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mardi 13 novembre 2012

L'hypothèse Gaïa (1/2)

Un article mi-philosophique, mi-technique, qu'Eyael et moi-même avons eu plaisir à traduire pour le blog. Merci à Eyael d'avoir pris sur son temps pour ce travail.


L'hypothèse Gaïa

Par Sean Chamberlin

La dernière moitié du 20ème siècle a été témoin d'incroyables avancées dans notre compréhension de la planète Terre. En dehors des réussites technologiques, ces décennies ont apporté une masse substantielle de preuves soutenant une hypothèse révolutionnaire, d'abord soulevée par Alfred Wegener au début des années 1900, que les continents se déplacent autour de la planète, comme des cubes de glace dans un verre. La théorie des plaques tectoniques, comme on l'appelle de nos jours, rassemble un siècle ou plus de recherche scientifique, réunissant les efforts d'océanographes, géophysiciens, climatologues, planétologues et d'autres encore. Cela représente à mon avis ce qu'est la méthode scientifique et fournit un exemple impressionnant de la manière dont fonctionne la science.

Un autre exemple sur la manière dont fonctionne la science, c'est l'hypothèse révolutionnaire proposée initialement par un chimiste de l'atmosphère à la fin des années 70. Cette hypothèse, connue comme hypothèse Gaïa, expose que la terre est vivante. Tout en étant peut-être agréable à un esprit artistique ou spirituel, l'idée même de l'hypothèse a irrité certains scientifiques. Mais toujours est-il que 20 ans plus tard, l'hypothèse Gaïa est toujours parmi nous.

Il n'est pas certain que l'hypothèse Gaïa passera l'épreuve du temps. Mais son impact sur la façon de penser notre planète, la façon de voir les processus qui créent notre atmosphère, le climat, les océans et même les montagnes est sans ambiguïté.

Je pense que vous allez trouver cela fascinant. Ci-dessous la description de l'hypothèse scientifique la plus controversée de notre époque, l'hypothèse Gaïa.


Qu'est Gaïa ?

L'hypothèse Gaïa propose que notre planète fonctionne comme un organisme à part entière qui maintient les conditions nécessaires à sa survie. Formulée par James Lovelock au milieu des années 60 et publiée dans un livre en 1979, cette controverse a engendré plusieurs idées intéressantes et de nouveaux secteurs de recherche. Bien que cette hypothèse ne soit nullement démontrée, elle est source de pas mal de leçons utiles sur l'interaction de processus physiques, chimiques, géologiques et biologiques sur Terre. C'est donc un bon point de départ pour notre étude de l'océanographie grâce à la large vue d'ensemble des types de processus qui nous intéresseront.

Au cours de l'histoire, le concept de Terre Mère a fait partie de la culture humaine sous une forme ou sous une autre. Tout le monde a entendu parler de la Terre Mère, mais avez-vous pris le temps de réfléchir à qui (ou quoi) est la Terre Mère ? Examinez ces explications.

Le nom hopi pour la Terre Mère est Tapuat (ce qui veut dire mère et enfant), symbolisé par une figure de cercles concentriques ou de carrés. Ces formes symbolisent le cycle de la vie, la renaissance de l'esprit, son chemin terrestre et peut-être son retour vers le domaine spirituel. Les lignes et passages à l'intérieur du ''labyrinthe'' représentent le plan universel du Créateur et le chemin que l'homme doit suivre pour trouver la lumière.

On peut trouver une définition plus imposante de la Terre Mère chez la déesse hindou Kali. Elle est le pouvoir cosmique, représentant tout le bien et tout le mal de l'univers, alliant le pouvoir absolu de destruction et le précieux cadeau maternel de la création. On dit que Kali crée, préserve, détruit. Connue aussi comme l'Obscure, son nom signifie ''le passeur sur l'océan de l'existence.''

Les anciens grecs nommaient leur déesse Terre Ge ou Gaïa. Gaïa incarne l'idée d'une Terre Mère, source d'entités vivantes et non vivantes qui la composent. Comme Kali, Gaïa était gentille, féminine et attentionnée, mais également impitoyablement cruelle envers quiconque la contrariait. Notez que le préfixe ''gé'' qu'on trouve dans géologie et géographie provient de la racine grecque pour Terre.

