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mercredi 14 novembre 2012

L'hypothèse Gaïa (2/2)

Partie 1 ICI.

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Les nuages constituent une des ressources possibles pour la régulation de la température du globe. Ainsi, plus il y aura de nuages, plus la lumière solaire sera renvoyée loin de la Terre, ce qui lui permettra de se refroidir. A l'inverse, moins il y aura de nuages, plus la lumière solaire pourra atteindre la surface de la planète et lui permettra de se réchauffer. Quels facteurs contrôlent l'abondance nuageuse ?

De nombreux facteurs affectent la couverture nuageuse de la planète. L'interaction entre l'atmosphère et les océans est l'un des plus importants. Voyez comment se forme le brouillard le long des côtes au début de l'été et vous aurez saisi le concept. D'autres facteurs tels que le phénomène d'ombre pluviométrique et les fronts météorologiques contribuent à la couverture nuageuse de la planète.

Étant donné que les océans recouvrent les deux tiers de la surface de la Terre, il va sans dire que tout ce qui contribue à la formation de nuages au-dessus de l'océan aura un impact majeur sur la température du globe. Un tel mécanisme suggéré au cours des deux dernières décennies est la libération de noyaux de condensation (CCN) par le phytoplancton marin, en particulier les coccolithophoridés.

Les coccolithophoridés sont bien connus pour leurs superbes sédiments calcaires dont sont constituées les falaises blanches de Douvres en Angleterre.

Des nuages se forment lorsque la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère se condense ou gèle. Toutefois, pour que des nuages se forment, une particule, ou « noyau », doit être présente pour « rassembler » l'eau en gouttelettes. Ces minuscules particules, appelées noyaux de condensation, sont contenues dans l'atmosphère et contribuent à la formation des nuages. La vapeur d'eau se condense autour d'elles et donne naissance aux nuages.

Le sulfure de diméthyle ou diméthylsulfure (DMS) est une substance capable d'agir comme noyau de condensation (CCN). On sait, depuis un certain temps déjà, que certaines algues ou phytoplancton (plancton végétal vivant dans les océans) libèrent des quantités infinitésimales de DMS. La production de DMS par le phytoplancton pourrait suffire à provoquer la formation de nuages et de récentes études ont été menées pour mesurer les quantités de DMS libérées dans l'atmosphère par les organismes marins.


Ce processus devient intéressant pour Gaïa dans l'éventualité où le phytoplancton pourrait contrôler la température de la Terre en régulant la quantité de nuages au-dessus des océans.


Imaginez un peu : le thermostat de la Terre est entre les mains du phytoplancton, cette minuscule plante unicellulaire vivant sous la mer ! Lorsque le soleil brille intensément, le phytoplancton pousse rapidement (c'est une plante, n'oubliez pas) et produit du DMS qui amène des nuages. Au bout d'un certain temps, l'accroissement de nuages abaisse la température de la planète mais empêche également les rayons solaires d'atteindre le phytoplancton. En conséquence, ce dernier pousse moins rapidement, moins de nuages se forment, et la température s'élève. Le cycle se répète indéfiniment de manière auto-régulée et équilibrée.


Bien qu'une recherche plus approfondie soit nécessaire, il existe des preuves indiquant que, dans une certaine mesure, le phytoplancton pourrait contrôler la formation des nuages et la température de la Terre. Sans tenir compte du fait que ce mécanisme se vérifie ou non sur le long terme, il nous permet de nous arrêter et de nous interroger sur la manière dont des organismes vivants et la Terre elle-même pourraient interagir entre eux. Cela devrait nous pousser à nous demander comment un tel mécanisme a pu évoluer. Du moins, il est indéniable que le concept de la planète tout entière - la lithosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère et la biosphère - travaillant de concert avec autant d'harmonie est d'un grand intérêt à la fois intellectuel, philosophique et poétique !


Que prédit Gaïa ?

Si effectivement, la Terre est un organisme vivant et si la somme de ses processus biologique, géologique, chimique et hydrologique agit de concert, à quoi pouvons-nous nous attendre de la part d'un tel organisme ? Comment devrait-il agir ?


Nous avons déjà évoqué le maintien de conditions de non-équilibre dans l'atmosphère comme caractéristique d'une planète ''gaïenne''. Nous avons également vu comment des organismes tels que le phytoplancton pouvaient transférer des substances chimiques comme le DMS à l'atmosphère et participer ainsi au recyclage des éléments à l'intérieur de la planète. Les organismes jouent un rôle primordial dans tous les cycles chimiques et je voudrais maintenant vous présenter le concept de cycles biogéochimiques.


