ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA -...

136
ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 6 Mitologia biosfery

Transcript of ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA -...

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA?

WYKŁAD 6 Mitologia biosfery

STABILNOŚĆ BIOSFERY

STABILNOŚĆ BIOSFERY ??????????????

QUIZ

• Odpowiedz krótko na pytania

1. CZY W PRZYRODZIE PANUJE RÓWNOWAGA?

2. JEŻELI TAK, TO CO SPRAWIA, ŻE W PRZYRODZIE PANUJE RÓWNOWAGA?

3. JEŻELI NIE, TO DLACZEGO? 4. CZY TO DOBRZE, CZY ŹLE?

Czy istnieje równowaga w przyrodzie?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Tydziań ekologii będzie m.in. uświadamiał związki między ekologią-nauką a „ekologią” – praktycznymi działaniami człowieka.

św. Hubert patron myśliwych

3.XI

Prezentator
Notatki do prezentacji
“Myśliwi przywracają równowagę w przyrodzie” Dlaczego akurat zabicie pewnej liczby kręgowców stałocieplnych ma przywracać rónowagę w przyrodzie? Co to w ogóle jest?

św. Hubert patron myśliwych

3.XI

Prezentator
Notatki do prezentacji
“Myśliwi przywracają równowagę w przyrodzie” Dlaczego akurat zabicie pewnej liczby kręgowców stałocieplnych ma przywracać rónowagę w przyrodzie? Co to w ogóle jest?

„Myśliwi przywracają równowagę w przyrodzie” • istnieje „równowaga w przyrodzie” • jest to stan naturalny i pożądany • ten stan został naruszony ( przez człowieka) • można go przywrócić

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

„Myśliwi przywracają równowagę w przyrodzie”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Stan naturalny Stare dobre czasy... Raj utracony...

Lukas Cranach; Adam i Ewa w Raju

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Jan Breughel Starszy Raj na Ziemi, 1607

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Herodot z Halikarnasu Ἡρόδοτος ὁ Ἁλικαρνασσεύς

484 - 426 p.n.e.

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie – drapieżniki zabijają tylko tyle ile muszą, żeby nie przetrzebuć zanadto ofiar

Stephen Alfred Forbes (1844–1930)

Jean-Jacques Rousseau (1712 -1778)

Prezentator
Notatki do prezentacji
Russowski mit o idyllicznym życiu człowieka na łonie przyrody przed cywilizacją. Ale jeden z ojców-załozycieli ekologii też pisał o „zbawiennej równowadze”

Raj (równowagę) można przywrócić

Lukas Cranach; Adam i Ewa w Raju

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Raj (równowagę) można przywrócić

Lukas Cranach; Adam i Ewa w Raju

sortując śmieci

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Raj (równowagę) można przywrócić

Lukas Cranach; Adam i Ewa w Raju

sortując śmieci

stawiając wiatraki

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Raj (równowagę) można przywrócić

Lukas Cranach; Adam i Ewa w Raju

sortując śmieci

stawiając wiatraki prawnie chroniąc gatunki

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

University of Chicago Press Chicago, 1991

?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

Princeton University Press Princeton, 2009

„Uporczywy mit ekologiczny”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Już u Herodota podobno sa wzmianki o równowadze w przyrodzie

H. Remmert, „Oekologie”, 1980

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

CO TO JEST?

• Równowaga w „przyrodzie” • Balance of „nature”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Staramy się bona fide odgadnąć, co moga mieć na myśli autrzy takich sformułowań; jak rozumieja uzywane terminy.

Co to jest „PRZYRODA”?

• Wszechświat ? („prawa przyrody”)

• Obiekty przyrody ożywionej („miłośnicy przyrody”)

• Biosfera

Prezentator
Notatki do prezentacji
Kontekst wielu wypowiedzi wskazuje, że najczęściej o to chodzi: o biosferę. A zatem: Równowaga w przyrodzie = równowaga ekologiczna. Tak się też czasem mówi. „Przywrócić równowagę ekologiczną”

H. Remmert, „Oekologie”, 1980

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

= „równowaga ekologiczna”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Rzeczywiście, często ten slogan zawiera zbitkę „równowaga ekologiczna”. Dalej nie wiadomo, co to konkretnie ma znaczyć?

