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La última mitad de este siglo fue testigo de saltos increíbles en nuestra comprensión del planeta tierra. Más allá de los logros tecnológicos, en éstas décadas se ha producido un cuerpo sustancial de evidencias que apoyan una hipótesis revolucionaria, planteada inicialmente por Alfred Wegener a principio de 1.900, que afirma que los continentes se mueven alrededor del planeta, como cubos de hielo en un cristal...
Otro ejemplo de esta hipótesis revolucionaria se inicia por un químico atmosférico a finales de los 70s, conocida como la hipótesis de Gaia, la cual indica que la tierra está viva. Aunque muchos la aceptan como un alma, artística o espiritual, la misma hipótesis fue desestimada por algunos científicos. No obstante, décadas más tarde, la hipótesis de Gaia sigue presente.
La hipótesis de Gaia tiene un innegable e inequívoco impacto sobre cómo pensamos acerca de nuestro planeta, cómo vemos los procesos que crean nuestra atmósfera y clima y océanos e incluso las montañas.
Es fascinante: A continuación se describe una de las hipótesis científicas más polémicas de nuestro tiempo, la hipótesis de Gaia.
¿Qué es Gaia?
La hipótesis de Gaia propone que nuestro planeta funciona como un solo organismo que mantiene las condiciones necesarias para su supervivencia. Formulado por James Lovelock a mediados de los sesenta, esta polémica idea ha generado otras interesantes y nuevas investigaciones. Mientras que esta hipótesis se verifica por sí misma, proporciona muchas lecciones útiles sobre la interacción de procesos físicos, químicos, geológicos, y biológicos que se producen en la tierra.
A través de la historia, el concepto de la Madre Tierra ha sido parte de la cultura humana en una u otra forma.. Todos hemos oído hablar de la Madre Tierra, pero nos hemos puesto a pensar quiénes (o qué) es la Madre Tierra? Consideremos estas explicaciones.
El nombre que dan los Hopi a la Madre Tierra es Tapuat (madre y niño), simbolizado por una formación de círculos o cuadrados concéntricos. Estas formas simbolizan el ciclo de la vida, el renacimiento del espíritu, su trayectoria terrenal, y, posiblemente, su vuelta al dominio espiritual. Las líneas y los pasos dentro del "laberinto" representan el plan universal del Creador y la trayectoria que el hombre debe seguir para encontrar la iluminación.
Una definición más imponente de la Madre Tierra es la que la compara con la diosa hindú Kali. http://www.temakel.com/gdkali.htm Ella es la energía cósmica, representando todo lo bueno y todo lo malo en el Universo, combinando la energía absoluta de la destrucción con el precioso regalo maternal de la creación. Se dice que Kali crea, preserva, destruye. También conocida como La Negra, su nombre significa "transbordador a través del océano de la existencia."
Los antiguos Griegos llamaron a su diosa de la Tierra, GE o Gaia. Gaia incorpora la idea de la Madre Tierra, de la fuente de la vida y de las entidades no-vivas que activan la tierra. Como Kali, Gaia era apacible, femenina y nutriente, pero también despiadadamente cruel con cualesquiera que la desafiara. Observemos que el prefijo "GE" se encuentra en las palabras geología y geografía, tomado de la raíz griega de la palabra tierra.
James Lovelock va mucho más allá con esta idea de la Madre Tierra y le ha dado un viraje a la ciencia moderna. (es nuestra Madre Tierra moderna una "hipótesis" refinada de los antiguos mitos de la Madre Tierra?). Lovelock define Gaia "como entidad compleja que implica la biosfera, la atmósfera, los océanos, y el suelo de la tierra; la totalidad que constituye una regeneración o un sistema cibernético que busca un ambiente físico y químico óptimo para la vida en este planeta." Como Gaia, la tierra sostiene una especie de homeostasis, un mantenimiento de condiciones relativamente constantes.
