Hogyan gyógyíthatjuk meg a beteg Gaiát?

(Megjelent: Ökotáj. 18/19. sz. 1998. 103-105. p.)

Vajon valóban mi vagyunk az isten által kiválasztott faj? Vagy inkább az, amely a legjobban károsítja, sőt végveszélybe is sodorhatja a Földet? A válasz csak tőlünk függ. A megfelelő válasz megtalálásában segít James Lovelock könyve: Gaia. A bolygó gyógyításának gyakorlati tudománya.

Intelligens parazita-e az ember?
Lovelock szerint az ember a Föld számára olyan, mint egy kórokozó mikroorganizmus, vagy egy rosszindulatú daganat az emberi szervezetben. A mikroorganizmus négyféleképpen viselkedhet: megtámadja a szervezetet, azonban megsemmisíti őt a szervezet védekező rendszere; a szervezet és az élősködő között hosszú ideig tartó küzdelem is kialakulhat, ez a krónikus betegség állapota; előfordulhat, hogy a parazita kerekedik fölül és elpusztítja a szervezetet, és ezzel természetesen az ő életfeltételei is megszűnnek. Az is lehetséges azonban, hogy a szervezet és a parazita szimbiózisban, kölcsönös egymásrautaltságban él. Az ember mint intelligens parazita számára ennek a legutolsó állapotnak az elérése lehet az egyetlen reális cél. Ha nem tudjuk megvalósítani, hogy szimbiózisban éljünk a Földdel, akkor mind az emberiség, mind a Föld pusztulása bekövetkezhet.

A Gaia-modell keletkezése
A földi élet magyarázatára az emberi történelem során sokféle elmélet született; a Gaia-elmélet szerint a Föld egyetlen egységes és önszabályozó ökorendszer. James Lovelock 1972-ben dolgozta ki ezt a modellt, de az ötlet az 1960-as évekből származik. Érdekes, hogy a modell megalkotásához Lovelockot a Mars tanulmányozása vezette: felkérést kapott, hogy segítsen annak a kérdésnek az eldöntésében, hogy van-e élet a Marson? Lovelock javaslata az volt, hogy a helyi talajminták elemzése helyett meg kell vizsgálni a bolygó légkörét. Ha a gázok statikus egyensúlyi állapotban vannak, akkor az arra utal, hogy nincs élet, ha pedig nincsenek egyensúlyi állapotban, akkor valószínűleg van élet a bolygón. Az élet ugyanis állandó változás, folyamatos anyag- és energiacsere. Lovelock a vizsgálatok alapján azt állapította meg, hogy a Mars légkörére a statikus egyensúly a jellemző, ellentétben a Földdel, ahol nagymértékű a kémiai egyensúlyhiány. A statikus egyensúlyi állapot hiánya azt is jelenti, hogy van még szabadon felhasználható energia, vagyis vannak a légkörnek reakcióképes komponensei, és kevés az olyan összetevő, amely egyáltalán nem képes további reakcióra. A földi atmoszféra oxidáló (O₂, CO₂), redukáló (CD₄, H₂) és közömbös (N₂, nemes) gázok keveréke. Ha hirtelen megszűnne az élet a Földön, az anyagok reakcióba lépnének egymással és a folyamat addig tartana, amíg minden reakcióképes anyag elreagálna egymással, és egy statikus kémiai egyensúlyi állapot alakulna ki. Lovelock tehát a Marson keresett élettől a földi élethez, illetve az élet kialakulásának és fennmaradásának általános feltételeihez jutott el. Az 1970-es években Lovelock elméletét megismerve William Golding adta a Gaia nevet a Földnek, a "szuperorganizmusnak". Gaia a Föld istennője volt a görög hitvilágban, finom, nőies és táplálékot adó istennő, de azokhoz könyörtelenül szigorú, akik nem éltek harmóniában a Földdel.