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Co to W OGÓLE jest „równowaga?

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Kiedy mamy ustalony stan: obie szalki na tej samej wysokości, nie ruszają się. Jednakowe ciężarki, siły się równoważą. Wypadkowa jest równa zeru.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Stan ustalony Jednakowe siły się znoszą

Prezentator
Notatki do prezentacji
Kiedy mamy ustalony stan: obie szalki na tej samej wysokości, nie ruszają się. Jednakowe ciężarki, siły się równoważą. Wypadkowa jest równa zeru.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Prezentator
Notatki do prezentacji
No ale może być tak, że szalki sa na tym samym poziomie, nie ruszają się, a ciężarki wcale nie są jednakowe. Mówiąc o równowadze, musimy precyzyjnie określić, czego z czym? Czy fakt braku zmian w czasie, jest naprawdę wynikiem równoważenia się jakichś sił? Akurat tych, które nas interesują?

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Pozory mylą!

Prezentator
Notatki do prezentacji
No ale może być tak, że szalki sa na tym samym poziomie, nie ruszają się, a ciężarki wcale nie są jednakowe. Mówiąc o równowadze, musimy precyzyjnie określić, czego z czym? Czy fakt braku zmian w czasie, jest naprawdę wynikiem równoważenia się jakichś sił? Akurat tych, które nas interesują?

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Stan ustalony (steady state) Wyrównane tempa procesów

„RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Szczególny typ równowagi, jak w procesach chemicznych i innych: stan Q nie zmienia się, jeżeli dopływ (A) i odpływ (B) są identyczne. Bardzo wrażliwy na dokładną regulację tych procesów, najmniejsze odchylenie spowoduje, że stan się będzie zmieniał. Wydaje się, że krucha równowaga.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ? dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

Stan ustalony (steady state) Wyrównane tempa procesów

„RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Szczególny typ równowagi,jak w procesach chemicznych i innych: stan Q nie zmienia się, jeżeli dopływ (A) i odpływ (B) są identyczne. Bardzo wrażliwy na dokładną regulację tych procesów, najmniejsze odchylenie spowoduje, że stan sie będzie zmieniał. Wydaje się, że krucha równowaga.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ? dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

Stan ustalony (steady state) Wyrównane tempa procesów

„RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

REGULACJA?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Szczególny typ równowagi,jak w procesach chemicznych i innych: stan Q nie zmienia się, jeżeli dopływ (A) i odpływ (B) są identyczne. Bardzo wrażliwy na dokładną regulację tych procesów, najmniejsze odchylenie spowoduje, że stan sie będzie zmieniał. Wydaje się, że krucha równowaga.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ? dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

Stan ustalony (steady state) Wyrównane tempa procesów

„RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

REGULACJA?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Szczególny typ równowagi,jak w procesach chemicznych i innych: stan Q nie zmienia się, jeżeli dopływ (A) i odpływ (B) są identyczne. Bardzo wrażliwy na dokładną regulację tych procesów, najmniejsze odchylenie spowoduje, że stan sie będzie zmieniał. Wydaje się, że krucha równowaga.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ? dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

Stan ustalony (steady state) Wyrównane tempa procesów

„RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

REGULACJA?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Szczególny typ równowagi,jak w procesach chemicznych i innych: stan Q nie zmienia się, jeżeli dopływ (A) i odpływ (B) są identyczne. Bardzo wrażliwy na dokładną regulację tych procesów, najmniejsze odchylenie spowoduje, że stan sie będzie zmieniał. Wydaje się, że krucha równowaga.

CO TO JEST „RÓWNOWAGA” ?

Stan ustalony (steady state) „RÓWNOWAGA DYNAMICZNA”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Ale nie zawsze – czasem taka równowaga sama się bardzo łatwo ustala, bez żadnej regulacji! Czy ten „układ” dąży do równowagi? Czy ten układ ma wlasność samoregulacji?

• STAŁOŚĆ: obserwowany brak zmian danej zmiennej, przyczyny mogą być rozmaite;

• RÓWNOWAGA (statyczna, dynamiczna): obserwowana stałość danej zmiennej, dzięki znoszeniu się różnych oddziaływań (statycznych lub dynamicznych), w wyniku regulacji lub przypadku:

• STABILNOŚĆ: zdolność układu do przywracania tej samej (zadanej) wartości zmiennej; wynik regulacji lub samoregulacji, zwykle celowej.