El componente clave de la concepción de la hipótesis de Gaia es la idea de que la tierra es una sola entidad viva. Ciertamente, esta idea no es nueva. James Hutton, el padre de la geología, describió una vez a la tierra como una especie de superorganismo. Y como Lovelock, Lewis Thomas, doctor médico y escritor experto, resumió estas palabras en su famosa colección de ensayos, “las vidas de una célula”:
“Vista desde la distancia de la luna, lo asombroso de la tierra, es ver cómo respira, como si estuviera viva. Las fotografías nos muestran la superficie seca y golpeada de la luna en primer plano, como un viejo hueso. A lo alto, flotando libremente bajo la bruma, destellando, la imagen de un cielo azul brillante, es la tierra que se levanta, la única cosa exuberante en esta parte del cosmos. Si miramos por cierto tiempo, veríamos el remolinar a la deriva de las grandes nubes blancas, cubriendo y destapando las masas semi-ocultas de la tierra. Si nos quedaramos observando detenidamente tratando de detallar su geografía, podríamos ver a los continentes mismos en movimiento, como navegando en sus placas corticales, sostenidas a flote por un fuego interno. Es una espectacular vista de una tierra organizada, autónoma, de una criatura viva, llena de información, maravillosamente experta en la manipulación del sol.”
Thomas va incluso mucho más allá cuando escribe: "he estado intentando pensar en la tierra como una clase de organismo, pero eso no va... es más que una simple célula."
Si la tierra es una célula, un organismo, o un superorganismo, es mayormente una cuestión de semántica. El punto dominante aquí es la hipótesis de que la tierra actúa como un solo sistema: Es un coherente, auto-regulado engranaje de fuerzas físicas, químicas, geológicas, y biológicas interactivas que mantienen un equilibrio perfecto unificado, entre la entrada de la energía solar y su filtrado termal de la energía en espacio.
En su configuración más básica, la tierra actúa para regular los flujos de energía y reciclaje de la materia. La entrada de la energía solar es un ciclo constante y para todos los propósitos prácticos, es ilimitado. Esta energía es capturada por la tierra como calor a traves de procesos fotosintéticos, y devuelta al espacio como una gran ola de radiación. Por otra parte, la masa de la tierra, sus posesiones materiales, es limitada. Así que, mientras la energía atraviesa la tierra (del sol a la tierra y finalmente al espacio), la materia como tal completa un ciclo dentro de la tierra.
La hipótesis de Gaia, ha estimulado la aceptación de la conexión de todas las cosas en nuestro planeta y el impacto que el hombre tiene en los procesos globales. No podemos pensar más en los componentes o partes separadas de la tierra, como distintas. No Podemos pensar más en que las acciones del hombre en una parte de la tierra son un hecho aislado o independiente. Todo lo que sucede en ella sucede -la deforestación/reforestación de árboles, el incremento/decrecimiento de emisiones del bióxido de carbono- todo tiene un efecto en nuestro planeta.
Lo más difícil de esta idea es cómo calificar estos efectos, es decir determinar si estos efectos son positivos o negativos. Si la tierra es de hecho autorreguladora, entonces ajustará los impactos producidos por el hombre. Por tanto, como veremos, estos ajustes pueden actuar para excluir al hombre, tal como la introducción del oxígeno en la atmósfera por las bacterias fotosintéticas que actúan para excluir bacterias anaerobias. Éste es el quid de la hipótesis de Gaia.
¿Cómo funciona Gaia?
James Lovelock, en colaboración con otro eminente científico, el microbiólogo Lynn Margulis, primero explicó la hipótesis de Gaia como tal: la "vida, o la biosfera, regula y mantiene el clima y si composición atmosférica en un grado óptimo para sí misma." Inherente en esta explicación es la idea de que la biosfera, la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera están en un cierto tipo de balance, manteniendo una condición homeostática. Esta homeostasis es similar al mantenimiento interno de nuestros propios cuerpos; que aseguran una temperatura constante, el pH sanguíneo, el equilibrio electroquímico, etc. Los funcionamientos internos de Gaia, por tanto, se pueden ver la fisiología de la tierra, donde la sangre es los océanos y los ríos de la tierra, la atmósfera son sus pulmones, las piedras y las tierras son los huesos de la tierra, y los organismos vivos son sus sentidos. Lovelock llama a esto la fisiología de la tierra (o de cualquier otro planeta).
Visto desde este ángulo, hay ciertas premisas y experimentos que se pueden realizar para refutar o para apoyar la hipótesis de Gaia. De hecho, fue la búsqueda de vida en Marte lo que condujo las ideas iniciales de Lovelock sobre la existencia de Gaia. Como parte de la NASA, se formó un equipo en 1965 para buscar vida en otros planetas, por lo que Lovelock fue requerido para proponer las hipótesis que demostrarían si hubo vida o no en un planeta. Una de estas hipótesis es que los gases de una atmósfera en un planeta "muerto" estarían en equilibrio químico, es decir, todas las reacciones químicas posibles que pudieran suceder, habrían sucedido ya, y los gases de la atmósfera estarían relativamente inertes. Por otra parte, si existiera vida en dicho planeta, los gases en su atmósfera no estarían en equilibrio, y las reacciones químicas estarían ocurriendo activamente.
