Ooit heb ik in een zeer serieus boek (1) gelezen dat je het "Gaia" concept vaak in zeer zweverige middens ontmoet, maar dat het toch ook heel serieuze componenten bevat. En omdat er zoveel andere fascinerende dingen in dat boek staan was ik dat al snel weer helemaal vergeten. Nu lees in een serieus maar nogal licht boek over een model dat "Daisyworld" heet. Het was alweer maar een zeer vluchtige aanraking, maar om één of andere reden heb ik het even opgezocht op Wikipedia (3). En kijk, dat is allemaal best heel interessant!
We beginnen met een ster met een nogal normale levensloop, en dat wil zeggen dat ze gedurende haar leven een tijd almaar warmere straling uitzendt, en daarna weer afkoelt. Dus hangt de temperatuur aan het oppervlak van een planeet in de buurt van die ster heel rechtlijnig af van de leeftijd van die ster. Koud in het begin, geleidelijk warmer, en vanaf een bepaald punt in de tijd weer afkoelend.
Nu voegen we ook een simpele levensvorm toe. Er zijn twee soorten madeliefjes ("daisies"), licht en donker gekleurd, hierna met "wit" en "zwart" aangeduid. Waar leven is, is natuurlijke selectie (4), en dus gedijen of verdwijnen de twee soorten naargelang hoe hun eigenschappen functioneren in de omgeving, die op zijn beurt neerkomt op de temperatuur zoals bepaald door de ster.
De daisies hebben twee eigenschappen die reageren op de temperatuur (en dus op de leeftijd van de ster). Zwarte daisies gedijen bij lagere temperaturen dan witte daisies, en bovendien slorpen zij straling op, zodat ze een opwarmend effect hebben op het planeetoppervlak. Witte daisies gedijen bij hogere temperaturen maar zij weerkaatsen straling zodat zij een afkoelend effect hebben op de temperatuur.
Dus komen er in een eerste, koude fase zwarte daisies die met hun opslorpende eigenschap de (in dat levensstadium van de ster) natuurlijke stijging van de temperatuur nog accentueren, zodat er nog meer zwarte daisies bijkomen, zodat de temperaturen (etc) tot het punt waar het warm genoeg wordt om witte daisies te doen gedijen. Dat maakt per "evolutionaire caluculus" (5) dat er meer witte dan zwarte daisies komen. Alleen hebben de witte daisies dat afkoelend effect! Zomaar opeens hangt de oppervlaktetemperatuur niet langer rechtlijnig af van de leeftijd van de ster. Zomaar opeens hangt de temperatuur ook af van de verdeling van de daisies, terwijl de verdeling van de daisies afhangt van de termperatuur.
En niet langer kan je met simpele modellen simpele voorspellingen maken (een beetje analoog aan "als je geld bijdrukt leidt dat al snel tot inflatie").
Het probleem is natuurlijk niet dat het niet klopt wanneer je denkt dat de temperatuur afhangt van wat de ster doet. Het probleem is dat de termperatuur ook nog afhangt van heel andere factoren.
Al die dingen kan je nu gaan modelleren door voor verschillende scenario's getallen in te vullen: "bij zoveel temperatuur groeien de witte daisies met 2% en de zwarte met 3% per jaar": en reken nu maar eens uit hoe de populaties en de termperaturen evolueren met de tijd. En dan opnieuw met 4 en 5% etc.
In dit concreet geval bleek dat de bijdrage van de daisies aan de temperatuur leven (daisies, dus) toeliet over een bredere waaier aan temperatuurschommelingen dan er onder een lineair regime waarin alleen de ster de temperatuur bepaalt mogelijk is. Met andere woorden, zodra er maar iets aan zwarte daisies actief is kunnen er zwarte daisies leven als de ster te weinig straalt, omdat ze zelf voor extra warmte zorgen. En zodra er genoeg witte daisies zijn mag de ster gerust een pak teveel stralen, omdat de witte daisies zelf bijdragen aan het koel houden van de atmosfeer.
Dat is waar de serieuze varianten van "Gaia" over gaan. De biosfeer zelf, in een puur natuurlijk proces (niks zweverige toestanden) neemt zelf deel aan het creëren van de condities die de biosfeer mogelijk maken. Je ziet, neem ik aan, de deur naar het belang van "biodiversiteit" wagenwijd open staan? Maar met simpele, in de zin van mono-causale modellen zou je daar niet te snel opgekomen zijn.
------------------------------------------
(1) Smolin, the Life of the Cosmos
(2) Gleick, Chaos
(3) http://en.wikipedia.org/wiki/Daisyworld
(4) http://speelsmaarserieus.blogspot.be/2007/05/nogmaals-natuurlijke-selectie.html
(5) http://speelsmaarserieus.blogspot.be/2006/12/de-evolutionaire-calculus.html
Geen opmerkingen:
Een reactie posten