Hogyan jutott a Gaia-elmélet gondolatára?

1965-ben kezdődött az egész, amikor Amerikában, a Jet Propulsion Laboratóriumban kezdtem el dolgozni. Arra kértek fel, hogy segítsek a marsi élet kutatásával kapcsolatos munkákban. Azért esett rám a NASA választása, mert műszertervező voltam, én meg azért fogadtam el a felkérést, mert izgatott a Földön kívüli élet kutatásának feladata.
Amikor áttanulmányoztam a Marsra tervezett kísérleteket, kiderült, hogy ezek egytől-egyig földi laboratóriumokra szabott kísérletek voltak. Ez így nem lesz jó! – gondoltam. Ha egy idegen bolygón keressük az élet nyomát, akkor ki kell dolgoznunk egy olyan módszert, amely a bolygó egészéről ad információkat.
Miután elkezdtem ezen töprengeni, rájöttem, hogy egyetlen megoldás kínálkozik, méghozzá az, ha elemezzük a bolygó légkörének kémiai összetételét. Ha van élet a bolygón, akkor az élő szervezetek szükségképpen nyersanyagforrásként hasznosítják a légkör anyagait. Ennek következtében – mivel ide kerülnek az anyagcsere végtermékei – megváltozik a légkör összetétele. Márpedig ha ez így áll, akkor a változás olyan mértékű lesz, hogy az észrevehetően megkülönbözteti azon bolygóktól, amelyeken nincs élet. Ha ugyanis nincs élet egy bolygón, akkor az a kémiai egyensúly állapotában van.
Jóval azelőtt, hogy az első űrhajó elindult volna a Mars felé, az infravörös teleszkópok adataiból már ismertük a bolygó légkörének kémiai összetételét. Ahogy elkezdtük elemezni a marsi atmoszférát, úgy találtuk, hogy nagyon közel áll a kémiai egyensúlyi állapothoz. Ezért ha elméletem igaz, akkor semmi értelme útnak indítani a Viking űrszondákat, hiszen úgysincs rajta élet.
De ami engem ennél sokkal jobban izgatott, az az volt, hogy a Föld légkörét vizsgálva kiderült, hogy az viszont elképesztően távol áll a kémiai egyensúlyi állapottól. A Föld légköre olyannyira életről árulkodó, hogy messziről, a Naprendszeren kívülről irányítanának rá egy infravörös távcsövet, rögtön tudnák, itt élet van, sőt mit több, ipari tevékenység is.
A földi atmoszféra adatain tűnődve egyszer felsejlett bennem: ha Földünk légköre olyannyira távol áll az egyensúlyi állapottól, hogyan lehet mégis ennyire stabil? Arra gondoltam, hogy léteznie kell egy szabályozó folyamatnak, mely már évezredek óta stabilan tartja, és az volt a feltevésem, hogy a földfelszín szabályozhatja valamiképpen. Az ötletemmel elmentem a csillagász Carl Saganhoz, aki sajnos már nincs köztünk, mire ő azt válaszolta, hogy számára ez kissé messzemenő elképzelésnek tűnik, de tudok-e arról, hogy a Nap hőfoka most mintegy 25%-kal magasabb, mint amilyen az élet kialakulása idején volt.
Ez vezetett arra a gondolatra, hogy talán nemcsak a légkör kémiai összetétele szabályozott, hanem feltehetőleg az éghajlat is. így született meg a Gaia-hipotézis.
A nevét akkor kapta, amikor hazatértem Angliába: egyszer William Goldinggal, a neves íróval, aki szomszédunk és barátunk volt, megosztottam elképzelésemet. A legtöbben nem tudják, hogy Golding eredetileg fizikus volt, így aztán jól értette a tudomány nyelvét. Amikor felvázoltam a hipotézisemet, azt mondta: – Jim, egy ekkora ötletnek egy megfelelő nevet kell találni! Én azt javaslom, hogy kereszteld el Gaianak!

Elmélete kezdetben a biológusok körében nem talált lelkes fogadtatásra.

