Elävä planeetta on dynaaminen kokonaisuus
Äkkiseltään luulisi että tässä muuttuvassa maailmassa olisi jotakin pysyvää ja stabiilia, ja ensimmäiseksi tulee mieleen että Maan syvä kallioperä nyt ainakin olisi sellainen. Mutta eihän se niin ole. Syvällä maan alla lämpötila on niin korkea, että alaspäin mennessä kiviaines muuttuu yhä enemmän sulaan muotoon. Maan sulan vaipan konvektiovirtaukset liikuttavat mukanaan niiden yläpuolella olevia meren pohjan laattoja, ja näiden päällä lepäävät mannerlaatat liikkuvat niiden mukana hitaasti pitkin planeetan pintaa. Mannerlaatat törmäilevät aika ajoin toisiinsa, niiden reunat kohoavat korkeiksi poimuvuoristoiksi, ja merenpohjan laatat painuvat kohti-tulevien mannerlaattojen alle, ja syvälle maan vaippaan.
Pinnalla olevat vuoristotkaan eivät ole pysyviä. Ne rapautuvat, ja silikaattikivet ja -kalliot liukenevat hitaasti veteen. Ilman hiilidioksidi liukenee vesiin ja muuttuu hiilihapoksi, eli karbonaattiioneksi. Mitä enemmän ilmassa on hiilidioksidia, sen happamampaa on sadevesi, ja sen lämpimämpi on ilmasto, ja nämä molemmat tekijät nopeuttavat kalsium- ja magnesiumsilikaatti-ionien liukenemistä kallioiden ja kivien pinnoista. Kalsimionit päätyvät valtameriin. Meriveteen liuennut hiilidioksidi, tai siis sen vedessä tuottamat karbonaatti-ionit taas mielellään reagoivat kalsiumionien kanssa, ja muodostavat niiden kanssa kalsiumkarbonaattia, joka onkin liukenematon yhdiste ja painuu meren pohjaan. Näin ilman hiilidioksidi siirtyy hitaasti meren pohjan sedimentteihin; tämä prosessi saattaisi aikojen kuluessa siirtää koko ilmakehän hiilivaraston meren pohjalle, ja tuhota maata lämmittävän kasvihuoneilmaston.
Meren pohjan liikkeen myötä sedimentit kuitenkin siirtyvät hitaasti syvälle maan vaippaan. Tarpeeksi syvälle jouduttuaan ne sulavat, ja niistä syntyvä magma purkautuu tulivuorten kautta ylös maan pintaan. Samalla hiilidioksidi vapautuu taas kaasuna ilmakehään.
Tämä hiilen suuri geologinen kierto toimii kuin planetaarinen termostaatti: mitä enemmän ilmassa on hiilidioksidia, sen lämpimämpi on ilmasto, sen nopeammin kalsiumsilikaatit liukenevat vesiin, ja kalsiumkarbonaatit saostuvat meren pohjalle. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus vähenee, ilmasto jäähtyy, ja silikaattien liukeneminen ja karbonaattien saostuminen hidastuvat. Tätä kautta ilmasto voisi päätyä hyvinkin kylmäksi, ellei tulivuoritoiminta taas tupruttaisi hiiltä takaisin ilmakehään, mikä taas palauttaa kasvihuonevaikutuksen. Prosessia kutsutaan silikaatti-karbonaattikierroksi, hiilidioksidipumpuksi tai rapautumiskierroksi.
Lämpötiloihin vaikuttaa myös maan pinnan heijastavuus, eli jäätiköiden ja lumen määrä planeetalla, mantereiden sijainnit, merien pintaveden haihtumisen määrä ja sen suolaisuus. Kaikkiaan, planeetan elottomat prosessit ovat jo keskenään dynaamisia ja toisiaan tasapainottavia. Monimuotoinen eliökunta tekee tämän vuorovaikutusten verkoston kuitenkin vielä paljon mutkikkaammaksi. Runsaat fotosynteetttiset kasvustot sitovat paljon hiiltä biomassaan, ja sen määrä ilmakehässä voi laskea niin alas, että koko planeetta voi painua totaalijääkauteen. Näin on käynyt Maan historian aikana kahdesti, mutta vain niinä vanhoina aikoina jolloin eliökunnan hajottaja-organismit olivat vielä yksinkertaisia mikrobeja. Noina aikoina biomassan hajoitus ei ollut kovinkaan tehokasta, paljon biomassaa painui merien pohjaan, ja hiilen määrä ilmakehässä laski.