Cuando observaron la composición gaseosa de Marte y de Venus, vieron que la atmósfera estaba compuesta en gran parte de bióxido de carbono, generalmente un gas no reactivo. Según su hipótesis, estos dos planetas estarían muertos. Sin embargo, cuando observaron la tierra, vieron que su atmósfera era una mezcla inusual e inestable de muchos gases. Así, se deduce por consiguiente que la vida está presente en la tierra, como de hecho lo está.
Aún cuando quizás este ejemplo no sea tan dramático, debe sugerir una cierta idea de cómo trabaja la ciencia y de cómo la hipótesis de Gaia cobró fuerza. El hecho de que la composición gaseosa de la tierra no tenía un equilibrio químico, con toda y su apariencia de mantenerse en un estado constante, sugirió una cierta forma de autoregulación planetaria de la atmósfera del planeta. Lovelock sugirió inicialmente que la vida por sí misma mantiene la composición de la atmósfera, pero ha ampliado el concepto para incluir el sistema integral del clima, de las rocas, del aire, y de los océanos como proceso autorregulador.
Para entender cómo pudo formarse la vida en la tierra, vamos a echar una ojeada sobre qué se define como vida. Los físicos definen vida como un sistema de entropía localmente reducida. Los biólogos moleculares definen vida como un repliegue de los filamentos de la DNA que compiten por desarrollarse y optimizar su supervivencia en un torbellino cambiante. Los fisiólogos ven la vida como un sistema bioquímico capaz de utilizar energía de fuentes externas para crecer y reproducirse. Según Lovelock, el geofísico ve vida mientras exista un sistema abierto al flujo de la materia y de la energía, pero que mantiene un estado estacionario interno.
Una analogía útil que se ha propuesto para entender a Gaia es el árbol de la secoya gigante, de California. http://www.infor.cl/webinfor/pw-secoya/paginas/historia.htm Estos árboles crecen en grandes arboledas a lo largo de la costa norteña de California; pueden ser tan altos hasta los 300 pies y pesar unas 2000 toneladas. Algunos de ellos tienen más de 3000 años de vida.
La Secoya es como Gaia porque el 97% de sus tejidos finos está muerto. La madera del tronco y de la corteza está muerta. Solamente un borde pequeño de células a lo largo de la periferia del tronco está vivo. El tronco del árbol es similar a la litosfera de la tierra con una capa delgada de organismos vivos separados a través de su superficie. La corteza, como la atmósfera, protege los tejidos vivos, y permite un intercambio biológico de gases importantes, tales como el bióxido de carbono y el oxígeno.
Igual es Gaia. Mientras gran parte de la tierra se puede considerar "no-viva", el hecho de que éstas partes no-vivas estén implicados en cierto grado en procesos vivos, sugiere que la tierra toda esté viva, tal como el árbol de la secoya.
Para entender mejor cómo funciona la fisiología terrestre, observemos un ejemplo que se ha propuesto recientemente como evidencia de Gaia. Comparemos los mecanismos de regulación de la temperatura en nuestros cuerpos y los de la tierra.
Todos sabemos que las temperaturas de nuestro cuerpo se mantiene bastante cerca de los 98,6 grados F (37 grados C). El mantenimiento de esta temperatura es el resultado de regeneraciones entre el cerebro y varios órganos y sistemas del cuerpo. Nuestros cuerpos han desarrollado diversas respuestas a los aumentos o a las disminuciones de nuestra temperatura interna. Si es demasiado fría, nuestros cuerpos producen calor temblando; si es demasiado caliente, nuestros cuerpos sudan y alivian el calor con la evaporación. Por supuesto, los seres humanos han ampliado su capacidad de sobrevivir en temperaturas extremas inventando ropas que aislantes, abrigos, e incluso para refrescar nuestros cuerpos. Tales ropas han permitido que los seres humanos exploren las aguas más frías de los océanos polares o de las regiones más calientes de los desiertos del mundo.
