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[转载]美狄亚假说——反盖娅假说[独家翻译]

(2013-04-21 12:28:15)
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分类: 拜读,摘抄,学习

    在古希腊神话中,盖娅是大地女神,众神之母。20世纪60年代,英国科学家詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)首先清晰地阐述了盖娅假说。盖娅假说的思想是:地球上的每个生命都为创造一个适于生命生存的、均衡的、稳态的环境而运转。换句话说,有机生命在进行地球工程,虽然地球过程是无意识的。举个例子吧,科学家们认为生命已经在地球上存在了37亿年,而地球只不过才46亿岁而已。在这37亿年间,现在的太阳要比以前明亮30%,但是地球温度却保持相对稳定,且只在很小的范围内变动,这能保证水以液态形式存在,对于地球上的生命而言是至关重要的。

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    当面对更热的太阳时,地球上的温度是如何保持的呢?一种解释是因为年轻的地球拥有更多的温室气体,但是当太阳变得更热时,大气中这些俘获热量的气体就会缩减。那是因为生命是基于碳构造的,它会从大气中吮吸出这些碳,并留在身体里。最终导致一个变冷的趋势,完全平衡掉太阳增加的能量,避免了变暖失控。

    盖娅假说最初也是饱受争论的,现在Lovelock本人和其他人都把它当做理论了,在经证实的基础上行进一步,假说就变成了理论。盖娅假说对地球科学特别是生态学产生了极大的影响,至于大众文化就更不用说了。

    在大众的想象中,这个哺育万物的女神盖娅已经成了陈词滥调。但是现在,西雅图华盛顿大学的著名古生物学家Peter Ward提出了吸引人的“反盖娅假说”,而且同样用了个希腊神话中的人物名字。他称它为“美狄亚假说”,Ward博士用了个副标题——“地球上的生命会最终自我毁灭吗?”来总结他的同名新书。也许你猜到了,Ward对这个问题的回答是:Yes。究其本质,地球上的生命最终将走向早熟的结局,那是不利于生命生存的条件。

    在一些版本的古希腊神话中,美狄亚是Argonaut Jason的妻子,她杀死了他们所有的孩子以此报复移情别恋的Jason,这和大地母亲盖娅形成了巨大反差。Ward的论点与盖娅假说严重对立,他认为太阳作为一颗恒星1亿年后会扩大为一颗红巨星,而生命会在太阳把生物圈烘烤完之前自我灭亡。

    这本书的大部分对盖娅假说的假设进行了一番成体系的、吸引人的分解。首先是地球上曾经有过5次大毁灭,Ward说微生物卷入了这5次毁灭,但是只有一种微生物死亡,白垩纪—三叠纪的生物毁灭源于6500万年前的一次陨石撞击。 

    从地球历史这个更大的角度看,有一种情况是多次出现的,以厌氧微生物形式存在的有机生命,生活在缺氧的角落和缝隙中,它们的出现消灭了其他生命,因为这些微生物呼出了硫化氢(H2S),而H2S对其他生命形式是有毒的。这个过程主要发生在缺氧的海洋里,静滞无生气、低氧的海洋的出现是先于大气的快速变暖,Ward说临界点是CO2达到1,000ppm。(我们已经写过251百万年前的二叠纪毁灭是史上最大的毁灭,一种观点认为它的毁灭恰恰就是以这种方式结束的。【附关于大毁灭的一篇文章点这里】)但是把这个警告先放一边来看,Ward的书并不完全是关于人类引起的全球变暖,而是关于居住于这个行星上的生命的长期未来。

    有机生命已经多次造成了生物圈的崩溃,至少有一次是在“雪球地球”时期,几乎把地球全部毁灭。考虑一下30多亿年前光合作用生物出现了,光合作用的副产品氧气对那个时候的其他生命是致命的。随着氧气的积累,它造成了大毁灭。(当然了大气中的氧也促进了多细胞生命的出现,最终产生了人类)

    Ward说:地球生命面对的首要长期问题不是全球变暖,而是大气中被光合生物吸收而逐渐减少的碳。在过去,CO2的消耗引起了剧烈的全球变冷。有两次分别是在23亿年前和7亿年前,光合作用生物用光了大量的温室气体,造成了地球的冻结,这个时候的地球被称之为“雪球地球”,几乎结束了这个太阳的第三个行星上的生命。(注:由太阳往外数行星顺序依次是水、金、地、火、木、土、天、海,地球处在第三顺位,故有The third rock from the sun一说,这涉及到行星起源