Rögtön visszautasították; egyikük egyenesen képtelenségnek tartotta. így aztán azzal a gondolattal tértem vissza a munkámhoz, hogy készítenem kell egy modellt, amelyen be tudom mutatni a Gaiai működését. Ez 1981-re készült el, és a Daisy (százszorszép)-világ nevet kapta. Egy olyan bolygót ír le, ahol az élővilágot kizárólag sötét és világos százszorszépek képviselik. Kimutatható volt, hogy e bolygó, napjának felmelegedése ellenére, a két faj közötti természetes kiválasztódás milyen pontosan szabályozza a felszín hőmérsékletét – a százszorszépek növekedése szempontjából mindig az optimumon tartva. Megvolt tehát a rendszer működését leíró matematikai modell. A Gaia így hipotézisből elméletté lépett elő, ha ugyanis egy ötletet matematikai modellként le lehet írni, akkor tudományos elméletként fogadják el.

Hogyan működik ennek a fekete-fehér modellnek az “eredeti”, földi változata?

Szibéria és Kanada fekete erdői például pontosan úgy viselkednek, mint a modellbeli sötét százszorszépek. A tél például rövidebb, mint amilyen egyébként lenne, hiszen a sötét erdő megakadályozza, hogy a hó egészen befedje a felszínt. Ennek következtében a napfény nem verődik vissza az űrbe, mint ahogyan az egy hótakaró esetében történne, hanem az erdő sötétje elnyeli.
A trópusi esőerdők pedig pontosan úgy viselkednek, mint a fehér százszorszépek. Nappal hatalmas mennyiségű vizet párologtatnak el, ami aztán esőként hull vissza. Az így képződő felhőzet csaknem teljesen betakarja az erdőt, s mivel teteje fehér, visszaveri a napsugarakat; megóv az erősebb felmelegedéstől. A felhőképződésben minden bizonnyal a fák segédkeznek azzal, hogy apró, porszerű részecskéket bocsátanak ki, amelyekre mint kondenzációs magvakra kicsapódik a pára. Ezek a folyamatok arra utalnak, mintha az erdő, akaratlanul ugyan, de úgy manipulálná környezetét, hogy az számára a legmegfelelőbb legyen. Ezt bizonyítani látszik az a tény, hogy olyan területeken, ahol az esőzés nem természetes velejárója az éghajlatnak, ahol a tengeri, esőfelhőket hozó szeleket nem kényszeríti felemelkedésre hegység – mint például az Amazonas vidékén -, ha kiírtják az erdőt, az soha nem nő már vissza. Ez történt Pakisztánban az emberiség történetének korábbi időszakában, és ez folyik ma Brazíliában.
A legizgalmasabb Gaia működésének tulajdonítható hatás az, hogy az óceánok feletti felhőzet feltehetően a tengeri élővilág tevékenységének következménye. Az emberek hajlamosak elfelejteni, hogy a Föld 70%-a óceán. Nem úgy gondolunk a Földre, mint kék bolygóra, melynek nagy részét víz borítja. Egy meteorológus barátom szerint ha ezek a felhők nem lennének a világtengerek felett, akkor a Föld közel 20 fokkal melegebb lenne; csaknem biztosan túl forró az emberi élethez.
Az óceánokban élő algák egy különös – dimetil-szulfát nevű – gázt termelnek. Ez felszáll a légkörbe, ahol oxidálódik és apró cseppecskéket alkot, s ezekre a kondenzációs magokra csapónak ki az esőcseppek. Ezek nélkül nem lennének felhők: a tenger párolgó vize nagy cseppekké formálódna, és rögtön visszahullana a tengerbe. Ez a jelenség egyébként megfigyelhető a Csendes-óceáni szigetek környékén, ahol az algák számára túl forró a víz. Itt tiszta kék égből esik az eső.

Elmélete meggyőző magyarázatot ad a Föld különleges, élő egyensúlyi állapotára. De hogyan tudott ez kialakulni – egészen más feltételek közepette?