Monimutkaisten eläinten kehittyminen näyttää katkaisseen tämän fotosynteesin ja ilmaston kylmenemisen takaisinsäätelykytkennän: eläinten pitkät ravintoketjut käyttävät tehokkaasti biomassaa, ne kaivautuvat meren pohjan sedimentteihin, sekoittavat ja hapettavat niitä, ja mahdollistavat tehokkaan bakteerihajotuksen. Tällä tavalla ne estävät hiilen hautautumista meren pohjaan. Eliökunnan monimutkaisuus ja monimuotoisuus on stabiloinut hiilen kiertoa ilmakehän ja biomassan välillä, niin että hiilen sitoutuminen biomassaan, ja biomassan hajotus ravintoketjuissa on paremmin tasapainossa.
Sekä hiilen sidonta että biomassan hajotus riippuvat nekin kuitenkin ympäristöolosuhteista. Hiilidioksidin lisääntyminen ilmassa nostaa lämpötilaa, ja se nostaa myös fotosynteesin tehokkuutta eli hiilen sidontaa biomassaan. Samalla myös biomassan hajoaminen kiihtyy. Lämpimämmät olot lisäävät haihtumista, tämä lisää sadantaa, ja yhdessä nämä liuottavat maaperästä enemmän ravinteita ja kuljettavat niitä meriin. Ravinteiden lisääntyminen merissä lisää levien kasvua ja hiilen sidontaa, mikä vähentää ilman hiilidioksidipitoisuutta, ja tätä kautta alentaa lämpötilaa. Lämpimät ilmastot ja sadanta lisäävät myös kalsiumoioneiden rapautumista, mikä lisää hiilidioksidin saostumista karbonaattien muodossa.
Lämpimät ilmastot lämmittävät merten pintavesiä, samalla kun syvät alusvedet pysyvät kylminä. Jos painavampi alusvesi ja kevyempi pintavesi eivät enää sekoitu keskenään, meriin syntyy pysyvää lämpötilakerrostumista, mikä alentaa ravinteiden määrää merien pintaosissa. Tämä alentaa fotosynteesitehokkuutta nimenomaan niissä kerroksissa, jotka saisivat riittävästi yhteyttämisessä tarvittua valoenergiaa. Hiilidioksidin sitominen vähenee, sen pitoisuus ilmassa nousee, ja lämpötila nousee. Hiilidioksidin määrään vaikuttavat vuorovaikutukset ovat siis hyvin monimutkaiset. Monet niistä tekijät vaikuttavat vastakkaisiin suuntiin, ja saattavat tasapainottaa toisiaan.
Monipuolisen eliökunnan myötä koko planeetan fysikaaliset olosuhteet – ilmasto, ilmakehä, silikaatti-karbonaattikierto, merivirrat ja jäätiköt – kytkeytyvät eliökunnan kanssa monimutkaiseen takaisinsäätelyverkostoon. Näyttää siltä kuin planeetta itse pystyisi säätelemään ja stabiloimaan omia olosuhteitaan, ja tuottaisi planeetan laajuisen homeostasian. 1970 luvulla James Lovelock ja Lynn Margulis kehittivät Gaia terorian, jonka mukaan planeetan eliökunta yhdessä elottoman ympäristön kanssa muodostaa synergistisen ja itseään säätelevän monimutkaisen systeemin, joka ylläpitää elämälle suotuisia olosuhteita planeetalla. Teorian mukaan eliökuntaa ylläpitävä planetta käyttäytyy kuin elävä olio, Gaia, joka säätelee itse olosuhteitaan.
