktorer, der gør Jorden til "den levende planet", er, at temperaturen er ideel. Den svinger ikke meget omkring Jordens gennemsnitstemperatur på 18 °C. Det hænger bl.a. sammen med atmosfærens indhold af drivhusgasser, fx kuldioxid og vanddamp (se drivhuseffekten). Lovelock beskriver, hvorledes Jordens "termostat" kan virke. Han forestiller sig en planet, der udelukkende er befolket med planter, der enten har hvide eller sorte blomster. De sorte opsuger mere sollys end de hvide, men trives dårligere i varmen. Derfor vinder de hvide frem, men så reflekteres mere sollys, og temperaturen falder. Så forbedres livsbetingelserne for de sorte, og de hvide går tilbage. Men nu reflekteres der mindre sollys, og temperaturen stiger igen. Ligheden med termostatens negative feedback-regulering er åbenbar.

Skyer er at sammenligne med de hvide blomster. En forudsætning for, at vanddampe kan fortættes og udvikle skyer, er, at der er små partikler, kondensationskerner, i atmosfæren, som vanddampen kan fortættes på. Algerne i havet udsender uhyre mængder af kondensationskerner til atmosfæren i form af en svovlforbindelse, dimethylsulfid (DMS). Jo færre skyer, des mere lys når der ned til algerne, og jo mere DMS producerer de. Det giver flere skyer, mindre lys og i sidste ende mindre DMS.

Lovelock og andre før ham har prøvet at forklare atmosfærens indhold af netop ca. 20 % ilt som et resultat af en negativ feedback-regulering. Ilten i atmosfæren er et overskud fra fotosyntesen, som ikke er brugt til at nedbryde det producerede organiske materiale. Nettotilførslen til atmosfæren er stoppet på et tidspunkt, og gennem de sidste ca. 400 mio. år har koncentrationen ligget omkring de ca. 20 %, og der er tilsyneladende balance mellem den biologiske opbygning og nedbrydning. Vi har ikke noget klart svar på, om og hvorfor de 20 % er en ideel værdi. En antydning af en forklaring kan man finde i forholdene i havet. Den mængde ilt, der er opløst i havvandet, så det er i ligevægt med atmosfærens indhold, er ret præcis den mængde, der skal til for at nedbryde den algebiomasse, der kan produceres ud fra det kvælstof og fosfor, der er i den samme mængde vand, skrev den amerikanske havforsker A.C. Redfield i 1958. Han foregreb således Gaiateorien. Vandets iltindhold er i ligevægt med atmosfærens. Hvis iltindholdet i atmosfæren falder under de ca. 20 %, falder vandets iltindhold også. Der bliver ikke nedbrudt så meget, som der produceres, og der bliver overskud af ilt. Når så iltindholdet øges, nedbrydes det opsamlede organiske materiale.

Også på landjorden er de ca. 20 % en ideel øvre grænse for iltkoncentrationen. Dette er rigeligt til organismernes forsyning med ilt. En større værdi ville have uheldige konsekvenser. En af de farer, der kan true livet på Jorden, er brande, fx fra lynnedslag. En forøgelse af iltkoncentrationen til ca. 25 % ville betyde, at selv vådt træ kunne brænde.

Gaiateorien er ikke stærkt underbygget af uigendrivelige, videnskabelige fakta. Det er snarere en måde at betragte vores helt enestående planet på. De ideelle livsbetingelser er kun til stede, fordi vi ligger i en passende afstand fra Solen. Det gav betingelser for liv, som har udviklet Jorden til en "oase i rummet". Udviklingen og reguleringen af livsbetingelserne er efter Gaiateorien næppe tilfældigheder, om end vi endnu ikke kan forklare dem til bunds.