La autorregulación del planeta Tierra
La teoría Gaia 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.
La cosmovisión de la Tierra viva
Aunque el concepto de una Tierra viva es antiguo, debemos a Newton la comparación del planeta con un animal o un vegetal. Hutton, Huxley, Vernadsky y Pierre Teilhard de Chardin expresaron puntos de vista similares, mas, al carecer de datos cuantitativos, esas ideas pioneras se quedaron en la anécdota o meras declaraciones.
Lovelock iría depurando su propuesta. En 1981 creó un modelo de plantas de colores oscuros y claros que competían en un planeta de creciente irradiación de luz solar. Se trataba de mostrar que la hipótesis Gaia era coherente con la selección natural. En 1986, Robert Charlson, Lovelock, Meinrat Andreae y Steven Warren descubrieron el nexo que existe entre el gas biogénico dimetil-sulfuro (producido por algas oceánicas), su oxidación en la atmósfera para formar núcleos de condensación nebulares y el efecto subsiguiente de creación de nubes.
Lynn Margulis (1938-2011), co-creadora de la teoría Gaia desde 1971 y autora de The symbiotic planet, aportó al modelo la función desempeñada por los microorganismos, que constituyen la infraestructura biológica de la Tierra. Si durante buena parte de la historia del planeta ocuparon todos los espacios de la biosfera, en nuestro tiempo resultan también vitales para una regulación eficaz de la misma.
En efecto, los microorganismos del suelo son los responsables de la producción de gases que encontramos en la atmósfera; el vapor de agua, el dióxido de carbono y el amonio reducen la pérdida de radiación de la Tierra al espacio, merced a su absorción infrarroja. Nos referimos al efecto invernadero, en virtud del cual la atmósfera mantiene al planeta bastante más cálido de lo que estaría de suyo. Todo indica que en los primeros estadios de la Tierra el efecto invernadero desempeñó una misión principalísima, que ha ido disminuyendo conforme el Sol iba enviando más calor. Pero no perdamos de vista que los gases decisivos del efecto invernadero son producidos por los organismos.
Como el mismo Lovelock declara, en 1969 “postulé que la Tierra es un sistema auto-regulable capaz de mantener el clima y la composición química confortable para los organismos, Ésta hipótesis -la hipótesis de Gaia, ahora llamada teoría de Gaia– todavía debe probarse. Una crítica habitual a esta teoría es que se relaciona con la Teología. Esta acusación es injusta, pues nunca me propuse atribuirle un propósito o una visión del futuro. Sea correcta o no, es una teoría comprobable y capaz de realizar predicciones “arriesgadas”. Una de ellas fue que debería haber una emisión de sulfuro de dimetilo suficientemente grande desde los océanos como para equilibrar el presupuesto de sulfuro natural”.
“Una confirmación preliminar vino de mis propias mediciones en 1972, aunque fue completamente confirmada por M.O. Andreae de forma independiente. Más tarde, considerando la predicción por parte de Gaia de la regulación del clima, Charlson, Lovelock, Andreae y Warren propusieron que la densidad de las nubes estaba modulada por la abundancia de sulfuro de dimetilo en la atmósfera, y que esto a su turno cambiaba el albedo de la Tierra y la temperatura media de la superficie”.
“Esta propuesta fue publicada como artículo en Nature en 1987 y está todavía bajo prueba. La teoría de Gaia también ofreció una interpretación de la regulación a largo plazo del dióxido de carbono y el clima a través de la erosión biótica de las rocas. Esta propuesta fue confirmada por Schwartzman y Volk en 1989”.
La obra científica de James Lovelock
James Lovelock es autor de aproximadamente 200 artículos científicos, distribuidos casi equitativamente entre temas de medicina, biología, ciencia instrumental y geofisiología. Ha creado más de 50 patentes, en su mayoría de detectores para uso en análisis químicas. Uno de ellos, el detector de captura de electrones, fue importante para el desarrollo de la conciencia ambiental. Reveló por primera vez la distribución ubicua de los residuos de pesticidas y otros compuestos químicos que contienen halógenos.
Esta información permitió a Rachel Carson escribir su libro “Primavera silenciosa” (Silent Spring), que es considerado el iniciador de la toma de conciencia medioambiental. Más tarde permitió el descubrimiento de la presencia de PCB en el medio ambiente. Más recientemente, el detector de captura de electrones permitió descubrir la distribución global de óxido nitroso y de clorofluorocarbonos, ambos importantes en la química del ozono estratosférica. Algunos de estos descubrimientos fueron adoptados por la NASA en sus programas de exploración de planetas. La NASA le otorgó tres certificados de reconocimiento por ello.
Lovelock se considera el creador de la hipótesis de Gaia (ahora llamada teoría de Gaia)y ha escrito cuatro libros sobre este tema: “Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra” (Oxford UniversityPress, 1979. En español: Hermann Blume, 1983); “Las edades de Gaia”(W. W. Norton, 1988. En español: Tusquets, 1993); el tercero es: “Gaia: una ciencia para curar el planeta”(Gaia Books, 1991. En español: Integral Cop, 1992) y el cuarto es: “Homenaje a Gaia. La vida de un científico independiente” (2000. En español: Laetoli, 2005).
En el año 1974, James Lovelock fue elegido miembro de la Royal Society, la académica de las ciencias del Reino Unido y la Mancomunidad Británica de Naciones, y en 1975 recibió la medalla Tswett de Cromatografía. Anteriormente le había sido otorgado un premio de la fundación CIBA por su investigación sobre el envejecimiento.
