가이아 가설

Gaia hypothesis
"Gaia"의 다른 용도는 "Gaia"(동음이의)를 참조하십시오.
지구는 현재 생명체가 살고 있는 것으로 알려진 유일한 행성이기 때문에 행성 거주가능성에 대한 연구는 부분적으로 지구의 상황에 대한 지식에서 추론한 것에 기초하고 있다(The Blue Marble, 1972년 아폴로 17 사진).

가이아 가설(/ˈɪaɪ)가이아 이론, 가이아 패러다임 또는 가이아 원리로도 알려진 //)는 살아있는 유기체가 지구상의 무기 환경과 상호작용하여 시너지 및 자기 조절이 가능한 복잡한 시스템을 형성하여 지구상의 생명 조건을 유지하고 영속시키는 것을 제안한다.

이 가설은 화학자 제임스[1] 러브록에 의해 공식화되었고 미생물학자 린 마굴리스에 의해 1970년대에 [2]공동 개발되었습니다.러브록은 그리스 신화에서 지구를 의인화한 원시 여신 가이아의 이름을 따서 이 아이디어의 이름을 지었다.2006년, 런던 지질학회는 가이아 [3]가설에 대한 그의 업적으로 러브록에게 울라스톤 메달을 수여했다.

가설과 관련된 주제에는 생물권과 유기체의 진화가 지구 기온의 안정성, 바닷물의 염도, 대기 산소 수준, 액체 상태의 물의 수권 유지 및 지구의 거주 가능성에 영향을 미치는 다른 환경 변수가 포함됩니다.

가이아 가설은 처음에는 순간적이고 자연선택의 원리에 어긋난다는 비판을 받았으나, 후에 개량된 것은 가이아 가설을 지구 시스템 과학, 생물 지구 화학 그리고 시스템 [4][5][6]생태학과 같은 분야의 아이디어와 일치시켰다.그럼에도 불구하고, 가이아 가설은 계속해서 비판을 받고 있고, 오늘날 많은 과학자들은 그것이 이용 가능한 [7][8][9]증거에 의해 약하게 뒷받침되거나 대립하는 것으로 간주하고 있다.

개요

가이안 가설은 유기체가 환경과 함께 진화하는 것을 암시한다: 즉, 유기체는 "그들의 비생물적 환경에 영향을 미치고, 환경이 다윈의 과정에 의해 생물군에 영향을 준다."러브록(1995)은 그의 두 번째 책 가이아의 시대(Age of Gaia)에서 초기 열산성 및 메타노겐성 박테리아가 오늘날 더 복잡한 삶을 지탱하는 산소가 풍부한 대기로의 진화를 보여주면서 이것의 증거를 제시했습니다.

이 가설의 축소판은 안드레이 G. 라페니스에 의해 "생물권의 지향적 진화: 생물 지구 화학적 선택 또는 가이아?"에서 "영향력 있는 [10]가이아"라고 불렸는데, 이것은 바이오타가 비생물 세계의 특정한 측면에 영향을 미친다고 말한다.이것은 개인의 작업이 아니라 이 동료 리뷰 출판물에 결합된 러시아 과학 연구의 집합체이다.그것은 "마이크로포스"[10]와 생물 지구화학적 과정을 통한 생명과 환경의 공진화를 명시하고 있다.선캄브리아기 동안의 광합성 박테리아의 활동이 지구의 대기를 완전히 변화시켜 유산소적으로 변화시키고, 따라서 생명체의 진화를 지원하는 것이다.

20세기 내내 러시아와 세계 사이에 장벽이 존재했기 때문에, 가이아 패러다임과 겹치는 개념을 도입한 초기 러시아 과학자들이 서양 과학계에 [10]더 잘 알려진 것은 비교적 최근의 일이다.이 과학자들로는 피오트르 알렉세비치 크로포트킨 (1842–1921), 라파일 바실레비치 리즈폴로젠스키 (1862–C. 1922), 블라디미르 이바노비치 베르나드스키 (1863–1945), 블라디미르 알렉산드로비치 코스트니츠 (1863–1863) 등이 있다.

생물학자들과 지구 과학자들은 보통 시기의 특성을 안정시키는 요소들을 무방향의 발생 특성 또는 시스템의 엔틀리치로 본다; 예를 들어, 각각의 종들이 그들 자신의 이익을 추구할 때, 그들의 결합된 행동은 환경 변화에 균형 잡힌 영향을 미칠 수 있다.이 견해에 반대하는 사람들은 때때로 안정된 균형보다는 극적인 변화를 가져온 사건들의 예를 참조한다. 예를 들면, 고대 말기와 원생대 초반에 지구의 대기가 환원 환경에서 산소가 풍부한 환경으로 전환되는 것이다.

이 가설의 덜 받아들여진 버전은 생물권의 변화가 생물체의 조정을 통해 일어나고 항상성을 통해 그러한 조건들을 유지한다고 주장한다.가이아 철학의 일부 버전에서, 모든 생명체는 가이아라고 불리는 하나의 살아있는 행성의 일부로 여겨진다.이러한 관점에서, 대기, 바다 및 육지 지각은 Gaia가 생물 다양성의 공진화를 통해 수행한 개입의 결과일 것이다.

가이아 패러다임은 심층 생태 [11]운동에 영향을 미쳤다.