Muut luonnontutkijat eivät ole Gaia-teoriaa hyväksyneet, sillä lajien evoluutio tai luonnonvalinta ei näytä suosivan vakiintunutta biosfääriä, tai sellaista lajistoa joka ylläpitää planeetan homeostasiaa. Monimutkaisen eliökunnan ja planeetan tasapainotila ei olekaan stabiili, vaan hyvinkin herkkä. Näinä aikoina jo tiedämme, että yksi tehokkaasti lisääntyvä laji voi hyvinkin lyhyessä ajassa muuttaa hiilen kiertokulkua biomassan, fossiilisten hiilivarantojen ja ilmakehän välillä. Tosin tämä muutos liittyy nyt myös koko eliökunnan monimuotoisuuden eli biodiversiteetin katoamiseen. Monimutkaisen palapelin kaikki palat ovat muuttumassa samanaikaisesti.
Ihminen on ilmeisesti ainoa yksittäinen laji, syanobakteerien sukukunnan lisäksi, joka onnistuu saamaa koko planeetan ilmakehän, ilmaston ja lajiston kokonaan muutetuksi.
I love the еfforts yoսu have put in this, regarrds for all
the great poѕtѕ.
Olen lukenut Lovelockin kirjan Gaia-hypoteesistä. Maa on kyennyt pitämään elämää yllä melko kauan, joten pitäisi olla mielekästä katsoa koko maan elämää sellaisen teoriakehyksen läpi että ymmärrettäisiin kuinka elämä aina on selvinnyt vaikka katastrofeja on ollut. Lovelockin itsesäätely voi jonkun korvissa kuulostaa tietoiselta toiminnalta, mutta siitä ei käsittääkseni ole kyse vaan nimenomaan kuvaamastasi dynaamisesta kokonaisuudesta. Ja ”elämälle suotuisat olosuhteet” on mielestäni paljon laajempi konsepti kuin ”vakiintunut biosfääri” joka on rajoittuneen mielen luoma artefakta. Ihminen ei mielestäni ole elämän tarkoitus tai päämäärä. Elämällä on evoluution avulla kyky lajiutua ja levittäytyä kaikkiin ulottuvuuksiin niin kauan kuin energiaa jossakin käyttökelpoisessa muodossa on saatavilla. Tilaulottuvuuksien lisäksi on aikaulottuvuus (hidas tempo, nopea tempo) ja mittakaava (suuri, pieni) yms.
Joo. Elämä on ihmeen robusti ja resilientti. Se vaan aina tarttuu niihin mahdollisuuksiin mitä sille tarjoutuu. Ilman päämäärää. Valloittaa kaikki ulottuvuudet, myös ajan, vaikka elää ja selviytyy aina vain hetken kerrallaan. Jos nyt ollaan oikein filosofisia.
”Ihminen on ilmeisesti ainoa yksittäinen laji, syanobakteerien sukukunnan lisäksi, joka onnistuu saamaa koko planeetan ilmakehän, ilmaston ja lajiston kokonaan muutetuksi.”
Niinpä, jos syanobakteerien sukukuntaan luetaan kaikki missä on viherhiukkasia. Jos vähän oiotaan mutkia niin ovathan jääkausia todennäköisesti aiheuttaneet varsinaisten syanojen (proterotsooinen) lisäksi myös viherlevät (kryogeeni), maakasvit (permi-kivihiili) ja C4-ruohokasvit (nykyinen). Aina kun tuotantopuolella eli kasvikunnassa tapahtuu innovaatio, hiilidioksidin sidonta tehostuu ja ilmasto viilenee, kunnes hajottajapuolella tapahtuu vastaava innovaatio jolloin tilanne normalisoituu.
Jääkaudet tarkoittavat ennen kaikkea ilmaston vaihtelua, koska lunta ja jäätä sisältävät kaudet ovat albedo-takaisinkytkennän takia melko epävakaita. Korkeilla leveysasteilla vaihtelee lämpötila, matalammilla sademäärä. Vaihtelut vauhdittavat evoluutiota kun elämä yrittää sopeutua niihin. Se mikä ei tapa, vahvistaa, ja näyttää siltä että jääkaudet enimmäkseen vahvistavat, joskin osin myös tappavat.