En 1980 recibió el premio en cromatografía de la Sociedad Americana de Química y en 1986 obtuvo la medalla de plata y premio del Laboratorio Marino de Plymouth. En 1988 fue uno de los destinatarios del Premio Norbert Gerbierde la Organización Meteorológica Mundial y en 1990 le fue concedido el primer Premio Ámsterdam por el medio ambiente de la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos.
En 1996 recibió tanto el Premio Nonino Prize como el Premio Volvo Environment, mientras que en 1997 le fue otorgado el premio Blue Planet de Japón. Ha sido nombrado Doctor Honoris Causa por la Universidad de East Anglia (1982), la Universidad de Exeter (1988), la Universidad Politécnica de Plymouth -actualmente Universidad de Plymouth- (1988), la Universidad de Estocolmo (1991), la Universidad de Edimburgo (1993), la Universidad de Kent y la Universidad de East London (1996) y la Universidad de Colorado (1997). Su Majestad la Reina le nombró Comandante de la Excelentísima Orden del Imperio Británico en 1990.
El principal interésde James Lovelock se centra en las Ciencias de la Vida,en un inicio a través de la investigación médica y, más recientemente, en relación con la Geofisiología, la ciencia de los sistemas de la Tierra. Su segundo ámbito de interés, el del diseño y desarrollo de instrumentos, ha interactuado a menudo con el primero para su beneficio mutuo.
La hipótesis Gaia en el siglo XXI
Las comunidades científicas de Ciencias de la Tierra, Ciencias de la Vida y de Filosofía de la Biología han debatido en estos cincuenta años los diversos aspectos de la hipótesis Gaia. Son muchos los aspectos problemáticos de una cosmovisión tal interdisciplinar como esta.
Ya en el año 1985 se celebró en la Universidad de Massachusetts la Primera Conferencia sobre la Hipótesis Gaia, con el título: ¿Es la Tierra un organismo vivo? Tres años más tarde, en 1988 el climatólogo estadounidense Stephen Schneider organizó la Segunda Conferencia Gaia, donde James Kirchner criticó la hipótesisGaiapor su imprecisión y afirmó que Lovelock y Margulis no habían presentado una hipótesis Gaia, sino cuatro:
Gaia Coevolucionaria: hipótesis que afirma que la vida y el medio ambiente han evolucionado de una manera vinculada. Kirchner indicó que esta idea ya era aceptada científicamente y no era nueva.
Gaia Homeostática: afirma que la vida mantiene la estabilidad del entorno natural, lo que permite que la vida pueda seguir existiendo. Esta hipótesis se puede dividir a su vez, en Gaia débil y Gaia fuerte, como se indica a continuación.
Gaia Geofísica: la hipótesis Gaia generó interés por los ciclos geofísicos, lo cual dio lugar a una nueva investigación interesante en la dinámica geofísica terrestre.
Gaia Optimizada: Gaia dio forma al planeta de una manera que hizo un ambiente óptimo para la vida en su conjunto. Kirchner afirmó que esto no era comprobable y por lo tanto no era científico.
Según Kirchner, se puede dividir la hipótesis original (Gaia Homeostática) en un rango de hipótesis, desde la innegable Gaia Débil, hasta la radical y en su opinión no comprobable Gaia Fuerte.
De esta manera, en una Gaia Débil, la propia biosfera actuaría como un sistema auto-organizado que mantiene un meta-equilibrio que permite la vida. Sin embargo, una Gaia Fuerte incluiría la biosfera, la atmósfera, los océanos y la tierra, dentro de un sistema retroalimentado para conseguir un entorno físico y químico óptimo para la vida en su conjunto en el planeta en donde los organismos se reproducen, controlan y adaptan basándose a los cambios ecológicos que va sufriendo el sistema de acuerdo a su evolución.
La tercera conferencia Gaia (Segunda Conferencia Chapman sobre la hipótesis Gaia) tuvo lugar en Valencia, España, en junio de 2000, y fue organizada por la Universidad de Valencia y la American Geophysical Union.
En esta ocasión la atención se centró en los mecanismos específicos por los cuales la homeostasis básica a corto plazo de la Tierra se pudo mantener en el marco de cambios estructurales a largo plazo.
En octubre de 2006 se celebró en el campus de la Universidad George Mason de Arlington, Virginia (Estados Unidos), una cuarta conferencia internacional sobre la hipótesis Gaia. En esta conferencia se abordó la hipótesis Gaia como ciencia y como metáfora, buscando un medio para entender cómo podríamos empezar a solucionar problemas del Siglo XXI, como el calentamiento global y la destrucción del medio ambiente.
En un artículo en la revista Investigación y Ciencia, [“Gaia, Asentamiento de una teoría controvertida”, 2015], su autor, Luis Alonso, comenta un reciente ensayo de Michael Ruse [The Gaia hipothesis: Science on a pagan planet-
Los fundamentos científicos y epistemológicos de la idea de Gaia, avanzada hace 50 años, en 1969, se mantiene. Estos establecen que la Tierra es un sistema autorregulado: organismos y entorno físico evolucionan de forma conjunta y mutuamente retroalimentados. Los organismos, viene a decir, regulan la atmósfera en su propio interés. El nombre de Gaia se lo sugirió su amigo el novelista, y premio Nobel de literatura en 1983, William Golding, autor de El señor de las moscas. Hay un acuerdo de que se trata de una metáfora, pues la Tierra no es ningún sistema vivo, pero se comporta como si lo fuera en el sentido de que mantiene constantes la temperatura y composición química frente a las perturbaciones, aclara Lovelock.