세부 사항

가이아 가설은 지구가 생물권, 대기권, 수구 및 소아권을 포함하는 자기 조절식 복잡한 시스템이며, 진화하는 시스템으로서 밀접하게 결합되어 있다고 가정합니다.가설은 가이아라고 불리는 이 시스템이 전체적으로 현대 생활에 [12]최적인 물리적, 화학적 환경을 추구한다고 주장한다.

Gaia는 생물에 의해 무의식적으로 작동되는 사이버네틱 피드백 시스템을 통해 진화하여 완전한 항상성 상태에서 거주 가능 상태의 광범위한 안정화를 이끈다.지구 표면의 많은 과정들은, 생명체, 특히 미생물과 무기 원소의 상호작용에 의존한다.이러한 과정은 지구 시스템의 [13]전지구 열역학적 불균형 상태에 의해 구동되는 지구의 표면 온도, 대기 구성 및 해양 염도를 조절하는 지구 제어 시스템을 확립합니다.

생물에 영향을 받는 행성 항상성의 존재는 생물 지구 화학 분야에서 이전에 관찰되어 왔으며, 지구 시스템 과학 등 다른 분야에서도 연구되고 있다.Gaia 가설의 독창성은 그러한 항상성 균형이 지상 또는 외부 사건이 [14]생명체를 위협하는 경우에도 생명체에 대한 최적의 조건을 유지하기 위해 적극적으로 추구된다는 평가에 의존한다.

지구 표면 온도 조절

롭 로데의 고황제 그래프
참고 항목: 고생후학

지구에서 생명체가 시작된 이후, 태양에 의해 공급되는 에너지는 25%에서 30%[15]까지 증가했지만, 행성의 표면 온도는 거주 가능 수준 안에 머물러 꽤 규칙적으로 낮고 높은 마진에 도달했다.러브록은 또한 메타노겐이 초기 대기에서 높은 수준의 메탄가스를 생성해 석유화학 스모그에서 발견되는 것과 비슷한 관점을 제공한다는 가설을 세웠다.[16]이는 오존막이 형성될 때까지 자외선을 차단하는 경향이 있어 일정한 항상성을 유지한다는 것을 시사한다.그러나 눈덩이[17] 지구 연구는 "산소 충격"과 메탄 농도 감소가 후론기, 스투르티아기, 마리노아/바레인저 빙하기 동안 단단한 "눈덩이"가 될 뻔한 세계를 이끌었다는 것을 보여 주었다.이러한 시대는 판에로생대 이전의 생물권이 완전히 자기조절할 수 있는 능력에 대한 증거이다.

온실가스 CO의 가공은2 다음과 같이 지구 온도를 거주가능성 범위 내에서 유지하는 데 중요한 역할을 한다.

GAIA 가설에서 영감을 얻은 CLOW 가설은 해양 생태계와 지구의 [18]기후 사이에서 작동하는 피드백 루프를 제안합니다.이 가설은 디메틸 황화물을 생성하는 특정 식물성 플랑크톤이 기후 압력의 변화에 반응하며, 이러한 반응이 지구 대기의 온도를 안정시키는 음의 피드백 루프로 이어진다는 것을 구체적으로 제안한다.

현재 인구 증가와 온실가스의 증대와 같은 활동의 환경적 영향은 환경에서의 부정적인 피드백을 긍정적인 피드백으로 만들 수 있다.러브록은 이것이 지구 [19]온난화를 극도로 가속화시킬 수 있다고 언급했지만, 그 이후로 그 영향은 더 [20]천천히 일어날 것이라고 말했다.

데이지월드 시뮬레이션

표준 흑백 Daisyworld 시뮬레이션 플롯
주요 기사:데이지월드

가이아 가설이 비현실적인 집단 선택과 유기체 간의 협력을 필요로 한다는 비판에 대해 제임스 러브록과 앤드류 왓슨은 생태학적 경쟁이 행성 온도 [21]조절을 뒷받침하는 데이지월드라는 수학적 모델을 개발했다.

Daisyworld는 표면의 상당 부분을 차지하는 것으로 추정되는 두 종류의 식물인 검은 데이지와 흰 데이지가 사는 행성의 에너지 예산을 조사한다.데이지의 색은 행성의 알베도에 영향을 미쳐 검은 데이지가 더 많은 빛을 흡수하고 행성을 따뜻하게 하는 반면, 하얀 데이지들은 더 많은 빛을 반사하고 지구를 식힌다.검은 데이지들은 낮은 온도에서 가장 잘 자라고 번식하는 것으로 가정되며, 흰 데이지들은 높은 온도에서 가장 잘 자라는 것으로 가정됩니다.온도가 흰 데이지가 좋아하는 값에 가까울수록 흰 데이지가 검은 데이지보다 더 많이 번식하고, 더 많은 햇빛이 반사되어 열 투입을 줄이고 결국 지구를 식힌다.반대로 온도가 떨어지면 검은 데이지가 흰 데이지보다 더 많은 햇빛을 흡수하고 지구를 따뜻하게 하면서 흰 데이지보다 더 많이 번식한다.따라서 온도는 식물의 생식 속도가 동일한 값으로 수렴됩니다.