• HOMEOSTAZA: stabilność uzyskiwana przez celową samoregulację na zadanym poziomie (tylko: organizmy, systemy sztuczne). NIE DOTYCZY EKOSYSTEMÓW!

RÓWNOWAGA DYNAMICZNA?

STAN USTALONY?

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Zazwyczaj chodzi właśnie o stan ustalony, osiągnięty dzięki równowadze dynamicznej. Ale co to jest „równowaga w przyrodzie”? O jakie procesy chodzi? o jakie zmienne? Bez określenia o co chodzi, mówienie o „równowadze w przyrodzie” nie ma sensu.

RÓWNOWAGA DYNAMICZNA?

• Ale w jakich procesach?

STAN USTALONY?

• Ale jakich zmiennych?

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Zazwyczaj chodzi właśnie o stan ustalony, osiągnięty dzięki rónowadze dynamicznej. Ale co to ejst „równowaga w przyrodzie”? O jakie procesy chodzi? o jakie zmienne? Bez określenia o co chodzi, mówienie o „równowadze w przyrodzie” nie ma sensu.

RÓWNOWAGA TERMODYNAMICZNA?

• Wszystkie przemiany energetyczne?

STAN USTALONY?

• „Śmierć cieplna” wszechświata?

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Zazwyczaj chodzi właśnie o stan ustalony, osiągnięty dzięki równowadze dynamicznej. Ale co to jest „równowaga w przyrodzie”? O jakie procesy chodzi? o jakie zmienne? Bez określenia o co chodzi, mówienie o „równowadze w przyrodzie” nie ma sensu.

RÓWNOWAGA DYNAMICZNA

• W procesach ekologicznych

STAN USTALONY

• Zmiennych dot. biosfery

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Prezentator
Notatki do prezentacji
Próbujemy bona fide zrekonstruować, o czym myślą ci, którzy wypowiadają słowa o równowadze w przyrodzie. Wydaje się, że zwykle mają na myśli równowagę dynamiczną, przejawiającą się jako stan ustalony zmiennych charakteryzujacych biosferę.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE” ZMIENNA: • BILANS WĘGLA W BIOSFERZE PROCESY: • PRODUKCJA BIOMASY, DEKOMPOZYCJA

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/

September 2013: 393.52 ppm September 2012: 391.06 ppm

Fotosynteza

Metamorfizm diageneza

Subdukcja

Zagrzebanie

Wietrzenie krzemianów

Subdukcja

Wulkanizm

depozycja CaCO3

Wietrzenie

Metamorfizm diageneza

C płaszcza

C węglanowy w osadach

C organiczny w osadach

„DUŻY” OBIEG WĘGLA

Prezentator
Notatki do prezentacji
Schemat obiegu węgla w biosferze pomiędzy głównymi pulami. To można mierzyć obecnie, można szacować dla epok minionych.

HIPOTETYCZNY „STAN RÓWNOWAGI”

„MAŁY” OBIEG WĘGLA

Prezentator
Notatki do prezentacji
Schemat uprosczony

OBECNY STAN „NARUSZONEJ RÓWNOWAGI”

„MAŁY” OBIEG WĘGLA

STAN „NARUSZONEJ RÓWNOWAGI” NP. W KARBONIE

„MAŁY” OBIEG WĘGLA

Czas (miliony lat)

Zgrz

eban

ie w

ęgla

Ska

ły z

zas

obam

i węg

la (%

)

Skały z zasobami węgla Globalna depozycja węgla

OKRESY MASOWEJ DEPOZYCJI WĘGLA ZREDUKOWANEGO W FANEROZOIKU

Prezentator
Notatki do prezentacji
W fanerozoilu w sumie przeważały okresy depozycji – dodatniego bilansu węgla zredukowanego (produkcja pierwotna biosfery przeważała nad dekompozycją). To w zasadzie trwa od początku istnienia biosfery, ale przerywane jest okresami szybszego utleniania.

