Environnement (archives)

L’hypothèse de Gaïa


flickr, moonjazz

Source: flickr, moonjazz

Cette photo est intéressante, car elle montre les 4 composantes de la planète Terre. En avant, la géosphère (les sols); cachée plus loin, une rivière représente l’hydrosphère; les nuages et le ciel représentent l’atmosphère et les plantes, en plein centre de l’image, sont une interprétation de la biosphère.

L’hypothèse de Gaïa a cela de particulier qu’elle réunit ces composantes en une seule entité. De façon un peu complexe, je pourrais résumer cette hypothèse en une phrase: les composantes de la Terre composent un système complexe ayant pour but de garder un état d’homéosthase* ou homéorhésie*. À ce niveau, la Terre agirait un peu à la manière d’un organisme vivant, sans en être un (il lui manque plusieurs caractéristiques). Cette « entité » a donc été baptisée Gaïa (déesse grecque de la Terre), afin de lui donner un nom et une vocation plus poéthique. Elle tenterait de s’auto-réguler par de complexes procédés chimiques, biochimiques, physiques et biologiques. Notons que Gaïa est une hypothèse, mais que de plus en plus d’indices semblent prouver que dans plusieurs conditions, elle s’avère vraie (certaines études poussées ont aussi émis beaucoup de doutes face à l’hypothèse).

Un des facteurs importants et controversés dans l’hypothèse de Gaïa est la présence de la biosphère, comme l’un des facteurs importants de cette recherche de stabilité. James Lovelock, un scientifique indépendant ayant travaillé à plusieurs reprises comme consultant pour la NASA, est le principal auteur de l’hypothèse moderne de Gaïa, qui est née dans les années ’60. Ridiculisée par la communauté scientifique environnementale, elle a commencé à être traitée avec beaucoup de sérieux vers la fin des années ’80 et est maintenant un sujet qui a été l’élément de plusieurs colloques scientifiques très sérieux. L’importance de la biosphère serait, selon ce qui est avancé, que la Vie essaie de maintenir les conditions nécessaires à son existnce, et qu’elle tendrait donc à créer cet état d’homéorhésie ou d’homéosthase.

L’hypothèse de Gaïa est devenue, de nos jours, si globalement acceptée dans la communauté scientifique que l’un des segments d’ouverture de la Amsterdam Declaration on Global Change (2001) s’ouvrait ainsi:

The Earth System behaves as a single, self-regulating system comprised of physical, chemical, biological and human components.

Cette déclaration a été signée par 4 organismes de climatologie avec une réputation internationale. Dans cet appel, les organismes tentent aussi d’avertir la population quant à l’irrévocabilité des changements anthropogéniques (de source humaine) sur l’atmosphère et les autres composantes de la Terre.

Afin de prouver la validité du rôle de la biosphère dans les changements climatologiques, James Lovelock a créé, en 1981 et avec l’aide de collègues, le modèle de simulation Daisyworld. Cette simulation tenait compte d’une planète fictive avec des pâquerettes, et dont les radiations reçues par l’étoile autour de laquelle elle gravitait augmentaient avec le temps. La planète était composée de pâquerettes noires et de pâquerettes blanches, ce qui change l’albedo** de la géosphère, ainsi que plusieurs propriétés (le cycle de l’eau, la désertification et d’autres facteurs). Les résultats montraient que la Terre et les espèces en question (dans ce cas, les pâquerettes) évoluaient ensemble. Le modèle était stable, insensible aux conditions initiales (nombre de pâquerettes au départ) et résistait aux perturbations (changement soudain dans les radiations solaires). Voilà un graphique relativement simple d’une simulation de Daisyworld.

Ce que l’on voit de ce modèle, c’est qu’avec le changement dans la population de pâquerettes (qui reste relativement stable), la température ne change pas avec la luminosité solaire (ou très peu, passant entre 19 et 25 degrés Celsius). Si l’albedo de la Terre ne changeait pas et qu’il n’y avait que des terres stériles, la température serait passée de 4 à 65 degrés Celsius. On voit aussi qu’à une luminosité précise (vers 1.6), la vie cesse presque totalement de survivre et l’on constate une chutte drastique des pâquerettes. La vie est capable de soutenir des stress jusqu’à un point précis uniquement.

Daisyworld répondait aussi à une interrogation de Lovelock, qui a fait remarquer que dans l’histoire de la Terre comme « planète vivante » (ayant des êtres vivants complexes), la luminosité solaire a augmenté de 30% (facteur 1.3). Par contre, dans cette même période de temps, les températures ont toujours oscillé entre 11 et 16 degrés Celsius en moyenne. Malgré une augmentation drastique de la luminosité, cela a donc incombé très peu de changements sur Terre. Cet écart de température est similaire à celui du corps humain, dont la température moyenne varie entre 35 et 40 degrés (alors que la température de ses extrémités varie de 5 à 45 degrés).

*homéosthase: qui tend vers la stabilité

*homéorhésie: capacité à évoluer dans la même direction, malgré des périodes d’instabilité successives

**albedo: capacité d’une surface à absorber les rayons lumineux. Lorsque les rayons frappent le sol, une partie de ceux-ci sont réfléchis et l’autre partie est absorbée par la végétation et les organismes au sol. L’albedo est une propriété qui varie selon la couleur du sol, ses propriétés physiques et chimiques.

4 réflexions sur “L’hypothèse de Gaïa

  1. Salut, et bravo pour cet excellent billet. Reste à savoir si Gaia voudra bien nous aider à assurer sa survie (et la nôtre) ou si elle se débarrassera de nous, comme un virus impertinent.

  2. Je ne crois pas que la race humaine va débarasser le plancher. Je pense que la prise de conscience se fait rapidement pour l’être humain, mais qu’il lui a fallu beaucoup de temps avant de remarquer le tort qu’il causait. C’est vrai que le boom de population et l’abus de la géosphère au cours des dernières décénies ont joué pour quelque chose.

  3. J’aimerais échanger autour d’un néologisme personnel de « eutropique » : tendance intrinsèque aux lois physiques (donc biologiques) vers une évolution de la complexité interactive…

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