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Philosophical implications of the Gaia Theory

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James Lovelock has developed the "Gaia Theory " over the last twenty-five years as a scientific claim that the earth's "biota ", tightly coupled with its environment, acts (and has acted since life on earth developed any complexity) as a single, self regulatingliving system in such a way as to maintain the conditions that are suitable for life.

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DaisyWorld and DaisyBall | Introduction | gingerbooth.com

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DaisyWorld was invented by James Lovelock, to explain how the Gaia Hypothesis does not require a sentient Earth, but only feedback loops, for homeostasis. Life itself could maintain the planet fit for life - within limits.

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Pedro nos ha recomendado que nos iniciáramos con entradas sencillas y fáciles. Así que me gustaría hablaros de un gran científico de actualidad. Todos conocemos los grandes genios del pasado: Newton, Platón, Arquímedes, Galileo, etc, a los de la época moderna: Einstein, Schrodinger, Planck, Bohr, Heisenberg, etc. De nuestra época: Stephen Hawking, James Watson, etc. Ahora me gustaría hablaros de un científico no tan conocido pero que estoy convencido que pasara a los anales de la historia por su pensamiento rompedor. Se trata de James Lovelock.

James Lovelock. Crédito: Wikipedia.

James Ephraim Lovelock es un científico nacido el 26 de Julio de 1919. Es meteorólogo, escritor, inventor y siente una profunda curiosidad y amor por el medio ambiente. Es el inventor del detector de captura de electrones (invento que permitió detectar pesticidas en la Antártida, cosa que puso de manifiesto los problemas del DDT y los organoclorados). Se trata de un científico con un pensamiento rompedor y veréis por qué. En 1965, cuando aún no era un científico demasiado destacado, la NASA le pidió que se uniera a un grupo de expertos cuyo objetivo era elaborar un protocolo a seguir para buscar vida en Marte. Para resolver el problema Lovelock observó en qué se diferenciaba nuestro planeta de sus planetas más próximos. A diferencia de los demás planetas del sistema solar, su atmosfera no se encontraba en equilibrio químico. Nuestra atmosfera, debería estar compuesta por mucho más CO2, y debería tener una temperatura mucho más elevada. Y esto no es así, ¿porque?

Así, mientras otros proponían enviar sondas con costosos e intrincados aparatos, Lovelock miró el problema desde otro prisma. Nuestro planeta se diferencia de los demás en que hay vida, y esta transforma su entorno. Con este razonamiento, Lovelock acabó con esperanzas de encontrar vida tal y como la conocemos en el sistema solar (las atmosferas de cuyos planetas están en equilibrio químico).

Esto hizo meditar a Lovelock, que desarrolló entonces lo que hoy conocemos como Hipótesis Gaia, la cual postula que la vida regula y mantiene unas características ideales para su existencia, y que actúa como un todo coherente que regularía ciertos aspectos del planeta (atmosfera, salinidad de los mares, temperatura...) manteniéndolos en equilibrios óptimos para la vida tal y como la conocemos.

Cuando hablo de equilibrios óptimos, me refiero a las características mediambientales que permiten a la vida aprovechar al máximo la energía que recibe del astro padre. Esto se traduce en mayor tasa de reproducción mayor crecimiento, etc.

Para ejemplificar y demostrar esto, Lovelock y Andrew Watson crearon una simulación conocida como el Mundo de las Margaritas. Siguiendo la filosofía de El Tamiz trataré de explicar la simulación de El Mundo de las Margaritas sin fórmulas ni nada. Imaginemos un mundo, cercano al un sol cuya temperatura aumenta muy lentamente . En este planeta solo existen dos variedades de margaritas, las blancas y las negras. Las dos son exactamente iguales en cuanto a supervivencia tasa de crecimiento, temperatura óptima, etc. Salvo en un aspecto:

La margarita blanca refleja la luz solar, mientras que la negra la absorbe, con lo cual con la misma radiación solar irradiando ambas margaritas, las negras están a mayor temperatura que las blancas (pero recordemos que como son idénticas la temperatura ideal para cada una es la misma, en nuestro ejemplo 35ºC).

En el principio de nuestro experimento tenemos un sol frio y un planeta cercano, al principio tan sólo existen unas pocas margaritas blancas y algunas negras, porque la temperatura se encuentra muy lejos del óptimo y son pocas las que pueden crecer. Hay más negras porque al ser negras absorben la luz y su temperatura es mayor con lo que están más cerca del óptimo (al contrario de las blancas que están más frías y, por lo tanto, más alejadas del óptimo).

A medida que la temperatura del sol va aumentando también lo hace la del planeta proliferando mucho las margaritas negras, pero aquí está la clave. Al aparecer mas margaritas negras y colonizar gran parte, estas cambian el albedo (capacidad de absorber la luz) del planeta con lo que al ser éste más oscuro la temperatura se eleva. Lógicamente el planeta se cubre de margaritas negras y algunas blancas que también proliferán al aumentar la temperatura.

Tenemos que imaginar lo siguiente: A mas margaritas negras, mas temperatura. A mas margaritas blancas menos temperatura. Si entendemos porqué los siguientes razonamientos surgen solos. Nos quedamos en el punto en que una invasión de margaritas negras cubre el planeta calentándolo por encima de los 35ºC (el óptimo). Esto favorece a las margaritas blancas que al ser mas frias están mas cercanas al optimo. Aquí se va produciendo un balanceo en las proporciones de ambas margaritas hasta que la temperatura se estabiliza en el óptimo.

Resulta que la proporción de 50% de cada especie se produce en el momento en el que (si no hubiera vida) el sol calentaría el planeta a 35ºC. A partir de este punto, la temperatura sube y hay cada vez una mayor proporción de margaritas blancas. Esto sucede hasta que la temperatura del sol és tan elevada que pese a modificar el albedo las plantas no sobreviven. Pongamos que el planeta debería estar a 110ºC y está a 45ºC cuando empiezan a morir las margaritas blancas. Luego el planeta vuelve rápidamente al equilibrio al no haber vida que modifique su albedo.

En el siguiente gráfico se muestra la temperatura que debería tener el planeta sin vida, y cómo la modifican las margaritas para que esté alrededor del óptimo:

También tenemos la posiblidad de trastear con este simulador del mundo de las margaritas (Inglés). Gracias a ElHombrePancho.

Con esto Lovelock trató de demostrar su teoría que la vida no solo se adapta al entorno sino que lo modifica para crear equilibrios óptimos donde puede desarrollarse mejor.

Lo que he expuesto puede pareceros obvio, pero nadie lo pensó y razonó hasta que llegó Lovelock.

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Pedro nos ha recomendado que nos iniciáramos con entradas sencillas y fáciles. Así que me gustaría hablaros de un gran científico de actualidad. Todos conocemos los grandes genios del pasado: Newton, Platón, Arquímedes, Galileo, etc, a los de la época moderna: Einstein, Schrodinger, Planck, Bohr, Heisenberg, etc.

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"Las edades de Gaia" - JAMES LOVELOCK (1979) Dibujemos un planeta de aproximadamente el mismo tamaño que la Tierra, girando sobre su eje y...

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Retroalimentación en el Mundo de las Margaritas

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Planeta sin margaritas Radiación solar + - Temperatura Global + - Albedo global constante