De par leur nature même (et comme ce nom le laisse supposer), les cycles biogéochimiques sont un mécanisme par lequel les éléments de la Terre sont transformés et transportés (au sens physique du terme) à travers le globe. Parce que la masse de la planète (et des éléments matériels) est fixe, elle doit recycler ses éléments afin de les rendre accessibles aux autres processus. Faute de quoi, le système entier s'épuiserait et la Terre deviendrait semblable à la Lune.


Les cycles biogéochimiques les plus courants sont ceux du carbone, de l'azote et du soufre. Les organismes vivants y jouent un rôle fondamental. Sous leur action, d'énormes quantités de matériaux sont consumés, transformés, transportés puis recyclés. En fait, le dépôt de sédiments sur les bas-fonds est responsable du soulèvement des rivages côtiers.


Les processus planétaires régis par des organismes vivants donnent du crédit à l'hypothèse Gaïa mais ne prouvent aucunement son existence. Si, au bout de plusieurs décennies, un vaste faisceau de preuves se développe et soutient l'hypothèse que notre planète est un organisme vivant auto-régulé, alors l'hypothèse Gaïa pourrait passer au rang de théorie, un peu comme celle de la gravité. En attendant, cette hypothèse stimule notre réflexion et engendre une recherche scientifique nous permettant de mieux comprendre notre planète et comment elle fonctionne.


Comme un dernier coup d’œil à Gaïa pouvait le laisser deviner, je souhaiterais présenter une théorie personnelle. Une des plus grandes critiques à l'encontre du concept de Gaïa en tant qu'organisme « vivant » est l'incapacité de la planète à se reproduire. L'une des caractéristiques des organismes vivants est bien leur capacité à se reproduire et à transmettre leurs informations génétiques aux générations suivantes. Dans le cas de Gaïa, cela ne semble pas fondé, n'est-ce pas ?


Je voudrais donc que l'on considère que ce pourrait être l'Homme lui-même qui constituerait le moyen pour Gaïa de se reproduire. L'exploration de l'espace par l'Homme, son intérêt pour la colonisation d'autres planètes, et la vaste étendue d'ouvrages de science-fiction décrivant la terraformation étayent fortement la théorie que Gaïa puisse projeter de se reproduire. Imaginez que l'Homme colonise une autre planète. Imaginez que cette planète commence à se transformer peu à peu, que son atmosphère change, peut-être en provoquant la formation de calottes glaciaires, que des plantes y poussent, créant des nuages et modifiant son albédo. Cette planète ne serait plus jamais un endroit statique interdit. Elle serait transformée en un lieu pittoresque : une entité en évolution, vivant et respirant. C'est là, en effet, le pouvoir de Gaïa et l'une des raisons les plus fascinantes pour vous convaincre d'envisager son existence !


Pour finir, en dehors de l'importance scientifique de ce dont nous avons discuté ici, nous ferions bien de prêter attention aux pensées plus poétiques de l'auteur de cette théorie. A la fin du premier chapitre de son premier livre, Lovelock écrit :


« Si Gaïa existe, sa relation avec l'Homme, espèce animale dominante dans le système de vie complexe, et l'équilibre des forces sans cesse renouvelé qui existe entre eux, sont à l'évidence des questions essentielles... L'hypothèse Gaïa s'adresse à ceux qui aiment marcher ou simplement rester immobile et contemplatif, à se poser des questions sur la Terre et la vie qu'elle produit et à s'interroger sur les conséquences de notre propre présence ici bas. C'est une alternative à la vision pessimiste qui perçoit la nature comme une force primitive à maîtriser et conquérir. C'est également une alternative à l'image tout aussi déprimante qui présente notre planète comme un vaisseau spatial fou, errant, sans but et sans pilote, dans une sempiternelle rotation autour du soleil. »


Été 1999 : mise à jour

La toute première fois où j'ai entendu parler de l'Hypothèse Gaïa, dans les années 80, j'étais étudiant de troisième cycle à l'Université de Californie du Sud (USC). Ayant suivi quelques cours sur l'écologie des systèmes, dispensés par le Dr James Kremer, je faisais plus qu'approuver l'idée que des systèmes pouvaient avoir des propriétés émergentes indiscernables de leurs constituants individuels. Dans un tel contexte, l'Hypothèse Gaïa me semblait logique, peut-être de manière plus philosophique que scientifique, mais néanmoins plausible.


Depuis la rédaction de ces notes, au cours de l'été 1996 (juste avant de commencer à donner des cours à la Faculté de Fullerton), j'en ai appris davantage au sujet de l'Hypothèse Gaïa, à la fois sur Internet et par le biais de conversations avec Tom Morris, qui enseigne la biologie planétaire à la Faculté de Fullerton et héberge la page d'accueil consacrée à cette discipline. C'est également devenu, en quelque sorte, le thème de prédilection de tous mes cours d'océanographie, pas tant l'hypothèse que le concept de processus physique, géologique, chimique et biologique interdépendants, ce qui correspond parfaitement à la théorie gaïenne.