ZMIANY SKŁADU ATMOSFERY W FANEROZOIKU

Lane 2002

TLEN

CO2

0,03 – 0,04%

Prezentator
Notatki do prezentacji
W fanerozoiku ten zmienny bilans węgla zawocował zmianami składu atmosfery – nie tylko CO2, ale też tlen, z oczywistymi skutkami klimagtycznymi. To miało miejsce i znacznie wcześniej też – Ziemia kilkakrotnie w ciągu 4 mld lat przeszła przez faze „kuli śniegowej” – zlodowacenia totalnego, co wiązało się z osłabieniem efektu cieplarnianego wskutek zagrzebania węgla i skwestracji CO2 z atmosfery.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 1: • czy możliwy jest „rozwój zrównoważony” ?

Prezentator
Notatki do prezentacji
Nie ma nic za darmo. Rozwój oznacza, że bierzemy z puli więcej, niż do puli oddajemy. Prawa fizyki sa nieubłagane, nie ma nic za darmo. Slogan „rozwój zrównoważony” w sposób niezamierzony wprowadza w błąd, mami nadzieją, że można osiągnąć rozwój nie ponosząc nieodwracalnych kosztów. Nie można. Lepszy jest zwrot „ sustainable” – „trwały” – ale też tylko do czasu. Można zużycie konkretnych zasobów zrównoważyć ich podażą, np. czerpiąc energię słoneczną bezpośrednio można zbilansować zapotrzebowanie energetyczne nie zmieniając w tym celu bilansu węgla. Ale to nie cały „rozwój” – inne zasoby (węgiel też!) będziemy zużywać nieodwracalnie. A energii też zużyjemy więcej, niż wykorzystamy.

MIT „ROZWOJU ZRÓWNOWAŻONEGO”

• Co to znaczy „rozwój”? • Co to znaczy „zrównoważony”?

50

ZAPOTRZEBOWANIE NA POKARM

51

POTRZEBA ZABAWY (MUZYKA!)

52

MIEJSCE DO ŻYCIA

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 1: • czy możliwy jest „rozwój zrównoważony” ?

dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

RÓWNOWAGA = STAGNACJA ROZWÓJ = WZROST WZROST = A>B

Prezentator
Notatki do prezentacji
Nie ma nic za darmo. Rozwój oznacza, że bierzemy z puli więcej, niż do puli oddajemy. Prawa fizyki sa nieubłagane, nie ma nic za darmo. Slogan „rozwój zrównoważony” w sposób niezamierzony wprowadza w błąd, mami nadzieją, że można osiągnąć rozwój nie ponosząc nieodwracalnych kosztów. Nie można. Lepszy jest zwrot „ sustainable” – „trwały” – ale też tylko do czasu. Można zużycie konkretnych zasobów zrównoważyć ich podażą, np. czerpiąc energię słoneczną bezpośrednio można zbilansować zapotrzebowanie energetyczne nie zmieniając w tym cely bilansu węgla. Ale to nie cały „rozwój” – inne zasoby (węgiel też!) będziemy zużywać nieodwracalnie. A energii też zużyjemy więcej, niz wykorzystamy.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 1: • czy możliwy jest „rozwój zrównoważony” ?

dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

NIE MA NIC ZA DARMO

RÓWNOWAGA = STAGNACJA ROZWÓJ = WZROST WZROST = A>B

Prezentator
Notatki do prezentacji
Nie ma nic za darmo. Rozwój oznacza, że bierzemy z puli więcej, niż do puli oddajemy. Prawa fizyki sa nieubłagane, nie ma nic za darmo. Slogan „rozwój zrównoważony” w sposób niezamierzony wprowadza w błąd, mami nadzieją, że można osiągnąć rozwój nie ponosząc nieodwracalnych kosztów. Nie można. Lepszy jest zwrot „ sustainable” – „trwały” – ale też tylko do czasu. Można zużycie konkretnych zasobów zrównoważyć ich podażą, np. czerpiąc energię słoneczną bezpośrednio można zbilansować zapotrzebowanie energetyczne nie zmieniając w tym cely bilansu węgla. Ale to nie cały „rozwój” – inne zasoby (węgiel też!) będziemy zużywać nieodwracalnie. A energii też zużyjemy więcej, niz wykorzystamy.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 1: • czy możliwy jest „rozwój zrównoważony” ?

dQ dt = A - B

A = B

dQ dt

= 0

Q = const.