Lovelock과 Watson은 제한된 범위의 조건에 걸쳐 경쟁으로 인한 이러한 부정적인 피드백이 만약 태양의 에너지 출력이 변화한다면, 생명체가 없는 행성은 광범위한 온도 변화를 보이는 반면, 생명체를 지탱하는 값으로 행성의 온도를 안정시킬 수 있다는 것을 보여주었다.흰 데이지와 검은 데이지의 비율은 식물의 번식 속도가 같은 값을 유지하기 위해 계속해서 변화할 것이고, 두 가지 생물이 모두 번성할 수 있게 할 것이다.

Lovelock과 Watson이 원하는 반응을 [22]보이는 예를 선택했기 때문에 결과는 예측 가능한 것이었다고 제안되어 왔다.

해양 염도 조절

바다의 염도는 매우 오랫동안 [23]약 3.5%로 일정했다.대부분의 세포는 다소 일정한 염도를 필요로 하고 일반적으로 5% 이상의 값을 허용하지 않기 때문에 해양 환경에서 염도 안정성은 중요하다.바닷물의 염분 농도가 일정한 것은 오랫동안 미스터리였습니다. 왜냐하면 강에서 유입되는 소금에 대한 균형 잡힌 과정이 알려지지 않았기 때문입니다.최근 염도는 뜨거운 현무암을 통한 해수순환과 미드오션 능선의 온수 분출구에 의해 강한 영향을 받을 수 있다는 주장이[24] 제기되었다.그러나 바닷물의 구성은 평형과는 거리가 멀고, 유기 작용의 영향 없이는 이 사실을 설명하기 어렵다.한 가지 제시된 설명은 지구의 역사를 통해 소금 평원이 형성되는 것에 있다.이것들은 박테리아 군락이 이온과 중금속을 생명 과정에서 [23]고정시켜 만들어 낸다는 가설이다.

지구의 생물 지구 화학적 과정에서, 원천과 흡수원은 원소의 움직임이다.바다와 바다 속의 소금 이온의 구성은 나트륨(Na+), 염소(Cl−), 황산염(SO42−), 마그네슘(Mg2+), 칼슘(Ca2+), 칼륨(K+)입니다.염도를 구성하는 원소는 쉽게 변하지 않으며 [23]바닷물의 보수적인 특성이다.염도를 입자 형태에서 용해 형태와 등으로 바꾸는 메커니즘이 많이 있습니다.열자기 설계의 다면체 그리드에 걸친 철원 금속 조성을 고려할 때, 원소의 움직임은 이온, 전자 등의 움직임을 가정적으로 재구성하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 잠재적으로 그리고 설명할 수 없을 정도로 지구 지자기장의 자성체의 균형을 잡는 데 도움이 될 것이다.나트륨의 알려진 공급원, 즉 소금은 바위의 풍화, 침식, 용해 등이 강으로 운반되어 바다로 퇴적될 때입니다.

가이아의 콩팥인 지중해를 2001년 통신 저자인 케네스 J. 슈가 발견했다.Hsue는 지중해의 "탈락"은 가이아가 기능하고 있다는 증거라고 주장한다.이 사례와 앞서 제시된 사례에서, 조절을 수행하는 것은 생물이 아니라 판의 움직임과 물리학입니다.이전의 "키드니 기능"은 백악기(남대서양), 쥐라기(멕시코 걸프), 페르모-트라이아스기(유럽), 데본기(캐나다), 캄브리아기/프레캄브리아기(곤드와나) 식염수 거대 [25]퇴적 기간 동안 수행되었다.

대기 중의 산소 조절

남극의 보스토크 연구소에서 나온 42만 년의 얼음 코어 데이터 중 대기 중의 가스 농도.현재 시기는 왼쪽에 있습니다.
다음 항목도 참조하십시오.산소의 지질학적 역사

가이아 정리는 지구의 대기 구성이 [26]생명체의 존재에 의해 역동적으로 안정된 상태로 유지된다고 말한다.대기 구성은 현대 생명체가 적응한 조건을 제공한다.대기 중에 존재하는 귀가스 이외의 모든 대기 가스는 유기체에 의해 만들어지거나 유기체에 의해 처리된다.

지구 대기의 안정성은 화학적 평형의 결과가 아니다.산소는 반응성 화합물이며, 결국 지구의 대기권과 지각의 가스 및 미네랄과 결합해야 한다.산소는 대산소 [27]사건이 일어나기 약 5천만 년 전에 대기 중에 소량만 남아 있기 시작했다.캄브리아기가 시작된 이후 대기 중 산소 농도는 대기 [28]부피의 15%에서 35% 사이에서 변동했다.메탄은 산소 대기에서 연소되기 때문에 메탄(연간 [29]10만 톤의 양)의 흔적은 존재하지 않아야 한다.

지구 대기의 건조한 공기는 대략 78.09%의 질소, 20.95%의 산소, 0.93%의 아르곤, 0.039%의 이산화탄소, 그리고 메탄을 포함한 소량의 기타 가스를 포함하고 있습니다.Lovelock은 원래 산소 농도가 약 25% 이상이면 산불과 숲의 화재 빈도가 증가할 것이라고 추측했다.그러나 이 메커니즘은 산소 농도가 너무 낮아지면 산소 수치를 증가시키지 않을 것이다.식물이 O를 강하게 과잉 생산한다는2 것을 보여줄 수 있다면 아마도 고산소 산불 조절기만 필요할 것이다.O가 25%를 넘었던2 지질학적 시기에 석탄기와 백악기 석탄의 화재로 인한 숯의 발견에 대한 최근의 연구는 러브록의 [citation needed]주장을 뒷받침하고 있다.