Ha az élet megjelenik, akkor szükségszerűen megváltoztatja környezetét; ez az élet természete. Ha például sok széndioxid van a levegőben – amelyről tudjuk, hogy melegen tartja a bolygót – akkor abban a pillanatban, ahogy megjelennek és növekedésnek indulnak az első szervezetek, a széndioxid egy részét beépítik a testükbe. Ez hűti a bolygót, ami aztán befolyásolja a természetes szelekciót, hat a szervezetek evolúciójára, és a két folyamat együtt haladva állapodik meg egy olyan hőmérsékleti érték mellett, amelyekhez jól alkalmazkodnak a szervezetek, és amelyet aztán a bolygó állandóan fenntart.
Mindezen jelenségeket összevetve sok tudós, méghozzá általában az adott területek legjobbjai, arra jutottak, hogy mégiscsak lehet valami a Gaiai-elméletben. De nem értik, hogy a fajok közti természetes szelekció hogyan vezethetett ahhoz a folyamathoz, amellyel a bolygó önmagát szabályozza. Magam is így vagyok ezzel. Van ugyan elképzelésem arról, hogyan is történhetett ez, de nem ismerem a folyamat egészét. El fog telni még egy kevés idő addig, amíg az elmélet teljessé válik, és választ ad kérdéseinkre.

A bioszféra mellett egy ideje jelen van a technoszféra is. Milyen hatása van ennek az élet azon összetett rendjére, amiről Ön a könyvében ír?

A Gaia-elméletet meg lehet fogalmazni egész egyszerűen is: azok a szervezetek, amelyek összhangban élnek a környezetükkel, elősegítik utódaik fennmaradását. Azok pedig, amelyek kárt okoznak benne, saját utódaik számára teszik tönkre az életfeltételeket, így azok pusztulásra lesznek ítélve.
A technoszféra, minket embereket és gyárainkat beleértve, még nem fejlődött önszabályozó rendszerré. Különösen érdekes ez a városok esetében. A város egy szuperorganizmus, olyan mint egy termeszvár. De még csak részlegesen fejlődött ki, tele van megoldatlan problémákkal. A termeszvár kitűnően légkondicionált, friss levegő járja át, míg a városaink szennyezéstől bűzlenek és problémákkal küzdenek. De ez még nem jelenti azt, hogy nem fejlődnek. Az igazán izgalmas kérdés az, hogy elég gyors lesz-e a fejlődésük ahhoz, hogy alkalmazkodni tudjanak az általuk előidézett változásokhoz.

Az emberi tevékenység a felszín átalakításától, az élővilág megváltoztatásától a környezet szennyezéséig terjed. Milyen következményei vannak mindennek a bolygó egészére nézve?

Nos, ez nagyon összetett dolog. Egy biztos: a legjelentősebb hatás a gondolkodás képességéből adódik; abból, hogy beszélgetni tudunk arról, amit csinálunk. Egyetlen állat sem képes erre. Ez alapvető változás, mert elvileg azt jelenti, hogy képesek vagyunk tudatosan befolyásolni a Föld jövőjét – amire még nem volt példa. Hogy mi ennek a következménye? Nem tudom, csak arról vagyok mélyen meggyőződve, hogy nem vagyunk eléggé fejlettek ahhoz, hogy kezünkbe vegyük bolygónk irányítását.
A környezetszennyezéssel és a felszín arculatának, az élőlények lakóhelyének megváltoztatásával kapcsolatos dolgok azért aggasztanak, mert ez nagyon rossz pillanatban történik. Maga a Föld lázas állapotban van. Mi csak a jelen földtörténeti időszakából ismerjük a bolygónkat, de ha százezer években beszélünk, akkor tudjuk, hogy ez a mostani csak egy rövid, ún. integlaciális időszak. Ez után ismét kezdődik egy jégkorszak, tart párszázezer évig, és így tovább. Környezetszennyezéssel zavarni egy interglaciálisban lévő bolygót ahhoz hasonlítható, mint amikor egy lázas embert háborgatunk. Most sokkal kisebb a kilengésekkel szembeni ellenállása. Ez aggaszt.
Ugyanakkor alapvetően optimista vagyok. Könnyű azt mondani, hogy az ajtónkon kopogtat a világvége. De miután nem vagyunk hosszúéletűek, az a 40 év, amely ahhoz kell, hogy reagáljunk a környezetben okozott változásokra, hosszú időnek tűnik. De mégis reagálunk. Például amikor 1970-ben felfedeztem a freonok felhalmozódását a légkörben, azt követően egy szakember kijelentette, hogy ennek következtében az ózonréteg vékonyodni fog, ami sok problémát okoz majd az embereknek. Erre reagáltunk, ma már nem bocsátunk ki freonokat a légkörbe. A szén-dioxid-kibocsátást sokkal nehezebb lesz csökkenteni, de az a gyanúm, hogy ez is csak idő kérdése. (Bár valószínűleg nincs annyi időnk, hogy időben leszokjunk a fosszilis tüzelőanyagok égetérésről, és feltehetően nem is lennénk rá hajlandóak, mert enélkül minden nehezebb és drágább volna, és beszűkülne a világ – a szerk.)
Furcsa egy népség vagyunk: képesek vagyunk közvetlen környezetünk átalakítására, így olyan mértékben terjedtünk el a bolygó egészén ahogyan eddig semmilyen más faj sem tudott. Ennek következtében egyre szaporodunk, és ezzel együtt nő a tőlünk függő fajok, például a szarvasmarhák száma – amelyek hatalmas földterületet foglalnak el. Megváltoztattuk a földfelszín arculatát és történetét. Több változást idéztünk elő, mint amennyi eddig történt. Alapvetően megváltoztattuk a légkört, és ennek következményei csak a jövő században fognak kiderülni.