Gaia - egyetlen nagy élőlény
Lovelock az egész Földet egységes rendszernek tekinti, tehát - a többi modelltől eltérően - nem szabdalja szét részekre, vagyis atmoszférára, litoszférára, hidroszférára és bioszférára. Azonkívül azt vallja, hogy a Föld önszabályozó rendszer. A természetben rengeteg olyan fizikai és kémiai folyamat van, amely önszabályozó, vagyis egy zavar olyan választ indukál, amely a bekövetkező változás ellen hat. Mivel az élet alapját a folyamatok jelentik, ezért elég könnyen elfogadható, hogy az egész Föld esetében is működhetnek ilyen önszabályozó folyamatok. A Gaia-elmélet nem töri meg a természettudományos gondolkodás és gyakorlat elismert tradícióját. Azonban visszalép ahhoz az időhöz, amikor a tudomány még egységes volt. Lovelock úgy tekinti a Földet, mint egységes ökorendszert, tehát bizonyos értelemben mint egyetlen hatalmas élőlényt. Gaia nem az általunk megszokott értelemben élő, hiszen például nem tud helyet változtatni, nincs önálló akarata, vagy nem tud szaporodni. Szükségszerűen felmerül az igény: hogy határozzuk meg: mi az élet? A fizikusok magyarázata szerint az entrópia csökkenése: a szabad energia felvételével az élőlény képes arra, hogy csökkentse a belső entrópiáját. Neodarwinista szemszögből nézve az élet a szerves molekulákból álló rendszernek az a sajátossága, hogy növekedni és reprodukálódni képes. A reprodukció folyamatát a természetes szelekció korrigálja. Biokémiai szempontból akkor nevezhető valami élőlénynek, ha fel tudja szabadítani az energiát a tápanyagból vagy a napsugárzásból, és a genetikai kódjaiban beprogramozott utasításoknak megfelelően növekedik. Geofiziológiai szempontból az élet egy olyan, határokkal bíró rendszernek a sajátossága, amely nyitott az energia- és anyagáramlásra, és képes arra, hogy a külső körülményektől függetlenül állandó értéken tartsa a belső tulajdonságait. Gaia leginkább eszerint tekinthető élőlénynek, ugyanis az önszabályozó folyamatok a Föld sokféle jellemzőjét tartják állandó értéken, de legalábbis egy meghatározott tartományon belül.

Önszabályozó mechanizmusok
A könyv végigköveti a Világegyetem fejlődését a Big Bang-től a galaxisok kialakulásán, a Naprendszer és ezen belül a Föld kialakulásán és fejlődésén keresztül addig, amíg létre nem jöttek a feltételek az élet kialakulásához, tehát Gaia megszületéséhez. Azt még ma sem tudjuk, hogyan alakult ki az élet a Földön: véletlen földi események vezettek-e a kialakulásához, vagy a Világegyetem más pontjáról került-e a Földre. Az azonban bizonyos, hogy egyes élőlények életműködése következtében melléktermékként oxigén keletkezett, amely lehetővé tette az élet új formáinak kifejlődését is. Az élet azután egy bizonyos tartományban stabilizálta a körülményeket a Földön, például biztosította a víz megmaradását. Az élet és a víz egymással kölcsönös függésben állnak: a víz az élet alapja, ugyanakkor a víz megmaradása a Földön az élőlényeknek köszönhető. Ha ugyanis nem lenne élet a Földön, a víz szétbomlana oxigénre és hidrogénre, és az utóbbi gáz megszökne a Föld közeléből, mert kis tömege miatt aránylag kis gravitációs vonzóerő hat rá. Az élet szabályozza és olyan arányoknál stabilizálja a légkör összetételét, amelyek megfelelőek az élőlények számára. Az élet, vagyis a bioszféra az éghajlatot és a légkör összetételét egy olyan szinten tartja fenn, amely optimális az élethez. Érdekes példa erre, hogy bár a Nap energia-kibocsátása 25 százalékkal nőtt azóta, hogy élet van a Földön, a hőmérséklet mégis megmaradt abban a tartományban, amely az élet számára megfelelő.
Sokféle önszabályozó mechanizmus működik Gaia szervezetében: az oxigénszintet például többek között az stabilizálja, hogy a levegő oxigéntartalmának egy százalékos emelkedése 100 százalékkal növeli a növények öngyulladásának esélyét, az égés során pedig az oxigén széndioxiddá alakul át. Az időjárás önszabályozásában többek között a tengeri algák játszanak komoly szerepet. Az algák az életműködésük során dimetil-szulfitot (DMS) állítanak elő, amely a levegőben aerosolt alkot, és ezzel elősegíti a felhőképződést. Ha tehát melegebb az időjárás az átlagosnál, akkor több tengeri alga fejlődik, ezért megnő a DMS-termelés, és ennek következtében több felhő képződik. A felhők pedig visszaverik a napfény egy részét. A DMS tehát éghajlati termosztátként működik.
Érdekes és szerencsés, hogy a Földön a legtöbb hely alkalmas az életre. Különböző tényezők határozzák meg az ún. életablakot, vagyis azt a tartományt, amelyben a hőmérséklet, a nedvességtartalom, a kémhatás, a sótartalom, az ionkoncentráció és a redoxipotenciál megfelelő az élet fennmaradásához. A természetes szelekció során azok a fajok maradtak fenn, amelyek az adott hely sajátosságaihoz jól alkalmazkodtak - a sajátosságokba bele kell érteni azokat is, amelyeket más élőlények alakítottak ki (pl. az oxigén jelenlétét a légkörben) -, illetve azok az élő szervezetek, amelyek együttesen képesek arra, hogy az életkörülményeket olyan módon megváltoztassák, hogy az a számukra előnyös legyen. A növények egyedül nem lennének képesek arra, hogy ökorendszert alkossanak, ugyanis hamar kifogynának a széndioxidból, tehát szükségük van olyan élőlényekre, amelyek széndioxidot termelnek az életműködésük során. Így jöhet létre az egyensúly az anyag és az energia körforgásában a természetben.