CO2 처리

참고 항목: 카본 사이클

가이아 과학자들은 생명체가 탄소 순환에 참여하는 것을 생명체에 적합한 조건을 유지하는 복잡한 과정 중 하나로 본다.대기 중 이산화탄소(CO2)의 유일한 중요한 자연 발생원은 화산 활동이며, 유일한 중요한 제거는 탄산염 [30]암석의 침전이다.탄소 침전, 용액 및 고정은 토양 내 박테리아와 식물 뿌리의 영향을 받아 기체 순환을 개선하거나 해저에 고체로 탄산칼슘이 축적되는 산호초에 있습니다.탄산칼슘은 생물에 의해 탄소질 시험과 껍데기를 만드는데 사용된다.일단 죽으면, 살아있는 유기체의 껍질은 떨어집니다.일부는 판구조론, 열 및/또는 압력으로 인해 결국 분필과 석회암 퇴적물로 전환되는 해저에 도착한다.그러나 떨어진 죽은 조개껍데기의 대부분은 탄소 보상 깊이 이하의 바다로 재분해된다.

이러한 유기체들 중 하나는 에밀리아 헉슬레이로,[31] 구름 형성에 역할을 할 수 있는 풍부한 콕석식조류이다.CO2 초과량은 콕콜리소포리드 수명의 증가에 의해 보상되며, 해저에 갇힌 CO의 양을2 증가시킨다.COCLISOPHORIDS는 CLOW 가설이 뒷받침된다면(위의 "지구 표면 온도 조절" 참조), 구름 덮개를 증가시키고, 표면 온도를 조절하며, 행성 전체를 냉각시키고, 육지 [citation needed]식물에 필요한 강수량을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다.최근 대기 중 CO2 농도가 증가하여 해양 녹조의 농도가 [32]증가하고 있다는 증거가 있다.

지의류와 다른 유기체들은 표면에서 암석의 풍화를 가속화시키는 반면, 암석의 부패는 뿌리, 곰팡이, 박테리아 그리고 지하 동물들의 활동 덕분에 토양에서 더 빨리 일어난다.따라서 대기에서 토양으로의 이산화탄소의 흐름은 생물의 도움으로 조절된다.대기 중 이산화탄소 수치가 올라가면2 온도가 상승하고 식물이 자란다.이러한 성장은 식물에 의한 CO의 소비를2 증가시키고, 식물들은 CO를 토양으로 가공하여 대기 중 CO를 제거한다.

역사

판례

1968년 12월 24일 우주비행사 윌리엄 앤더스가 아폴로 8호에서 촬영한 지구 상승

지구를 하나의 생명체로서 통합한다는 생각은 오랜 전통을 가지고 있다.신화 속의 가이아는 지구를 의인화한 그리스의 원시 여신, 그리스 버전의 "대자연" 또는 지구 대모였다.제임스 러브록은 그의 가설에 소설가 윌리엄 골딩, 러브록과 같은 마을에(Bowerchalke, 윌트셔 영국). 골딩의 충고 헤아는 접두사로 지질학, 지구 물리학과 지구 화학에 사용되는 그리스 여신의 이름에 대안의 철자 법에 근거하였던 시간에 얹혀살고 있었죠에서 제안 후에 이 이름을 붙였다.[33]골딩은 나중에 노벨상 수상 연설에서 가이아를 언급했다.

18세기에, 지질학이 현대 과학으로 통합되면서, 제임스 허튼은 지질과 생물학적 과정이 상호 [34]연관되어 있다고 주장했다.나중에, 박물학자이자 탐험가인 알렉산더 폰 훔볼트는 살아있는 유기체, 기후, 그리고 지구의 [34]지각의 공진화를 인정했다.20세기에 블라디미르 베르나즈키는 현재 생태학의 기초 중 하나인 지구 발전 이론을 공식화했다.베르나즈키는 우크라이나 지구 화학자였고 지구 대기의 산소, 질소, 이산화탄소가 생물학적 과정에서 비롯된다는 것을 인정한 최초의 과학자 중 한 명이었다.1920년대 동안 그는 살아있는 유기체가 어떤 물리적인 힘만큼 확실하게 지구를 재편성할 수 있다고 주장하는 작품들을 발표했다.베르나즈키는 환경과학의 과학적 [35]근거의 선구자였다.그의 선견지명이 서구에서 널리 받아들여지지 않았고, 수십 년 후 가이아 가설은 과학계로부터 같은 종류의 초기 저항을 받았다.

또한 현대 환경 윤리의 발전과 자연 보존 운동의 선구자인 알도 레오폴드는 토지에 관한 그의 생물 중심적 또는 전체론적 윤리에서 살아있는 지구를 제안했다.

적어도 흙, 산, 강, 대기 등 지구의 부분을 각각의 명확한 기능을 가진 조직 전체의 기관 또는 기관의 일부로 간주하는 것이 불가능하지는 않다.장기간에 걸쳐서 이 전체를 볼 수 있다면조직된 기능을 가진 장기뿐만 아니라소비하는 과정도 생물학적으로 신진대사 또는 성장이라고 부릅니다이런 경우 우리는 생물의 모든 가시적인 속성을 갖게 될 것이다. 왜냐하면 생물이 너무 크고, 그 생명은 너무 느리기 때문이다.