James Lovelock a repris plus tard l'idée d'une Terre Mère et lui a donné une tournure scientifique moderne. (Nos hypothèses modernes d'une Terre Mère sont-elles plus raffinées que les anciens mythes?). Lovelock définit Gaïa comme, ''… une entité complexe impliquant la biosphère, l'atmosphère, les océans et le sol terrestre : la totalité créant un effet retour ou un système cybernétique qui recherche un environnement physique et chimique optimal pour la vie sur cette planète.''
Grâce à Gaïa, la Terre maintient une sorte d'homéostasie, une maintenance de conditions relativement constantes.

La composante vraiment étonnante de l'hypothèse Gaïa est l'idée que la Terre est une entité vivante à part entière. Cette idée n'est certainement pas nouvelle. James Hutton (1726-1797), le père de la géologie, a décrit une fois la Terre comme une sorte de super-organisme. Et juste avant Lovelock, Lewis Thomas, médecin et écrivain doué, a écrit ces mots dans son fameux recueil d'essais, La vie des cellules :

''Vue de la lune, une chose stupéfiante à propos de la terre, qui en coupe le souffle, est qu'elle est vivante. Des photos montrent la surface sèche et martelée de la lune à l'avant-plan, aussi desséchée qu'un vieil os. En l'air, flottant librement, on voit la terre qui se lève, seule chose exubérante dans cette partie du cosmos. En regardant assez longtemps, on verrait des tourbillons de nuages blancs couvrant et découvrant les masses à moitié cachées des terres. Si on avait regardé pendant un temps géologique très long, on aurait pu voir les continents eux-mêmes en mouvement, dérivant de part et d'autre sur les plaques de la croûte terrestre, maintenus à flot par le feu sous-jacent. On y voit la forme organisée, autonome d'une créature vivante, riche en information, merveilleusement organisée avec le soleil.''

Thomas va encore plus loin quand il écrit :
''J'ai bien tenté de penser à la terre comme à une sorte d'organisme, mais ça ne marche pas...cela ressemble plus à une cellule unique.''

Que la Terre soit une cellule, un organisme ou un super-organisme est surtout une affaire de sémantique, et un sujet que je laisserai à des esprits plus philosophiques. L'important ici est l'hypothèse que la Terre agit en tant que système à part entière – système cohérent, auto-régulé, assemblage de forces physiques, chimiques, géologiques et biologiques qui interagissent pour maintenir l'ensemble équilibré entre l'apport d'énergie venant du soleil et le renvoi d'énergie chaude dans l'espace.

Dans sa configuration la plus basique, la Terre agit pour réguler les flots d'énergie et recycler des matériaux. L'apport d'énergie par le soleil se fait à un rythme constant et est en pratique illimité. Cette énergie est capturée par la Terre en tant que chaleur ou processus de photosynthèse, et repart dans l'espace sous forme de rayons à grandes ondes. D'un autre côté, la masse terrestre, ses possessions matérielles, sont limitées (sauf par un apport occasionnel de masse par chute d'une météorites). Donc, l'énergie s'écoule d'une part vers la Terre (soleil vers Terre vers espace), pendant que la matière se recycle à l'intérieur de la Terre.

L'idée d'une Terre agissant en tant que système à part entière mis en avant dans l'hypothèse Gaïa a occasionné une nouvelle prise de conscience d'une connexion de toutes les choses sur notre planète et d'un impact de l'homme sur les processus globaux. Il n'est plus possible de penser en composants séparés ou en parties de Terre distinctes. Il est impossible de penser à des actions humaines sur une partie de la planète comme indépendantes. Tout ce qui se passe sur la planète – la déforestation/reforestation, l'augmentation/diminution des émissions de dioxyde de carbone, la culture ou la mise en jachère de terres agricoles – tout a un effet sur notre planète. L'élément le plus difficile de cette idée est la manière de qualifier ces effets, c'est à dire déterminer si ces effets sont positifs ou négatifs. Si la Terre s'auto-régule vraiment, elle s'ajustera alors aux impacts humains. Pourtant, comme nous allons le voir, ces ajustements peuvent jouer pour exclure l'homme, tout comme l'introduction d'oxygène dans l'atmosphère par des bactéries de la photosynthèse ont agi pour exclure les bactéries anaérobiques. C'est le point crucial de l'hypothèse Gaïa.

Comment fonctionne Gaïa ?