A földi élővilág egészét egyetlen önszabályozó organizmusként értelmező elméletében helye van-e az evolúcióelméletnek?

Az evolúcióelmélet lényeges eleme a véletlen. Ahogy Jacques Monod, a nagy francia biológus kifejtette, a véletlen és a szükségszerűség a darwini evolúció mozgatórugója. Ez teljességgel érvényes a Gaiara is. A véletlen sokféleképpen jelenik meg; leglényegesebben formái egyikét a természeti katasztrófák jelentik. Ilyenek a földtörténet hosszabb időszakai során újra és újra bekövetkeztek. Az egyik ilyen katasztrófa 65 millió évvel ezelőtt történt, amikor egy kb. 10 kilométer átmérőjű meteor ütközött a Földnek a Yucatán-félszigetnél, a Mexicói öbölben. Ennek következtében az akkor élő fajok nagy része kipusztult. Feltehetően ez okozta a dinoszauruszok kipusztulását is. Másfelől viszont éppen ez adott lehetőséget arra, hogy mi, emberek létrejöjjünk.
A földtörténet korábbi időszakában, néhányszáz millió évvel ezelőtt, a Permben egy ennél még nagyobb csapást szenvedett el a Föld: ekkor a fajok több mint 95%-a kipusztult.
Túlélők mindig vannak. Ma azonban világszerte tragikus mértékű a biodiverzitás csökkenése. Rengeteg csodálatos állat, növény hal ki olyan sebességgel, mint a geológiai katasztrófák idején. Mindez az elhibázott mezőgazdaság következménye. Táplálkozási szokásaink, főként a húsfogyasztás miatt sokkal több földet használunk, mint amire szükségünk lenne. (földművelési szokásaink – mint pl. szántás – miatt pedig ezt a sok földterületet kiaknázzuk és lepusztítjuk – a szerk.)
A körülmények esetleges változása miatt van szükség különböző fajta élőlényekre, amelyek benépesítik az élőhelyeket. Rengeteg fajra van szükség ahhoz, hogy a nagy klimatikus katasztrófák vagy légköri változások esetén legyenek túlélők. így a kisebbségben levő fajok, amelyek addig csak vegetáltak, a környezet megváltozásával új szerephez juthatnak. Ezért értékes számomra a fajok sokfélesége.

Többek szerint az ember már létszámánál fogva is túlzott terhet jelent az élővilág egészére nézve.