NIE MA NIC ZA DARMO

RÓWNOWAGA = STAGNACJA ROZWÓJ = WZROST WZROST = A>B

„sustainable development” = „rozwój trwały” (do czasu)

Prezentator
Notatki do prezentacji
Nie ma nic za darmo. Rozwój oznacza, że bierzemy z puli więcej, niż do puli oddajemy. Prawa fizyki sa nieubłagane, nie ma nic za darmo. Slogan „rozwój zrównoważony” w sposób niezamierzony wprowadza w błąd, mami nadzieją, że można osiągnąć rozwój nie ponosząc nieodwracalnych kosztów. Nie można. Lepszy jest zwrot „ sustainable” – „trwały” – ale też tylko do czasu. Można zużycie konkretnych zasobów zrównoważyć ich podażą, np. czerpiąc energię słoneczną bezpośrednio można zbilansować zapotrzebowanie energetyczne nie zmieniając w tym cely bilansu węgla. Ale to nie cały „rozwój” – inne zasoby (węgiel też!) będziemy zużywać nieodwracalnie. A energii też zużyjemy więcej, niz wykorzystamy.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 2: • czy klimat Ziemi był dawniej „zrównoważony”?

Zmiany zawartości CO2 w atmosferze (ppmv)

Zmiany średniej temperatury

400 tys. lat

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

Dygresja 2:

Zmiany zawartości CO2 w atmosferze (ppmv)

Zmiany średniej temperatury

400 tys. lat

400 ppm

CAŁA HISTORIA CYWILIZACJI

BILANS WĘGLA W BIOSFERZE wnioski

• Nie istniał pierwotny stan równowagi C w biosferze

• Pule CO2 i C zredukowanego stale się zmieniały

• Nie istnieje „rozwój zrównoważony” • Klimat Ziemi ciągle się zmieniał • Obecne tempo zmian może znacznie

przekroczyć zakres znany w historii gatunku Homo sapiens

WNIOSKI OGÓLNE

• Równowaga w układach ekologicznych występuje rzadko i jest trudna do badania

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

WNIOSKI OGÓLNE

• Równowaga w układach ekologicznych występuje rzadko i jest trudna do badania

• Wartością jest środowisko człowieka, a nie abstrakcyjna „równowaga w przyrodzie”

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

• Frazes o „równowadze w przyrodzie” uporczywie powtarzany wprowadza w błąd;

• Jest bardzo trudny do wyeliminowania.

„RÓWNOWAGA W PRZYRODZIE”

WNIOSKI OGÓLNE

Niejasne, popadające w błędne koło i wieloznaczne: studenckie definicje metafory

„Równowaga w przyrodzie”

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA?

Mitologia biosfery c.d.

HIPOTEZA GAI

wikipedia 2005

James E. Lovelock, F.R.S. *1919

VIKING I LANDER (1975) NASA Jet Propulsion Laboratory

ELECTRON CAPTURE DETECTOR INVENTED IN 1957

„DZIURA OZONOWA” Badanie CFC (chlorofluorokarbonów, freonów) możliwe dzięki wynalazkowi Lovelocka

MARS:

95.3% CO2, 2.7% N2, 1.6% Ar, 0.15% O2, 0.03% H20

ZIEMIA:

78.1%N2, 21% O2, 0.9 % Ar, 1% H2O, 0.033% CO2, ślady CH4

1965 Lovelock J.E. A physical basis for life detection experiments. Nature 207: 568-569

Mars

Prezentator
Notatki do prezentacji
Tak naprawdę wygląda planeta.

Orion Publ. Group 1998

CiS Warszawa 2000

1938-2011

Lovelock J.E., Margulis L., 1974: Atmospheric homeostasis, by and for the biosphere: the Gaia hypothesis. Tellus 26: 1-10.

Lovelock & Margulis 1989

Ciśnienie parcjalne gazów w atmosferze Ziemi jest dalekie od stanu równowagi

Inne obserwacje

Klimat Ziemi jest nadzwyczajnie stabilny i przyjazny życiu.