James Lovelock, en collaboration avec un autre scientifique éminent, le microbiologiste Lynn Margulis, a d'abord expliqué l'hypothèse Gaïa comme suit :

''La vie, ou biosphère, régule ou maintient le climat et la composition de l'atmosphère pour son propre optimum.''
L'idée inhérente à cette explication est que la biosphère, l'atmosphère, la lithosphère et l'hydrosphère sont dans une sorte d'équilibre – afin de maintenir une situation d'homéostasie. Cette homéostasie ressemble beaucoup au maintien interne de nos propres corps ; des processus internes de notre corps assurent une température constante, un pH sanguin, un équilibre électrochimique, etc. Les mécanismes internes de Gaïa peuvent donc être vus comme l'étude de la physiologie de la Terre, où océans et fleuves sont le sang de la Terre, l'atmosphère ses poumons, la terre ses os et les organismes vivants ses sens. Lovelock nomme ceci science de géophysiologie – physiologie de la Terre (ou de toute autre planète).

Vu sous cet angle, on peut faire certaines prévisions et expériences pour réfuter ou donner une preuve de l'hypothèse Gaïa. En fait, ce fut la recherche de vie sur Mars qui a conduit aux premières idées de Lovelock sur l'existence de Gaïa. En tant que membre d'une équipe de la NASA formée en 1965 pour la recherche de vie sur d'autres planètes, on demanda à Lovelock de proposer des hypothèses qui démontreraient si la vie a existé ou non sur la planète. L'une de ces hypothèses était l'idée que les gaz de l'atmosphère d'une planète ''morte'' seraient en équilibre chimique, c'est à dire que toutes les réactions chimiques qui auraient pu se faire se soient réellement déroulées et que les gaz de l'atmosphère soient relativement inertes. D'un autre côté, si la vie existait sur la planète, les gaz de l'atmosphère ne seraient pas en équilibre et des réactions chimiques se produiraient activement.

En étudiant la composition gazeuse de Mars et Vénus, ils ont vu que l'atmosphère était largement composée de dioxyde de carbone généralement non réactif. Selon leurs hypothèses, ces deux planètes seraient mortes. En regardant la Terre, ils ont vu que l'atmosphère était un mélange inhabituel et instable de nombreux gaz. Donc on s'attendait à ce que la vie soit présente sur Terre (ce que nous savons tous être vrai).

Tout en n'étant peut-être pas si spectaculaire, cet exemple devrait vous donner une idée de la manière dont fonctionne la science et comment est née l'hypothèse Gaïa. Le fait que la composition gazeuse de la Terre ne soit pas en équilibre chimique, apparaissant pourtant comme devant être maintenue en état stable, a suggéré une quelconque forme de régulation planétaire. Lovelock suggérait au début que c'était la vie elle-même qui maintenait la composition de l'atmosphère, mais il a élargi le concept pour inclure la totalité du système, climat, roches, air et océans comme procédé d'auto-régulation.

Pour comprendre comment la Terre pourrait vivre, jetons un œil sur la définition de la vie. Les physiciens définissent la vie comme un système d'entropie localement réduit (la vie est une bataille contre l'entropie). Les biologistes moléculaires voient la vie comme une réplication des brins d'ADN qui sont en compétition pour la survie et évoluent pour optimiser leur survie dans des environnements changeants. Les physiologistes verraient la vie comme un système biochimique nous rendant capable d'utiliser l'énergie de sources extérieures afin de croître et nous reproduire. Selon Lovelock, les géophysiologues voient la vie comme un système ouvert au flux de la matière et de l'énergie mais qui maintient une création continue interne.

Une bonne analogie proposée pour comprendre Gaïa est le séquoia géant de Californie. Ces arbres établis le long de la côte nord de Californie peuvent mesurer jusqu'à 90 mètres de haut et peser près de 2000 tonnes. Certains ont plus de 3000 ans.

Les séquoias ressemblent à Gaïa parce que 97 % de leurs tissus sont morts. Le bois du tronc et l'écorce sont morts. Seule une petite bordure de cellules le long de la périphérie du tronc est vivante. Le tronc de l'arbre ressemble à la lithosphère terrestre avec une fine couche d'organismes vivants qui parsèment sa surface. L'écorce, comme l'atmosphère, protège les tissus vivants, et permet un échange de gaz importants sur le plan biologique, comme le dioxyde de carbone et l'oxygène.

Cela ne fait aucun doute pour moi que le séquoia est une entité vivante. Appelleriez-vous séquoia uniquement la couche extérieure et le reste du bois mort ?