La tierra regula la temperatura en forma similar, pero de una forma más complicada. Comprendemos mejor si consideramos los efectos del albedo de la tierra http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/albedo.sp.html El albedo se refiere al calor de un planeta y su capacidad de absorber o de reflejar la luz. La mayoría habrá experimentado probablemente la diferencia de temperatura entre una calle de asfalto (negro) y una acera de cemento (blanca); la regulación de temperatura de la tierra trabaja de la misma manera. Las áreas oscuras, tales como montañas en verano, bosques, o aún el océano, tienden absorber energía térmica del sol. Las áreas claras, tales como desiertos, las áreas nubladas, o los casquillos de hielo polares tienden a reflejar la energía del sol fuera de la tierra.
Al mismo tiempo, el albedo de la tierra no es constante. ¿Qué cambios lo afectan? Un recurso disponible para regular la temperatura global son las nubes. Mientras más nubes, más luz solar se refleja fuera de la tierra, refrescándose. Si hay menos nubes, más luz solar alcanza la superficie terrestre, calentándose. Entonces, surge la otra búsqueda: ¿Qué factores controlan la abundancia de nubes?
Hay muchos factores. La interacción de la atmósfera con el océano es un factor importante. Observando cómo se forma la niebla a lo largo de la costa a comienzos del verano nos dá una idea. Otros factores, tales como el vapor de la lluvia o los efectos de choques frontales de cambios del clima contribuyen a formar esta cubierta de nubes sobre el planeta. Dado que los océanos cubren dos tercios de la superficie de la tierra, no hay duda que si éstos contribuyen a la formación de nubes, ellas tendrán un impacto importante en la temperatura de la tierra.
Otra posibilidad interesantes para Gaia es que el fitoplancton puede controlar la temperatura de la tierra regulando la cantidad de cubierta de nubes sobre los océanos. ¡Imagine eso! ¡El fitoplancton, las llamadas plantas minúsculas en el mar, tienen en sus manos el termostato de la tierra! Cuando el sol brilla intensamente, el fitoplancton crece rápidamente (son plantas, recuerdan?). Después de un tiempo, el aumento de nubes baja la temperatura de la tierra, pero también bloquea la luz del sol que llega al fitoplancton. Consecuentemente, transfiriendo productos químicos, el fitoplancton crece más lentamente, se forman menos nubes, y sube la temperatura de la tierra. El ciclo continúa repitiéndose de una manera autorreguladora y equilibrada.
Aunque aún es necesaria mucha más investigación al respecto, hay una cierta evidencia de que el fitoplancton podría controlar la formación de nubes y de la temperatura de la tierra hasta un cierto grado. Sin importar si este mecanismo lleva el control del tiempo, nos dá lugar a pensar en cómo los organismos vivos y la tierra en sí mismos pueden obrar recíprocamente uno con otro. Esto debe hacer que nos sentemos a preguntamos cómo se desarrolló tal mecanismo. ¡Pero seguro, la idea de que la tierra toda - la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera, y la biosfera - trabajan unidas en forma armoniosa, en un gran diseño intelectual, filosófico, y poético.... es suficiente !
¿Qué esperar de Gaia?
¿Si la tierra es de hecho un organismo vivo y la suma de sus procesos biológicos, geológicos, químicos, e hidrológicos actuando en concierto, qué podemos entonces esperar de tal organismo? ¿Y cómo actuará?
Hemos mencionado ya el mantenimiento de las condiciones del desequilibrio en la atmósfera como una característica del planeta Gaia. También observamos cómo los organismos, tales como fitoplancton pueden transferir productos químicos en la atmósfera, completando un ciclo de elementos dentro del planeta.
Por su misma naturaleza, los ciclos biogeoquímicos son mecanismos que van transformando los elementos de la tierra y llevados (en el sentido físico) alrededor de ella. Debido a que la masa de la tierra (y sus elementos materiales) son fijos, la tierra debe reciclarlos para tenerlos así disponibles para otros procesos. Si no, todo el sistema funcionaría lento y la tierra sería tal como la luna.
Los ciclos biogeoquímicos más comunes son el ciclo del carbón, el ciclo de nitrógeno, y el ciclo del sulfuro. Los organismos vivos son una parte vital de estos ciclos. Las enormes masas de materia son consumidas, transformadas, transportadas, y recicladas por las acciones de los organismos vivos. De hecho, el depósito de sedimentos en las aguas bajas es el responsable de la elevación de las orillas costeras.