Juuri näin: olen tässä ajatellut että kasvit ja niiden viherhiukkaset, eli se kasvien fotosynteesi ja hiilensitomiskyky ovatkin juuri syanobakteereiden aikaansaannosta. Eihän meillä olisi täällä kovinkaan kummoista monimuotoisuutta ilman tämän happea tuottavan fotosynteesin keksintöä. Eliökunta kylläkin olisi, ja biomassaa ehkä jotakuinkin yhtä paljon kuin nytkin, mutta kaikki hapettomissa oloissa .. Tiedä häntä, tuokin eliökunta olisi ilmeisesti pystynyt kierrättämään hiiltä tehokkaasti, niinhän se teki ainakin noin miljardin vuoden ajan. Ehkä se olisi selvinnyt geologian tuottamista ilmastonvaihteluistakin ihan hyvin, ehkä se olisi jopa itsekin lopulta sitonut hiiltä biomassaan niin paljon että olisi aiheuttanut jääkausia. Noista sen mahdollisista ilmastovaikutuksista emme voi sanoa mitään varmaa, koska niitä ei ehtinyt tapahtua. Mutta monisoluisuutta se ei olisi tuottanut (todennäköisesti)
Gaia-hypoteesi voi tosiaan olla (niin kuin luulen)tarkoituksellinen säätelyilmiö, mutta maapallolla on ainakin kaksi tekijää, jotka voivat tuhota ainakin suurimman osan kehittyneestä biosfääristä. Toinen niistä piilee maapallon sisässä Se voi yhtäkkiä puhkaista pallomme kuoren ja syytää tuhkaa eetteriin, niin kuin HS:ssä kerrottiin. Varmaan vielä vähän suurempi räjähdys tai monta yhtäaikaista purkausta voisi jo hävittää ihmiskunnan ja suuren osan muuta biosfääriä
https://www.tiede.fi/artikkeli/jutut/artikkelit/536_maailma_kylmeni_vuosiksi
Toisen, maan päällisen uhkan muodostaa ihmiskunnan sodanhimo. On tultu tilanteeseen, jossa laajamittainen, riittävän vihaperäinen sota voi aiheuttaa pitkän ydintalven tai jotain vielä ikävämpää.
Tulivuoria emme pysty hallitsemaan, mutta hyökkäyssodan mielettömyyden voisi ehkä opetettuna ymmärtää. Erimielisyyden voisi käsittää useimmiten johtuvan eri ihmisten aivojen rakenteen erilaisuudesta. Jää kansojen ja johtajien mietittäväksi, käytämmekö tätä ”aivo-diversiteettiä” hyväksemme vai tuhoksemme
https://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130206131048.htm
Niinpä: Olemassaolomme näyttää meidän jokapäiväisestä perkpektiivistä hyvinkin varmalle ja stabiilille, mutta monet äkilliset tai hitaammatkin katastrofit voivat muuttaa tilanteen, kuten nuo mitä mainitset, samoin kuin isot impaktit, tai tämä ilmastonmuutos. Ehkä ihmisten agressiivista tai itsetuhoista käyttäytymistä voidaan oppia hallitsemaan jonkinlaisen globaalin varhaiskasvatuksen kautta. Näinä aikoina ainakin meillä valistuneissa eurooppalaisissa maissa opetetaankin nuorisolle jonkinlaista vastuullista globaalia ajattelua. Olisi hyödyllistä opettaa myös koko planeetan luonnonhistoriaa, eli eliökunnan kehityshistoriaa, globaalia ilmastohistoriaa ja geologista historiaa. Tämän valossa ihmiset varmaan ymmärtäisivät paremmin kaiken olemassaolon haurautta ja sattumanvaraisuutta.
Maapallon sisällä on käynnissä jokin outo, ennen havaitsematon, värähtelyä tuottava ilmiö, jota ei ole toistaiseksi selitetty.
https://www.is.fi/tiede/art-2000005916411.html
Artikkelin kommenteissa epäillään mm. maan sisuksien liian voimakasta kuumentumista. Ajatellaan, että viime aikaiset tulvat ja rajuilmat voisivat olla Gaian yritys tasapainottaa tilannetta.
Se lienii nyt kuitenkin jotakin ihan tavanomaista vulkaanista maan murahtelua, tai merenpohjan laatat vähän liikahtelee. Oliskohan voinut vaikka se Alaskankin maanjäristys liittyä tähän….