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가이아 가설과 환경 운동에 대한 또 다른 영향은 소련과 미국 사이의 우주 경쟁의 부작용으로 나타났다.1960년대 동안 최초의 인류는 지구 전체를 볼 수 있었다.1968년 우주비행사 윌리엄 앤더스가 아폴로 8호 임무 중 촬영한 지구 상승 사진은 '개요 효과'를 통해 지구 생태 [37]운동의 초기 상징이 되었다.

가설의 공식화

James Lovelock, 2005년

러브록은 1965년 9월 캘리포니아 제트 추진 연구소에서 [38][39]화성의 생명체를 탐지하는 방법을 연구하던 중 생물 집단에 의해 통제되는 자기 조절형 지구의 개념을 정의하기 시작했다.이것을 처음으로 언급한 논문은 C.E. [40]기핀과 공동 저자인 행성 대기: 생명의 존재와 관련된 구성 및 기타 변화입니다.주요 개념은 대기의 화학적 조성에 의해 행성 규모로 생명체가 탐지될 수 있다는 것이었다.Pic du Midi 관측소가 수집한 자료에 따르면, 화성이나 금성과 같은 행성들은 화학적 평형 상태에 있었다.지구 대기와의 차이는 이 행성들에 생명체가 없다는 증거로 여겨졌다.

Lovelock은 [2]1972년과 1974년 저널[1] 기사에서 가이아 가설을 공식화한 후 1979년 대중화된 책 가이아: 지구상의 생명체에 대한 새로운 시각.1975년 [41]2월 6일자 뉴 사이언티스트에 실린 기사와 1979년에 The Quest for Gaia로 출판된 이 가설의 인기 있는 책 길이 버전은 과학적이고 비판적인 관심을 끌기 시작했다.

러브록은 이것을 지구 피드백 [42]가설이라고 불렀고, 그것은 산소와 메탄을 포함한 화학 물질의 조합이 지구 대기에서 안정적인 농도로 지속된다는 사실을 설명하는 한 방법이었다.러브록은 생명체를 발견하는 비교적 신뢰할 수 있고 저렴한 방법으로 다른 행성의 대기에서 그러한 조합을 발견하는 것을 제안했다.

린 마굴리스

나중에, 바다 생물들이 육지 생물들이 요구하는 것과 거의 같은 양의 유황과 요오드를 생성하는 것과 같은 다른 관계가 생겨났고,[43] 가설을 뒷받침하는 데 도움을 주었다.

1971년 미생물학자 린 마굴리스 박사는 초기 가설을 과학적으로 입증된 개념으로 구체화하기 위해 러브록에 합류하여 미생물이 어떻게 [4]대기에 영향을 미치는지에 대한 그녀의 지식과 지구 표면의 다른 층에 기여하였다.이 미국 생물학자는 또한 진핵 세포 기관의 기원에 대한 이론과 오늘날 받아들여지고 있는 내생생물 이론에 대한 그녀의 공헌에 대한 옹호로 과학계의 비판을 불러일으켰다.Margulis는 그녀의 책 "The Symbiotic Planet"의 8장 중 마지막 장을 가이아에게 바쳤다.하지만, 그녀는 가이아의 광범위한 의인화에 반대했고 가이아는 "유기체가 아니라 유기체 사이의 상호작용의 새로운 특성"이라고 강조했다.그녀는 가이아를 "지구 표면에서 하나의 거대한 생태계를 구성하는 일련의 상호작용 생태계"라고 정의했다.마침표」.이 책의 가장 기억에 남는 슬로건은 사실 마굴리스의 한 학생이 외운 것이다.

제임스 러브록은 그의 첫 번째 제안을 가이아 가설이라고 불렀지만 가이아 이론이라는 용어를 사용하기도 했다.Lovelock은 초기 공식은 관찰에 기초했지만 여전히 과학적인 설명이 부족했다고 말한다.가이아 가설은 이후 많은 과학실험에[44] 의해 뒷받침되었고 많은 유용한 [45]예측을 제공했다.

제1회 가이아 회의

1985년, 가이아 가설에 대한 첫 번째 공개 심포지엄인 지구는 살아있는 유기체인가?는 8월 1일부터 [46]6일까지 매사추세츠 대학교 애머스트에서 열렸다.주요 후원자는 전미 오듀본 협회였다.발표자들은 제임스 러브록, 조지 월드, 메리 캐서린 베이츠슨, 루이스 토마스, 존 토드, 도널드 마이클, 크리스토퍼 버드, 토마스 베리, 데이비드 아브람, 마이클 코헨, 윌리엄 필즈를 포함했다.약 500명이 참석했다.[47]

제2차 가이아 회의

1988년 기후학자 스티븐 슈나이더는 미국 지구물리학 연합 회의를 조직했다.가이아에 관한 첫 번째 [48]채프먼 회의는 1988년 3월 7일 캘리포니아 샌디에이고에서 열렸다.