Estos procesos planetarios ayudan a dar crédito a la hipótesis de Gaia, pero no prueban su existencia. Si, después de varias décadas, un gran cúmulo de evidencias apoya la hipótesis de que nuestro planeta es un organismo vivo, autorregulador, entonces la Hipótesis de Gaia se podría elevar a una Teoría, como la teoría de la gravedad. Hasta entonces, Gaia es una idea que estimula nuestro pensamiento y genera la investigación científica que nos ayuda a entender mejor nuestro planeta y cómo funciona.
Como una última perspectiva sobre qué podemos esperar de Gaia, quisiera ofrecer una idea personal. Una de las críticas más grandes contra la idea que Gaia es un organismo "vivo" es la inhabilidad del planeta para reproducirse. Ciertamente una de las características claves de los organismos vivos es su capacidad de replegarse y pasar activa su información genética a las generaciones exitosamente. ¿En el caso de Gaia, esto no parece ser verdad, o sí?
Quisiera proponer que el hombre mismo sea el medio por el cual Gaia se reproducirá. Sirvió a la exploración del espacio, su interés en la colonización de otros planetas, y el gran cúmulo de literatura que describe la formación de la tierra, es una fuerte evidencia sobre la idea de que Gaia está planeando reproducirse. ¡Ésta es de hecho, la energía de Gaia, y es una de las razones más fascinantes y más completas para considerar su existencia!
Finalmente, más allá de la importancia científica de lo discutido aquí, puede ser que hagamos bien considerar algunos de los pensamientos más poéticos de la teoría del autor. En el final del capítulo 1 en su primer libro, Lovelock escribe:
"El que si Gaia existe, la relación entre ella y el hombre, una especie animal dominante en un sistema complejo de vida, y la posibilidad de intercambiar poder entre ellos, son preguntas de obvia importancia..... La hipótesis Gaia es para aquellos a quienes les gusta avanzar, caminar o simplemente detenerse y mirar fijamente, lo maravilloso de la tierra y la vida en ella, y también para especular sobre las consecuencia de nuestra propia presencia aquí. Es ésta una alternativa a esa visión pesimista que considera a la naturaleza como una fuerza primitiva que somete y conquista. Es también un alternativa a ese cuadro igualmente depresivo de nuestro planeta que la toma como una demente nave espacial, viajando por siempre, sin rumbo y sin objetivo, alrededor de un círculo interno del sol."
Las muchas caras de Gaia
Uno de las derivados más interesantes de la hipótesis de Gaia ha sido su transformación a partir de una única hipótesis a una hipótesis múltiple. Esto no es raro en un trabajo científico y representa generalmente un sano y activo uso del método científico. Esta divergencia de opiniones se presenta como el resultado de intercambio de opiniones científicas, en cuanto a qué grupo de evidencias apoya o no.
Nadie podría discutir ciertamente la evidencia de los cambios dramáticos en la atmósfera inicial de la tierra como resultado de la evolución de organismos fotosintéticos hace aproximadamente 3,5 mil millones años. El holocausto del oxígeno resultante, estableció las concentraciones actuales desde hace cerca de 2,5 mil millones años, cambiando radicalmente procesos físicos, geológicos, químicos y biológicos en nuestro planeta.
La idea que los procesos planetarios influyen en el proceso de vida, ha sido tomada como una hipótesis débil de Gaia. De hecho, es probablemente lo que más estimula una investigación continuada sobre Gaia. Incluso los científicos más conservadores convienen en esa investigación. Gran parte de la investigación sobre el clima hoy día se basa, en cierto grado, en esta idea.
Sin entrar en más detalles, es esto suficiente para saber que estas discusiones son válidas. Las hipótesis fuertes de Gaia indican que la vida crea condiciones en la tierra para satisfacerse. La vida creó al planeta tierra, y no al contrario. Pues si exploramos la Sistema Solar más allá de las galaxias, es posible que un día podamos diseñar un experimento para probar si la vida manipula de hecho los procesos planetarios para sus propios propósitos o si es solamente un cúmulo de procesos evolutivos que ocurren en respuesta a los cambios en los mundos no-vivos.
http://www.oceansonline.com/gaiaho.htm
Traducido y adpatado por
minerva morffe <
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