Skład chemiczny atmosfery i oceanu jest nadzwyczajnie stabilny i przyjazny życiu.

Organizmy wywierają bardzo silny wpływ na warunki środowiska Ziemi.

Wnioski: Hipoteza Gai

Życie wywiera większy wpływ na środowisko planety niż sądzono - służy jako aktywny regulator. Życie stanowi cybernetyczny, homeostatyczny system sprzężeń zwrotnych, stabilizujący temperaturę, skład chemiczny atmosfery i oceanu itd., korzystne dla żywych organizmów. Biosfera jest celowo działającym superorganizmem.

Lovelock J.E. 1979, 1982 - Gaia: A new look at life on Earth. Oxford Univ. Press.

Γαια

WILLIAM GOLDING

GAJA (gr.) = GAEA (łac.)

Ziemia-Matka;

Wyłoniła się z Chaosu,

Uosobienie płodności i macierzyństwa;

[...]

W ofierze składano jej czarną owcę [...]

2003 (Dwadzieścia lat później...)

Norton Co. New York 1988

„Zjawiska gajańskie” (przykłady) Glony morskie produkują DMS (siarczek dwumetylu), który wpływa na klimat (kondensacja wody, chmury, albedo);

Sieć mikoryzowa: grzyb (bezinteresownie?) pomaga drzewom;

Rośliny lądowe przyspieszają wietrzenie skał, przez co ubywa CO2, ma to stabilizujący wpływ na klimat;

Zasolenie oceanów nie zmienia się, mimo, że stale parowanie i dopływ soli z rzekami. Maty bakteryjne?

Standardowy sposób gajańskiego wyjaśniania:

działa kooperacja organizmów, pożyteczna („beneficial”) dla całej biosfery.

James Hutton 1726-1797

Abner Lowe

Владимир Иванович Вернадский Vladimir Ivanovich Vernadski (1863-1945) THE BIOSPHERE (1926)

Bantam Books, New York 1990

Nurt metafizyczno-ideologiczny

Harmony Books, New York 1991

MITOLOGIA GAI

MITOLOGIA GAI

http://www.crystalinks.com/gaia.html

MITOLOGIA GAI

PUŁAPKA METODOLOGICZNA

OBSERWACJE

HIPOTEZY

KRYTYKA

TESTY

TEORIE

POSTĘPOWANIE POPRAWNE

Prezentator
Notatki do prezentacji
Obserwacje prowadzą do generowania hipotez; te są od razu poddane krytyce: wewnętrzna spójność? Logika? Zgodność z paradygmatem?

PUŁAPKA METODOLOGICZNA

OBSERWACJE

HIPOTEZY

KRYTYKA

TESTY

TEORIE

POSTĘPOWANIE POPRAWNE

Prezentator
Notatki do prezentacji
Hipotezy poddawane testom (próbom falsyfikacji); ta procedura też zawiera permanentną formalną krytykę. W toku tej krytyki i testowania ustawicznie powstają nowe hipotezy.

PUŁAPKA METODOLOGICZNA

OBSERWACJE

HIPOTEZY

KRYTYKA

TESTY

TEORIE

POSTĘPOWANIE POPRAWNE

Prezentator
Notatki do prezentacji
To rodzi potrzebę nowych obserwacji – uzasadnia poszerzanie i pogłębianie badań, które znosu owocują hipotezami. itd. Wszystko trwa długo

PUŁAPKA METODOLOGICZNA

OBSERWACJE

HIPOTEZY

KRYTYKA

TESTY

TEORIE

POSTĘPOWANIE POPRAWNE

Prezentator
Notatki do prezentacji
Ale dopiero po tej grze można ugruntowane hipotezy podnosić do rangi teorii; teorie też są podawane krytyce, i to one przede wszystkim stymulują powstawanie kolejnych generacji hipotez.