회의의 "철학적 기초" 세션 동안, 데이비드 아브람은 과학에서의 은유와 가이아 가설의 영향에 대해 이야기했고, 제임스 키르치너는 가이아 가설이 부정확하다고 비판했습니다.키르치네르는 러브록과 마르굴리스가 하나의 가이아 가설을 제시한 것이 아니라 네 개의 가설을 제시했다고 주장했다.

  • CoEvolutionary Gaia: 생명과 환경은 함께 진화했습니다.키르치너는 이것이 이미 과학적으로 받아들여졌고 새로운 것이 아니라고 주장했다.
  • 항상성 가이아: 생명은 자연환경의 안정성을 유지했고, 이 안정성은 생물이 계속 존재할 수 있도록 했다.
  • 지구물리학적 가이아: 가이아 가설은 지구물리학적 순환에 대한 관심을 불러일으켰고, 따라서 지구물리학적 역학에서 흥미로운 새로운 연구를 이끌었다.
  • 가이아의 최적화: 가이아는 지구를 생명체 전체에 최적의 환경으로 만들었습니다.키르치너는 이것이 실험할 수 없고 따라서 과학적이지 않다고 주장했다.

항상성 가이아의 키르치네르는 두 가지 대안을 인식했다."Weak Gaia"는 생명체가 모든 생명체의 번영을 위해 환경을 안정시키는 경향이 있다고 주장했다.키르치네르에 따르면 "강력한 가이아"는 생명체가 환경을 안정시키고 모든 생명체의 번영을 가능하게 하는 경향이 있다고 주장했다.키르치너는 강한 가이아는 실험할 수 없으며 따라서 [49]과학적이지 않다고 주장했다.

그러나 러브록과 가이아를 지지하는 다른 과학자들은 이 가설을 통제된 실험으로 실험하는 것이 불가능하기 때문에 과학적이지 않다는 주장을 반증하려고 시도했다.예를 들어, Gaia가 텔레폴로지적이라는 비난에 대해 Lovelock과 Andrew Watson은 이러한 [21]비판의 대부분에 대한 증거로 Daisyworld Model(및 위의 수정)을 제시했다.Lovelock은 Daisyworld 모델이 "지구환경의 자기규제는 다른 방식으로 지역환경을 바꾸는 생명체들 간의 경쟁에서 나타날 수 있음을 보여준다"[50]고 말했다.

러브록은 가이아가 의도적으로 또는 의식적으로 생명체가 생존하기 위해 필요한 복잡한 균형을 유지했다는 주장이 없는 가이아 가설의 버전을 제시하는데 신중했다.가이아가 "의도적으로" 행동한다는 주장은 그의 인기 있는 첫 번째 책의 진술이었고 문자 그대로 받아들여질 의도는 아니었다.가이아 가설에 대한 이 새로운 진술은 과학계에 더 받아들여졌다.텔레올로기에 대한 대부분의 비난은 이 [citation needed]회의 이후로 멈췄다.

제3차 가이아 회의

2000년 [51]6월 23일 스페인 발렌시아에서 열린 제2회 가이아 가설에 관한 채프먼 회의가 열렸을 때 상황은 크게 달라졌다.가이아 가설의 "유형"이나 가이아 가설의 "유형"에 대한 논의보다는, 중요한 진화적 장기 구조 변화의 프레임워크 내에서 기본 단기 항상성이 유지되는 특정 메커니즘에 초점을 맞췄다.

주요 질문은 다음과 같습니다.[52]

  1. "Gaia라고 불리는 지구 생물 화학/기후 시스템은 시간에 따라 어떻게 변했습니까?그 역사는 무엇입니까?Gaia는 시스템의 안정성을 한 번에 유지하면서도 더 긴 시간 척도에서 벡터 변화를 겪을 수 있습니까?어떻게 지질학적 기록을 사용하여 이러한 질문을 조사할 수 있을까요?"
  2. 가이아의 구조는?피드백이 기후의 진화에 영향을 미칠 정도로 충분히 강합니까?주어진 시간에 수행되는 어떤 규율적인 연구에 의해 실용적으로 결정되는 시스템의 부분이 있는가, 아니면 시간이 지남에 따라 진화하는 유기체를 포함하는 것처럼 가이아를 이해하기 위해 가장 진실하게 받아들여져야 하는 일련의 부분이 있는가?Gaian 시스템의 이러한 다양한 부분들 사이에서 어떤 피드백이 있습니까? 물질의 폐쇄가 글로벌 생태계로서의 Gaia 구조와 삶의 생산성에 어떤 의미가 있습니까?"
  3. "Gaian 프로세스와 현상의 모델은 현실과 어떻게 관련되며, Gaia에 대처하고 이해하는 데 어떻게 도움이 됩니까?Daisyworld의 결과는 어떻게 실제 세계로 전달됩니까?데이지의 주요 후보는 무엇입니까?우리가 데이지 찾든 안 찾든 가이아 이론이 중요한가요?데이지 수색은 어떻게 해야 하고 수색은 더 강화해야 할까요?바이오타를 포함하고 화학적 순환을 허용하는 기후 시스템의 프로세스 모델 또는 글로벌 모델을 사용하여 가이안 메커니즘을 어떻게 협업할 수 있습니까?"