Daisyworld - margarétavilág
Az éghajlat önszabályozó mechanizmusának a magyarázatára készítették el a Daisyworld komputer-modellt. Képzeljünk el egy olyan világot, ahol csak sötét és fehér margaréták élnek. Kezdetben, amíg a napsugárzás intenzitása nem olyan nagy, csak az Egyenlítő vidékén élnek margaréták, mégpedig sötétek, hiszen ezek több fényt tudnak elnyelni, mint a fehérek. A napsugárzás intenzitásának növekedésével egyre inkább elterjednek a világos színű virágok, míg teljesen kiszorítja a sötéteket, sőt később már ők is csak a sarkvidéken élnek, és végül ezek is teljesen kipusztulnak. A modell továbbfejlesztett változatánál növényevő állatok (nyúl) és ragadozók (róka) jelenlétét is feltételezik. A modell segítségével vizsgálják, hogy a margarétáknál bekövetkező járványszerű pusztulás milyen hatással van a margaréták és a két állatfaj népességének alakulására, valamint a Föld éghajlatára. A modell alapján azt a meglepő eredményt kapták, hogy sem a két állatfaj megjelenése, sem a katasztrófák bekövetkezése nem befolyásolja hosszú távon a margaréták éghajlat-szabályozó képességét. Ennek az az oka, hogy bár a járvány miatt bekövetkező populációcsökkenés mindhárom fajnál nagymértékű, azonban a rendszer hamar újraépül, tehát csak rövid távon érzékelhető a hőmérséklet-csökkenés.
A Daisyworld nagyon jól modellezi a tűlevelűek és a lombos fák eloszlását a Földön: a hidegebb vidékeken tűlevelűek nőnek, amelyek sötétebb színűek, így jobban elnyelik a napfényt - ezek felelnek meg a sötét margarétáknak. A trópusokon növő lombos növényekből álló dús vegetáció fölött az intenzív párolgás következtében mindig képződik felhő, amelynek nagy a fényvisszaverő képessége - a lombos növények a fölöttük képződő felhőkkel együtt a világos margarétáknak felelnek meg.