Túl vagyunk népesedve, efelől nincs kétségem. Az optimális népességszám szerintem az egy milliárd körüli. Ezt azért mondom, mert kétszáz évenként szokott bekövetkezni egy-egy nagyobb vulkánkitörés. Nincs ebben semmi rendkívüli, végig jellemzi a földtörténetet. 1812-ben például a Krakatau vulkán kitörése annyi port vetett a légkörbe, hogy két éven keresztül nem lehetett aratni. Hasonló esemény történt Izlandon 1750-ben. Egy ilyen most is bármikor bekövetkezhet. Hogyan fogjuk túlélni? Hogyan leszünk képesek 5-6 milliárd embert táplálni, ha az egyik féltekén két éven keresztül nem lesz mit aratni? Ha jól tudom, az északi félteke gabonaraktárai 15-20 napra elegendő készlettel rendelkeznek. Esetünkben 600 napról van szó. Ezeket az eseményeket kell szem előtt tartanunk, amikor a túlnépesedésről beszélünk. Hogyan fogunk megbirkózni velük?
Egy katasztrófa esetén mindig lesznek túlélők, akik újrakezdik az életet. A rendelkezésre álló könyvek, útmutatók legtöbbje ilyen esetben mit sem ér. Képzelje el, hogy egy óriási katasztrófa túlélője, és megpróbál megbirkózni egy járvánnyal. Felkutat egy betemetett könyvtárat, és mit talál? Egy kormánybrosúrát tele handa-bandával, vagy egy tudományos magazint, amelyből egy kukkot sem ért, esetleg az akupunktúráról szóló könyvet. Fabatkát sem érnek. Egy egyszerű orvosi könyvre van szüksége, amiből megtudható, hogy mi a teendő kolerajárvány esetén; hogyan lehet egyszerűen, komplikált berendezések nélkül helyreállítani a szervezet folyadékveszteségét. Minden háztartásban kellene lennie egy ilyen kiadványnak, hogy a túlélők ne kövessenek el súlyos hibákat!

Ön évtizedek óta független kutatóként él. Hogyan tudott így dolgozni?

Nincs különösebb stratégiám. Húsz éven keresztül egy állami intézményben,a British Medical Council-nél dolgoztam, ahol csaknem tökéletes volt minden: szabadon dolgozhattam azon ami éppen érdekelt, hat hét fizetett szabadság, biztos nyugdíj… Aztán 40 felé közeledve úgy tűnt, hogy ez így megy, előre tervezetten a sírig. Elkezdett foglalkoztatni az újrakezdés gondolata,és akkor váratlanul kaptam egy levelet a NASA-tól, amelyben azt kérdezték, volna-e kedvem csatlakozni a Hold-kutatási programhoz. Elfogadtam és független konzultánsként kezdtem el dolgozni náluk. És így élek azóta is. Sosem tudom, honnan kapom következő évi fizetésemet, de eddig még mindig volt jövedelmem. A pénzzel kapcsolatban mindig az volt az érzésem, mintha egy hatalmas vízesés mellett élnék, ahol állandóan óriás mennyiségű pénzek ömlenek, és elég kinyújtani egy poharat ahhoz, hogy a permet megtöltse. És ennyi elég is. Ha megpróbálnám megcsapolni, elszabadulna a pokol.

Ez azért is meglepő, mert manapság sokfelől hallani arról, hogy pénz hiányában ellehetetlenül a tudomány, lankad a fejlődés és nem lesznek új felfedezések.

Van egy törvényem, mely szerint: minél több pénzt fektetsz a kutatásba, annál kevesebb térül meg belőle. Elég, ha olyan példákra gondolunk, mint Einstein, akinek mindössze papírra és ceruzára volt szüksége csodálatos munkájához, vagy Darwin, aki utazott egy hajón. ezek a dolgok gyakorlatilag semmibe sem kerülnek, mégis megváltoztatják a világról alkotott felfogásunkat.
Az előre eltervezett tudományos felfedezés egyébként is marhaság. Én úgy gondolom, hogy a tudattalan sokkal lényegesebb szerepet játszik, mint a tudatos gondolkodás, amely szerintem csak a felszínt mutatja – hasonlóan egy számítógép képernyőjéhez. Ami a tudattalanban történik, az sokdimenziójú, hihetetlenül komplex. Ami ebből a felszínre kerül, az csak a töredék. Az igazán fontos az agyunk tudattalan részében történik.
Talán ami az agyban történik, az a következő nagy dolog, amit a tudomány felfedezhet. Ugyan létezik olyan matematikai elmélet, amely szerint sosem leszünk képesek arra, hogy megmagyarázzuk saját agyműködésünket. És lehet, hogy ez így is van. Kétségtelen, hogy saját intellektusunk az Univerzumban fellelhető legbonyolultabb dolog. (Legalábbis mai ismereteink alapján, minthogy még nem találtuk földönkívüliek nyomát, és még nem hoztunk létre általános mesterséges intelligenciát – a szerk.)

Tálas Annamária fordítása
Forrás: BOCS Alapítvány