La hipótesis Gaia

Hipótesis Gaia

La hipótesis se basó primeramente en la termodinámica de la biosfera de la Tierra en contraposición a la termodinámica de otros planetas del Sistema Solar, principalmente Marte, radicalmente distinta la una de las otras.
La hipótesis Gaia es un modelo interpretativo que afirma que la presencia de la vida en la Tierra fomenta unas condiciones adecuadas para el mantenimiento de la biosfera.​ Según esta hipótesis  la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un sistema donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un sistema autorregulado (que tiende al equilibrio). La hipótesis fue ideada por el químico James Lovelock en 1969​ (aunque publicada en 1979) siendo apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis.​
Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding, siendo este quien le sugirió que la denominase “Gaia”, diosa griega de la Tierra (Gaia, Gea o Gaya).

Lovelock fue llamado por la NASA en 1965 para participar en el primer intento de descubrir la posible existencia de vida en Marte. Participó como asesor de un equipo cuyo objetivo principal era la búsqueda de métodos y sistemas que permitieran la detección de vida en Marte y en otros planetas. Uno de los problemas a resolver sería el encontrar los criterios que deberían seguirse para lograr detectar cualquier tipo de vida. A Lovelock le llamó la atención las radicales diferencias que existían entre la Tierra y los dos planetas más próximos, fue la singularidad de las condiciones de la Tierra lo que le llevó a formular su primera hipótesis.

Fundamentos

Esta teoría se basa en la idea de que la biosfera autorregula las condiciones del planeta para hacer su entorno físico (especialmente temperatura y química atmosférica) más hospitalario con las especies que conforman la «vida». La hipótesis Gaia define esta «hospitalidad» como una completa homeostasis. Un modelo sencillo que suele usarse para ilustrar la hipótesis Gaia es la simulación del mundo de margaritas.​

Según la segunda ley de la termodinámica, un sistema cerrado tiende a la máxima entropía. En el caso del planeta Tierra su atmósfera debería hallarse en equilibrio químico, todas las posibles reacciones químicas ya se habrían producido y su atmósfera se compondría mayoritariamente de CO2 (Se estimó que la atmósfera debería componerse de, aproximadamente, un 99 % de CO2) sin apenas vestigios de oxígeno y nitrógeno. Según la teoría de Gaia, el que al día de hoy la atmósfera la compongan un 78 % de nitrógeno, 21 % de oxígeno y apenas un 0,3 % de dióxido de carbono se debe a que la vida, con su actividad y su reproducción, mantiene estas condiciones que la hacen habitable para muchas clases de vida.​

Con anterioridad a la formulación de la hipótesis Gaia se suponía que La Tierra poseía las condiciones apropiadas para que la vida se diese en ella, y que esta vida se había limitado a adaptarse a las condiciones existentes, así como a los cambios que se producían en esas condiciones. La hipótesis Gaia lo que propone es que dadas unas condiciones iniciales que hicieron posible el inicio de la vida en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando, y que por lo tanto las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la vida que lo habita.

Para explicar cómo la vida puede mantener las condiciones químicas de Gaia, Margulis ha destacado la gran capacidad de los microorganismos para transformar gases que contienen nitrógeno, azufre y carbono.

Hipótesis inicial de Lovelock

Lovelock definió Gaia como:

una ciudad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema cibernético o retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en el planeta.

Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra.​

Con su hipótesis inicial, Lovelock afirmaba la existencia de un sistema de control global de la temperatura, composición atmosférica y salinidad oceánica. Sus argumentos eran:

• La temperatura global de la superficie de la Tierra ha permanecido constante, a pesar del incremento en la energía proporcionada por el Sol.
  
• La composición atmosférica permanece constante, aunque debería ser inestable.
• La salinidad del océano permanece constante.

Ejemplos:​

Valores de gases atmosféricos en diversos planetas:

• CO₂: Marte 95 %, Venus 98 %, Tierra (sin vida) 98 %, Tierra (con vida) 0,03 %.
  
• O₂: Marte 0,13 %, Venus trazas, Tierra (sin vida) trazas, Tierra (con vida) 21 %.

Estudios sobre la vida en Marte

En 1961 Abe Silverstein, director de operaciones de los vuelos espaciales de la NASA, propuso a Lovelock que participara en el proyecto Surveyor, cuyo objetivo era diseñar experimentos para detectar si había vida en Marte.

En el verano de 1976 la NASA envió a suelo marciano las naves Viking 1 y Viking 2, que contaban con un sofisticado material analítico y con las técnicas de detección más avanzadas. Sin embargo, no pudo hallarse el menor indicio de actividad biológica, ni siquiera en su forma más primitiva.

Por su parte, Lovelock se propuso estudiar la atmósfera de Marte desde la Tierra:

Si un planeta careciese de actividad vital, la composición de su atmósfera estaría determinada por las leyes de la física y de la química y se encontraría en equilibrio con la litosfera, como sucede con el resto de los planetas del sistema solar. Si albergase vida, esta se reflejaría

en el manifiesto «no equilibrio» de su química atmosférica.

Gaia, una visión holística de la Tierra 

La atmósfera terrestre contiene una enorme cantidad de oxígeno libre, que es un elemento muy activo. Esto indica que se debe estar reponiendo constantemente, porque si no hace mucho tiempo que hubiera desaparecido al reaccionar con otros elementos, como el hierro de la superficie terrestre, cosa que ocurrió en otros planetas, en Marte, por ejemplo.

También la atmósfera terrestre se comporta de manera muy distinta al resto de las atmósferas de los otros planetas del Sistema Solar. Es la única, por ejemplo, con una elevada proporción de nitrógeno. Esto hizo pensar a Lovelock que el permanente desequilibrio de los gases atmosféricos se regula por la influencia de lo biológico sobre lo inorgánico.

A partir de estos pensamientos fue gestando la idea de una nueva forma de entender las relaciones de los seres vivos con el ambiente, ideas que hoy están revolucionando el mundo de la ecología.

La idea de Lovelock es que la vida interacciona y tiene capacidad de mantener su entorno y su propia existencia. Si se produjese algún cambio medioambiental, la Tierra en su conjunto actuaría para contrarrestado.

Si en la Tierra no hubiera vida, la concentración de gases con efecto invernadero originaría temperaturas entre 240 °C 340 °C. Por otra parte, sin gases con efecto invernadero, temperatura media del planeta sería de —18 °C. Pero la tierra tiene la capacidad de regular la concentración de los les de su atmósfera con un mecanismo de homeostasis térmica, lo que mantiene la vida en la Tierra.

Por esa capacidad de control biogeoquímico que posee Tierra, Lovelock propuso un nuevo tipo de ente vivo: un planeta vivo, una Gaia (en alusión a la diosa griega Madre Tierra).