PUŁAPKA METODOLOGICZNA

OBSERWACJE

HIPOTEZY

KRYTYKA

TESTY

TEORIE MITOLOGIA

DROGA NA SKRÓTY

Prezentator
Notatki do prezentacji
Ale jest też droga na skróty: Z obserwacji od razu wyciągnąć ogólne hipotezy i nadać im rangę teorii; zamiast teorie nadal uporczywie testować, nadać im status nieomylnośći. Tak rodzi się mitologia (a za nią „liturgia”). I to jest przypadek „teorii Gai”

Zmiany zawartości CO2 w atmosferze i zmiany klimatu - Rekonstrukcja dla całego fanerozoiku

SPRZECZNOŚĆ H.G.

Z FAKTAMI:

Prezentator
Notatki do prezentacji
Mozłiwość uwzględnienia alternatywnych mechanizmów. To czyni tę załą geoekologię czyms zbliżónym do nauki.

? ?

?

? ?

Czy jest możliwe powstanie samoregulacji biosfery w drodze ewolucji?

?

?

NIE JEST ZNANY MECHANIZM EWOLUCJI CECH ORGANIZMÓW DOBRYCH DLA GRUPY, CELOWYCH

HIPOTEZA GAI JEST SPRZECZNA Z TEORIĄ EWOLUCJI

1982 Dawkins R.

The extended phenotype.

Oxford Univ. Press.

i wielu innych

2003

„Kanoniczna” redefinicja hipotezy Gai

(Margulis, 1993) Temperatura powierzchni Ziemi, chemizm reagujących składników gazowych, stan potencjału redoks i kwasowości-zasadowości atmosfery oraz osadów powierzchniowych są aktywnie (homeoretycznie) utrzymywane poprzez metabolizm, behawior, wzrost i reprodukcję organizmów (zorganizowanych w zespoły). Gaja nie jest osobnikiem - jest ekosystemem.

Q

Układ homeoretyczny

„DAISYWORLD”Watson & Lovelock 1983

Założenie, że „co dobre dla osobnika, dobre dla biosfery”

Organizmy działają i ewoluują samolubnie

Samolubne czarne stokrotki:

Krytyka „DAISYWORLD”

1.Zwykła biogeochemia + slogan promocyjny 2.Nadal - mętna metafizyka 3.Nowe podejście do badań ekosystemu biosfery

•Jak wyjaśnić regularność i powtarzalność zjawisk w skali biosfery, w zgodzie z ortodoksyjną teorią ewolucji?

• W jaki sposób regulacja na poziomie planety mogłaby się wyłonić z doboru naturalnego na poziomie indywidualnym? (analogia: populacja, zespół, sukcesja)

•Jak eksperymentalnie testować hipotezy?

„NEO-GAJA”:

• Największe znaczenie dla funkcjonowania biosfery mają mikroorganizmy (bakterie, archeony, grzyby, jednokomórkowe glony);

• Dla procesu ewolucji najważniejszą interakcją jest mutualisytyczna symbioza, a nie tylko konkurencja;

Ważne „gajańskie” postulaty:

I naukowa konferencja nt. hipotezy Gai (Am. Geophysical Union.), San Diego, Ca., 1988

Schneider SH. & Boston PJ. (Red.), 1991: „Scientists on Gaia”, MIT Press, Cambridge, MA

„Earth system science”, „Geophysiology” J.W. Kirchner, 1991: The Gaia hypotheses: Are they testable? Are they useful? Słabe h. G. - nic nowego

Mocne h.G. - błędne i/lub nietestowalne

•Gaja wpływowa: Organizmy wywierają silny wpływ na warunki abiotyczne na Ziemi •Gaja koewolucyjna: Poprzez środowisko abiotyczne organizmy wywierają wpływ na ewolucję innych organizmów

•Gaja homeostatyczna: Organizmy oddziałują poprzez sprzężenia zwrotne, o działaniu stabilizującym środowisko abiotyczne •Gaja teleologiczna: Stabilizacja nie tylko przez biosferę, ale dla biosfery •Gaja optymalizująca: Organizmy regulują warunki środowiska w optymalnym dla życia zakresie

Kirchner 1991: jest więcej niż jedna Gaja:

Scientists Debate Gaia: The Next Century, Schneider, S.H., Miller, J.R., Crist, E., Boston, P.J. (ed.), MIT Press, 2004

Scientists on Gaia, Schneider, S. H., Boston, P. J. (ed.), MIT Press, 1991

„SCIENTISTS ON GAIA” CONFERENCES (San Diego 1988, Valencia 2000, Arlington 2006)

1991

2004

Uporczywa szkodliwość h.G.