    Ward说:在未来,生命对碳的饥饿将不可避免的导致生命基本要素的缺乏,还说这是这个星球上的生命面临的最大挑战。Ward用图表描述了过去35亿年CO2的长期下降趋势。

    起初,CO2水平是现在的一万倍。大气中的1/3气体曾经是CO2,随后的趋势是一直降低,直到人类的出现。CO2水平曾经降到280ppm。(因为人类活动,现在已经涨到了387ppm)如果CO2水平降到10ppm以下,光合作用对于草来说将是不可能的,而草是CO2的最有效利用者。(树木在降到150ppm以下时就啥也不能干了)。那时食物链将随之崩溃。

    鉴于上述趋势,Ward预测:5亿年后碳消耗超过临界点,大约5亿年后变大的太阳开始蒸发海洋而使地球不再适合居住。

http://s4/bmiddle/4bc0954e4983c80e0ed23&690



 

然而他又给大家抛出了美好的希望:

 

    就生物量(所有生物的总重)而言,我们的地球已经过了它的鼎盛期。从现在起,将会有越来越少的生命,而且这个过程独立于人类活动,人类的作为将无济于事。我们正在走下坡路,我们的地球已经很年迈了。

    在人们感到焦虑之前,Ward给出的日期需要从另一些视角看。生命已经存在了很长时间,仅从5.3亿年前的寒武纪生命大爆炸开始,从树木到水母到恐龙再到人类的多细胞生命,都只是生命的一小部分。换句话说,多细胞动物生命在海洋里进化,然后到陆地生活,最后变成了我们,这其中花费的时间和留给我们的时间差不多了。

    从另一个视角看,大猩猩、黑猩猩、猩猩和我们拥有最亲近的共同祖先,这个共同的祖先生活在1400万年前,Ward说现在只有1/36还存在。我们和黑猩猩的共同祖先、最亲近的亲戚,生活在600万年前,只有1/83存在了。

    从更深的视角看,现代人20万年前就已存在了,用2500乘以20万(注:等于5亿年),就是留给我们人类的最后的期限。

    用另一句话说,我们还有时间。然而,一些读者对Ward的论点感到沮丧还是可以理解的。在亚马逊网站上,一个读者把《美狄亚假说》这本书称为是一本书呆子关于杀生剂的黑暗书,另一个读者写道:黑暗、费力、沮丧。但是Ward写《美狄亚假说》的本意好像不是为了引起大家绝望的情绪,其实纵观全书绝望的情绪并不是很明显,如果他把有关过去和未来的探究平衡好的话,还是很美好的。Ward好像在用一种的迂回曲折的方式来论证:现代智人尽最大努力提前计划行动,这不仅是我们最好希望,也是对于整个地球生命唯一的希望。

    他试图强调我们人类出现在目前这个情景下的重要性,这不仅是为了我们自己,而且是为了整个生物圈。从长远计较,我们在这里只谈论长远,只有人类的创新最终会拯救这个总是会出现生命毁灭日期的行星。

    在此书的结尾,Ward说:在我们必须做的事情中有点黑色幽默色彩,在短期内我们必须减少大气CO2,然后从长期看我们又必须保证CO2不能降的太快。通过重大的工程,实现这两点都是可能的。

    Ward带着我们绕了个大圈子,他用了140页来论证生命是“美狄亚”而不是“盖娅”。究其本质,它是自我毁灭的,从长远看唯一的希望是通过人类的远见和计划行动来确保生命的持久生存。

 

最后附上美狄亚假说的提出者,著名古生物学家Peter Ward的小介。

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Peter D. Ward, Ph.D., is a paleontologist and professor of Geological Sciences at the University of Washington in Seattle. He is currently examining the nature of the Cretaceous-Tertiary extinction event with studies in France and Spain involving detailed field work that concentrates on ammonites and bivalves. Ward is also researching speciation patterns and ecology of the living cephalopods Nautilus and Sepia and examining the stratigraphic history of West Coast Cretaceous basins through detailed biostratigraphy and basin analysis. He is author of On Methuselah's Trail: Living Fossils and the Great Extinctions and The Natural History of Nautilus.



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