Beteg-e Gaia?
A diagnózis szerint Gaia jelenleg még jó egészségi állapotban van, de egyes tünetek kezdődő betegségre utalnak, például a CO₂- és a CH₄-szint emelkedése, a CFC megjelenése a légkörben, vagy az átlaghőmérséklet emelkedése.
Gaia homeosztatikus választ ad a zavarokra és a sérülésekre. Gaia legalább 3,6 milliárd éve van életben. Ez alatt az idő alatt rengeteg változás történt, például a légkör összetételében vagy a napsugárzás intenzitásában, valamint számos objektum csapódhatott a Föld felszínébe. Az élet fennmaradása annak köszönhető, hogy Gaia öngyógyító, önszabályozó rendszer. A homeosztázis nem állandóságot, változatlanságot jelent, hanem dinamikus egyensúlyt. Egyes tényezők megváltoznak, és ennek következtében a rendszer egy másik stabil állapotba billen át (homeorhesis). A rendszer úgy alakítja a feltételeket, hogy azok továbbra is megfelelőek legyenek az élet számára.
A Nap egyre melegebbé válik, mert a csillagfejlődésnek abban a szakaszában van, amelyben a csillag tágul és a fénykibocsátása növekszik. Kiszámították, hogy Gaia jelenlegi önszabályozó folyamatai nem tudják megakadályozni az emiatt bekövetkező nagy mértékű felszínihőmérséklet-növekedést. Ez azonban nem jelenti azt, hogy csődöt mond majd az önszabályozó rendszer és bekövetkezik a bolygó halála. Abban lehet reménykedni, hogy kialakul valamilyen új önszabályozó mechanizmus, és a bolygó átlép egy új, melegebb, de stabil és az élet számára még megfelelő fázisba.
Az, ami nem jó az embernek, sok esetben előnyös az egész földi élővilág, tehát Gaia számára. Például az új jégkorszak tragédia lenne az egész emberiség számára, ugyanis az északi félgömbön a 45. szélességi foknál északabbra fekvő területek fokozatosan vastag jégtakaró alá kerülnének. A Grönland és az Antarktisz jégtakarójának elemzéséből azonban az derült ki, hogy a legutóbbi jégkorszakban a DMS-kibocsátás legalább a kétszerese volt a jelenleginek, ebből arra lehet következtetni, hogy az óceáni élet akkor sokkal virágzóbb volt, mint jelenleg. Ebből a szerző azt a következtetést vonja le, hogy Gaia egészséges állapotának a jégkorszakot tekinthetjük, míg a jégkorszakok közötti periódusok lázas állapotnak felelnek meg. Az adatok azt mutatják, hogy az emberi tevékenység következtében a felmelegedésnél önerősítő folyamat következik be. Ezért a rendszer érzékenyebbé válik a kis változásokra is, és kevésbé tudja visszaállítani az eredeti állapotot.
Gaia betegségei hasonlítanak az emberekére: általában az ember sem és a földi ökorendszer sem közvetlenül a betegségbe vagy a sérülésbe hal bele, hanem a következményekbe. A Föld számára ilyen sérülés lehet az erdőirtás, amelynek súlyos következményeként talajerózió és a csapadékviszonyok megváltozása következik be, amely a sivatagi területek növekedéséhez vezethet. Így egy bizonyos határon túl az erdőirtás közvetve a többi erdő pusztulását is okozza. A savas eső is közvetett hatásain keresztül, főként a növények ellenállóképességének meggyengítésén keresztül okozza a növények és az állatok pusztulását. A könyv gyógyító eljárást javasol a "beteg Föld" meggyógyítására. A beteg bolygót akkor lehet sikerrel meggyógyítani, ha nemcsak egy-egy különálló környezeti problémára figyelünk, hanem egységben és összefüggéseiben vizsgáljuk és kezeljük a Földet. Olyan erősen kötve vagyunk a Földhöz, hogy az ő betegsége a mienk is. Az embernek meg kell tanulnia egységben élni a földi élővilággal. Különben megtörténhet, hogy a Gaia következő egyensúlyi helyzete olyan lesz, amely az ember számára már nem biztosít megfelelő életfeltételeket.