1997년, 타일러 볼크는 가이안 시스템은 엔트로피 생성을 극대화하는 평형 항상성 상태로 진화하는 과정에서 거의 불가피하게 생성된다고 주장했고, 클라이돈(2004)은 "...항상성 거동은 행성 알베도와 관련된 MEP 상태에서 나타날 수 있다"고 말했다.MEP 상태에 있는 임바이오틱스 지구는 가이아 가설에 따라 장기간에 걸쳐 지구 시스템의 항상성에 가까운 행동을 일으킬 수 있다."Staley (2002)는 비슷하게 "좀 더 전통적인 다윈 원리에 기초한 가이아 이론의 대안"을 제안했다.이 새로운 접근법에서는 환경규제는 인구역학의 결과입니다.선택의 역할은 일반적인 환경 조건에 가장 잘 적응하는 유기체를 선호하는 것입니다.그러나 환경은 진화의 정적 배경이 아니라 생물과 진동에 기초한 생물과 유기체의 존재에 의해 크게 영향을 받는다.결과적으로 공진화하는 동적 과정은 결국 균형과 최적 조건의 수렴으로 이어지지만, 또한 종들이 시력을 잃으면서 경제적 조작과 환경 악화의 요구를 확산시키는 동안 논쟁의 여지가 있는 렌즈에서 진실과 이해의 진보를 필요로 할 것이다.다수의 요구의 성숙성(12:22 10.29.18)

제4차 가이아 회의

George Mason [53]대학의 VA 캠퍼스 알링턴에서 2006년 10월 북버지니아 리저널 파크 오소리티 등의 후원으로 가이아 가설에 관한 제4차 국제 회의가 개최되었습니다.

NVRPA의 수석 자연주의자이자 오랜 가이아 가설 제안자인 마틴 오글이 이 행사를 기획했습니다.Massachusetts-Amherst 대학 지리학부의 저명한 대학 교수이자 가이아 가설의 오랜 주창자인 린 마굴리스는 기조 연설자였다.다른 많은 스피커 중:뉴욕 대학의 지구 및 환경 과학 프로그램의 공동 책임자인 Tyler Volk, Donald Aitken Associates의 교장인 Donald Aitken 박사, Dr.Thomas Lovejoy, Heinz Center for Science, Economics and Environment, Robert Correll, 미국 기상학회 선임 펠로우이자 저명한 환경윤리학자 J. Baird Callicott.

비판

1969년부터 1977년까지 과학자들의 관심을 거의 받지 못한 후, 그 후 포드 둘리틀,[54] 리처드 도킨스[55], 스티븐 제이 [48]굴드를 포함한 많은 과학자들에 의해 초기 가이아 가설이 비판되었다.러브록은 그의 가설이 그리스 여신의 이름을 따 지어졌고 많은 [42]비과학자들에 의해 옹호되었기 때문에 가이아 가설은 신파간 종교로 해석되었다고 말했다.특히 많은 과학자들은 그의 인기 책 가이아에서 채택된 접근법이 목적적이고 목표를 지향한다는 믿음인 텔레폴로지적이라 비판했습니다.1990년 이 비판에 대해 러브록은 이렇게 말했다. "이제 우리는 우리의 글에서 행성의 자기 조절이 목적이 있거나, 생물에 의한 선견지명이거나 계획을 포함하고 있다는 생각을 표현하고 있다."

스티븐 제이 굴드는 가이아가 "[56]메커니즘이 아니라 은유"라고 비판했다.그는 자기 조절 항상성이 달성되는 실제 메커니즘을 알고 싶어했다.가이아의 변호를 위해 데이비드 아브람은 굴드가 비록 매우 흔하고 종종 인식되지 않는 은유이긴 하지만, 자연과 생물 시스템을 마치 외부에서 조직되고 만들어진 기계인 것처럼 생각하게 만드는 은유라는 사실을 간과했다고 주장한다.nomena)아브람에 따르면, 기계적인 비유는 우리가 살아있는 실체의 활성 또는 대리인의 질을 간과하도록 하는 반면, 가이아 가설의 유기적인 비유는 생물군과 생물권 전체의 [57][58]활성 기관을 강조합니다.가이아의 인과관계에 관해서, 러브록은 어떤 하나의 메커니즘도 책임이 없으며, 다양한 알려진 메커니즘들 사이의 연관성은 결코 알려지지 않을 수 있으며, 이것은 물론 생물학 및 생태학의 다른 분야에서도 받아들여지고 있으며, 특정한 적대감은 다른 [59]이유로 그의 가설에 남겨져 있다고 주장한다.

그의 언어를 명확히 하고 생명체가 의미하는 바를 이해하는 것 외에도, 러브록은 대부분의 비판을 그의 비평가들에 의한 비선형 수학에 대한 이해 부족과 모든 사건들이 사실에 앞서 특정한 원인에 의해 즉시 귀속되어야 하는 탐욕스러운 환원주의의 선형화 형태 때문이라고 합니다.그는 또한 그의 비평가들 대부분이 생물학자이지만 그의 가설은 생물학 외의 분야에서의 실험을 포함하며, 일부 자기 조절 현상은 수학적으로 설명할 [59]수 없을 수도 있다고 말한다.