C'est également vrai pour Gaïa. Alors qu'il semblerait qu'une bonne partie de la Terre est ''non-vivante'', le fait que toutes ces parties non-vivantes sont impliqués dans une certaine mesure dans les processus de vie suggère que la Terre toute entière est en vie, juste comme un séquoia.

Pour mieux comprendre comment la Terre fonctionne au plan physiologique, regardons un exemple qui a été récemment proposé comme preuve de Gaïa. Comparons les mécanismes de régulation de la température de notre corps et sur Terre.

Chacun de nous sait que la température de notre corps est conservée très proche de 37°C. Le maintien de cette température corporelle est le résultat de réactions entre le cerveau et les divers organes et systèmes du corps. Notre corps a développé différentes réponses pour augmenter ou diminuer la température interne. S'il fait trop froid, notre corps produit de la chaleur par des frissons ; s'il fait trop chaud, notre corps transpire et nous rafraîchit par l'évaporation. Bien sûr, les humains ont étendu leur capacité de survie dans les températures extrêmes en inventant les vêtements qui isolent, réchauffent et même refroidissent notre corps. De tels vêtements ont permis aux humains d'explorer les eaux les plus froides des océans polaires ou les plus chaudes régions désertiques du monde.

Sur terre, la température est régulée de manière similaire quoique plus compliquée. Nous allons examiner, plus en détails, comment le soleil réchauffe la Terre dans un autre cours, mais pour lors nous pouvons améliorer notre compréhension en ne considérant que les effets de l'« albédo » terrestre. « L'albédo » fait référence à la couleur d'une planète et à sa capacité à absorber ou réfléchir la lumière. La plupart d'entre vous a certainement ressenti la différence de température émanant d'une route recouverte de bitume noir et d'un trottoir blanc; la régulation de la température terrestre fonctionne à peu près de cette façon.
• Les zones sombres telles que les montagnes en été, les forêts ou même les océans, ont tendance à absorber l'énergie calorifique du soleil.
• Les zones claires telles que les déserts, les régions recouvertes de nuages, ou les calottes glaciaires des pôles, ont tendance à réfléchir l'énergie solaire.

Comme vous pouvez l'imaginer, l'albédo de la Terre n'est pas constant. Quels types de changements se produisant à la surface de la planète pourraient affecter l'albédo terrestre ?

La suite demain. 


SOURCE

Traduit par Eyael et Hélios 

8 commentaires:

  1. Dans un article de nexus il y a un an (ou deux?) ils parlaient de la terre qui grossirait et que les continent se séparé (plutot que de deriver) sous l'effet des plaques techtonique s'agrandissant, et ça aussi ça ressemble au séquoia qui grandit (avec son ecorce qui suit)...

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  2. Ce qui est dit à propos des séquoïoas est vrai pour tous les arbres et on doit ajouter, des connaissances que Lovelock ignorait à l'époque de sa théorie, qu'un arbre comme toute autre plante est totalement dépendant de sa rhizosphère composée pour l'essentiel de mycorhizes.
    Ces mycorhizes font un réseau très semblable aux neurones, communiquent entre eux et s'étalent sur des km...
    Certains n'hésitent pas à faire un rapprochement entre cette couche de champignons qui couvre la planète et est relié à tout végétal et un réseau neural d'un organisme dit "évolué".
    Mais hélas, ce qui n'a rien à voir avec le sujet, J. Lovelock s'est vendu au système néolibéral, il est devenu négationniste climatosceptique et ami de M. Thatcher ( non, je déconne ).

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  3. Magnifique notre chère Gaia nous étonnera tous les jours ,ça fait plaisir cette bonne lecture,nous rajeunissons Un grand Merci Jacqueline

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  4. http://ma-planete.com/videos/id_195472/title_Hymne-A-La-Terre-5/

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  5. http://www.choix-realite.org/6499/mother-earth

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  6. http://nemesistv.info/video/BM1WYO1XRX86/comment-faire-pousser-une-planete-le-pouvoir-des-fleurs#

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  7. C'est cadeau !!!
    http://www.2012un-nouveau-paradigme.com/article-la-terre-est-si-petite-mais-si-belle-116473153-comments.html#anchorComment

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  8. http://www.humanosphere.info/2015/06/le-chant-de-la-fleur-uniquement-pour-ceux-qui-aiment-la-terre/

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