Voici donc quelques unes de mes découvertes au cours de ces trois dernières années qui pourront sans doute pousser plus loin l'explication et la validation de cette importante théorie.


Les nombreuses facettes de Gaïa

Un des développements les plus intéressants de l'Hypothèse Gaïa a été sa transformation de simple hypothèse en hypothèses multiples. Cela n'a rien d'inhabituel dans un travail scientifique et témoigne d'une application saine et percutante d'une méthode scientifique. Cette divergence d'opinions est la conséquence directe d'approches différentes venant de scientifiques en tant qu'individus avec leurs croyances personnelles, dans le sens où leur vision cautionne ou non les éléments de preuve.


La reconnaissance des nombreuses hypothèses gaïennes s'est développée à partir du symposium sur l'Hypothèse Gaïa tenu en 1988. Un groupe composé, entre autres, de géophysiciens s'était rassemblé pour discuter de cette hypothèse et l'événement, en soi, a contribué à susciter son acceptation. Bien qu'elle ait eu (et ait toujours) de nombreux détracteurs, Gaïa sembla alors s'introduire dans l'acceptation générale avec le concept de l'influence de la vie sur les processus planétaires.


Indéniablement, personne ne pourrait réfuter les preuves des changements spectaculaires qui se sont produits dans l'atmosphère terrestre primitive à la suite de l'évolution des organismes photosynthétiques, il y a environ 3,5 milliards d'années. L'holocauste de l'oxygène qui en résulta, il y a environ 2,5 milliards d'années, et qui détermina les concentrations en oxygène actuelles, transforma radicalement les processus physique, géologique, chimique et biologique de notre planète. La rouille constitue un exemple typique des altérations chimiques induites par l'oxygène. Sur le plan biologique, il y a l'apparition des aérobies - ou organismes ayant besoin d'oxygène - et le confinement (au sens figuré) des anaérobies - ou organismes n'ayant pas besoin d'oxygène - aux terrains marécageux et aux profondeurs de la Terre.


Le concept d'influence de la vie sur les processus planétaires (c.-à-d. son effet tangible sur les processus abiotiques) s'est fait connaître en tant qu'hypothèse Gaïa faible (ou déterminante). Aujourd'hui, cette hypothèse est soutenue par les scientifiques dans leur ensemble et, en fait, a très vraisemblablement stimulé la poursuite des recherches sur Gaïa. Même les scientifiques les plus conservateurs conviennent que l'étude de la manière dont les organismes vivants interagissent avec les processus non-vivants pourrait fournir des informations précieuses. Dans une certaine mesure, la majeure partie de nos recherches sur le climat à l'heure actuelle est basée sur ce concept.


En raison de la définition d'une hypothèse Gaïa faible, l'hypothèse originelle (celle selon laquelle la vie contrôle les processus planétaires) est devenue l'hypothèse Gaïa forte (ou optimalisante) que peu de scientifiques sont prêts à soutenir.


Une des raisons pour lesquelles l'Hypothèse Gaïa a suscité autant de controverses dans les milieux scientifiques est liée à leur capacité de tester les hypothèses. Comme nous l'avons appris précédemment, la méthode scientifique traditionnelle se base sur la réfutation d'une hypothèse, son invalidation servant à éliminer des explications possibles. Cette méthode qui consiste à prouver la fausseté d'une hypothèse a été introduite, en 1934, par l'autrichien Karl Popper, dans une publication intitulée « Logik Der Forschung » ou « La Logique de la Découverte scientifique ».


(Popper est décédé en 1994 mais est toujours considéré comme l'un des philosophes les plus influents du XXème siècle. Vous pourrez en apprendre davantage à son sujet en visitant le site Karl Popper. La plus grande objection formulée à l'encontre de l'hypothèse Gaïa forte est qu'aucune expérience ne peut être conçue pour permettre de la réfuter - ou, en l’occurrence, de la vérifier.)


Sans entrer dans tous les détails, qu'il suffise de dire que ces arguments sont valides. L'hypothèse Gaïa forte soutient que la vie crée sur terre les conditions qui lui sont favorables. C'est la vie qui a créé la planète Terre et non l'inverse. En explorant le système solaire et les galaxies au-delà, il sera peut-être possible, un jour, de concevoir une expérience pour vérifier si c'est bien la vie qui manipule les processus planétaires à dessein ou si elle n'est rien d'autre qu'un processus d'évolution survenu en réaction aux changements dans le monde non-vivant.



Traduit par Eyael et Hélios

2 commentaires:

  1. http://whatawonderfulworldblog.wordpress.com/2013/04/25/esprits-polaires-je-reprends-et-continue/

    Trop beau !

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  2. Alchemy:

    http://whatawonderfulworldblog.wordpress.com/2013/05/13/alchemy-dhenri-jun-wah-lee/

    ..y a pas de mots !

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