자연선택과 진화

러브록은 생존을 위해 환경을 개선하는 유기체가 환경을 파괴하는 유기체보다 더 나은 결과를 낸다고 말하면서, 세계적인 생물학적 피드백 메커니즘이 자연 도태에 의해 진화할 수 있다고 제안했다.그러나 1980년대 초, W. 포드 둘리틀과 리처드 도킨스는 가이아의 이러한 측면에 대해 따로 논쟁을 벌였다.둘리틀은 개별 유기체의 게놈에 있는 어떤 것도 러브록에 의해 제안된 피드백 메커니즘을 제공할 수 없으며, 따라서 가이아 가설은 그럴듯한 메커니즘을 제안하지 않았고 비과학적이라고 [54]주장했다.한편, 도킨스는 유기체가 함께 행동하기 위해서는 선견지명과 계획이 필요하며,[55] 이것은 진화에 대한 현재의 과학적 이해와는 반대된다고 말했다.둘리틀처럼 피드백 루프가 시스템을 안정시킬 수 있다는 가능성도 거부했습니다.

Lovelock과 함께 가이아 가설을 지지하는 미생물학자인 Lynn Margulis는 1999년에 "다윈의 위대한 비전은 틀린 것이 아니라 불완전할 뿐"이라고 주장했다.다윈(특히 그의 추종자)은 주요 선택 메커니즘으로 개인 간의 직접적 자원 경쟁을 강조하면서 환경이 단순한 정적 영역이라는 인상을 심어주었다.그녀는 지구 대기, 수구, 암석권의 구성은 항상성처럼 "설정점"을 중심으로 조절되지만,[60] 그러한 설정점은 시간에 따라 변한다고 썼다.

진화생물학자인 W. D. 해밀턴은 가이아 코페르니칸의 개념을 불렀고, 다윈의 [33][better source needed]자연선택을 통해 가이아 자기조절이 어떻게 일어나는지 설명하려면 또 다른 뉴턴이 필요할 것이라고 덧붙였다.보다 최근에 포드 둘리틀 빌딩과 잉크펜의 ITSNTS(It's Song Not The Singer) 제안서에[61] 따르면 미분 지속성은 자연선택에 의한 진화에서 미분 생식과 유사한 역할을 할 수 있으며, 따라서 자연선택 이론과 가이아 [62]가설 사이에 가능한 조화를 제공할 수 있다고 제안했습니다.

21세기의 비평

가이아 가설은 과학계에서 회의적으로 받아들여지고 있다.예를 들어, 그것에 대한 찬반 양측의 주장은 2002년과 2003년에 Climate Change 저널에 제시되었다.그것에 대해 제기된 중요한 논쟁은 생명이 환경을 [7][8]규제하기 위해 행동하기 보다는 환경에 해롭거나 불안정한 영향을 미친 많은 예들이다.몇몇의 최근 책, 견해"...가이아 가설이고 중요한 이론적 어려움이 있지요. 실측적인 지지가 없다는"[63]"불편하게 오염된 은유, 사실, 허위 과학 사이에 서스펜디드, 저는 배경에 지구는 걸 선호해"[9]에 대한 가이아 hyp"에 이르는을 표명하며 가이아 가설을 비난했다.othesis는 진화 이론이나 지질 기록의 경험적 증거에 의해 지지되지 않는다."[64]처음에 직접적인 가이안 피드백의 잠재적 예로 제안되었던 CLOW [18]가설은 구름 응축 핵에 대한 이해가 [65]개선됨에 따라 신뢰성이 떨어지는 것으로 밝혀졌다.2009년에 메데아 가설이 제안되었다: 생명체는 가이아 [66]가설과 정반대로 행성 조건에 매우 해로운 (생물학살) 영향을 미친다는 것이다.

다양한 관련 분야의 현대적 증거를 고려한 가이아 가설에 대한 2013년 책 길이의 평가에서 Toby Tyrell은 다음과 같이 결론지었다. "나는 가이아가 막다른 골목이라고 믿는다."그러나 이 연구는 많은 새롭고 생각을 자극하는 질문들을 만들어냈다.가이아를 거부하는 동시에 러브록의 독창성과 시야의 폭을 높이 평가하면서, 그의 대담한 개념이 지구에 대한 많은 새로운 아이디어를 자극하고, 지구 연구에 대한 총체적인 접근을 옹호하는 데 도움이 되었다는 것을 인식할 수 있습니다."[67]다른 곳에서 그는 "가이아 가설은 우리 세계가 어떻게 돌아가는지에 대한 정확한 그림이 아니다"[68]라는 결론을 제시한다.이 진술은 Gaia의 "강력"과 "중간" 형태를 언급하는 것으로 이해되어야 합니다. 즉, 생물은 지구를 최적으로 만들거나 생명에 유리한 원리에 따르거나(강도 5), 또는 항상성 메커니즘(강도 3)으로 작용합니다.후자는 러브록이 주장해온 가이아의 "가장 약한" 형태이다.티렐은 거절한다.그러나 그는 생명체의 진화와 환경 사이에 밀접한 연관성이 있고 생물학이 물리적, 화학적 환경에 영향을 미친다고 주장하는 가이아의 두 가지 약한 형태인 Coevolutionical Gaia와 Influential Gaia가 모두 믿을 만하지만, "자이아"라는 용어를 사용하는 것은 이러한 의미와 두 가지 면에서 유용하지 않다는 것을 발견한다.형태는 이미 자연선택과 [69]적응의 과정에 의해 받아들여지고 설명되었다.

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