• Podważanie poprawnej metodologii

• Rozumowanie przez analogię

• Mętny postulat holizmu

• Apoteoza nauki alternatywnej (mimo deklaracji)

• Postulat chodzenia na skróty w praktyce

• Demoralizacja popularyzacji nauki (leksykony, podręczniki, eseistyka, media)

Otwarta walka z poprawną metodologią:

„Biology has seemed to be imprisoned in a narrow, almost puritan, reductionism...” (1990)

„[darwinizm] „a minor 20th century religious sect within the sprawling religious persuasion of Anglo-Saxon biology” (Margulis, 1990).

[biolodzy] ...”wallow in their zoological, capitalistic, competitive, cost-benefit interpretation of Darwin...”(Margulis 1988).

„[moim celem jest] „to deflate the tumescence of macho big science and calm it down. How else would it listen to my case of planetary medicine?” (Lovelock, 1991)

Ideologizacja nauki:

„Neodarwiniści sądzili, że „samolubny gen” to tylko zręczna metafora - dziś wiadomo, że ogłoszenie tej konceopcji akurat u szczytu rządów Reagana i Thatcher to nie był przypadek”.

Trwanie w uporze

Ulubiona fraza rozgoryczonych Gajan:

William James: „First it’s absurd, then we knew it all along”.

[Dawni krytycy] „nie używają słowa na G, bo się nie chcą przyznać, że nie mieli racji”

(Margulis, 2000)

Nadużywanie autorytetów:

„Teoria [sic!] Gai traktuje sposoby, w jaki organizmy zmieniaja swoje środowisko jako rozszerzone cechy fenotypowe, chociaż przeważnie genetyczne podstawy tych cech nie są znane”

Lenton, TM, 1998: Gaia and natural selection, Nature 394: 439-447

„Nie należy przeciwstawiać hipotezy Gai Darwinowi: przecież jego ostatnia książka przedstawiała organizmy aktywnie zmieniające środowisko - adaptujące je do swoich potrzeb” (Crist, 2000)

Darwin C., 1881: The formation of vegetable mould through the action of worms, with observations of their habits. Murray, London

„Myślę, że się często myli, ale większość moich znajomych sądzi, że to ważne, aby z nami była, ponieważ ona myli się tak owocnie”

John Maynard Smith (1991)

Lynn Margulis

„Nie za to poważamy uczonych, że mają rację: nikt nie może mieć zawsze racji. Poważamy uczonych za oryginalność, za inspirację, za inicjowanie nowych kierunków badań”

Sir Hermann Bondi

CZY SĄ INNE BIOSFERY ?

CZY MOŻNA ZBUDOWAĆ OSOBNĄ, TRWAŁĄ

BIOSFERĘ?

„EKOSFERA - replika naszej planety”

BIOSFERA 2 (pustynia Sonora, k. Oracle, Arizona, USA

Biosfera 2 • Budowa: 1987-1991 • Koszt ok. 200 mln $ • Hermetycznie zamknięty obszar 12700 m2

(1,27 ha) • Cel: odizolowany, samowystarczalny

ekosystem, mogący stale utrzymywać grupę ludzi

• Zasilanie części biotycznej: tylko Słońce • Zasilanie urządzeń technicznych: elektryczne • Zamknięty obieg wody, O2 i CO2

• Różnorodne „biomy”; wiele gatunków

„Płuco” S

Las deszczowy

Ocean Pola uprawne

Moduł mieszkalny

„Płuco” W

Biosfera 2 Namorzyny Pustynia

Sawanna

Moduł mieszkalny Hermetyczna śluza wejściowa; kuchnia

Biosfera 2

• Misja 1 – IX.1991- IX.1993 (dwa lata!); 8 osób – Tylko 83% potrzebnej żywności – Ujemny bilans tlenu – Drastyczny spadek bioróżnorodności

• Misja 2 – III.-IX. 1994; 7 osób; – Lepszy bilans żywności; – Konflikty personalne (misja zamknięta przed terminem)

• Obecnie: własność Univ. Arizona; atrakcja turystyczna