Kritik zu „Gaias böse Schwester“

Ich hatte den folgenden Kommentar kürzlich per Leserbrief an die Redaktion der von mir sehr gern gelesenen Zeitschrift Spektrum der Wissenschaft geschrieben und dachte, dass er so ganz ungekürzt auch prima hier hin passt – Schon allein um nicht immer so schrecklich netzbezogen zu sein.😉

Der Essay „Gaias böse Schwester“, ist meiner Ansicht nach leider mehr eine Polemik. Mein Eindruck, die eigentliche (unerwähnte) Kritik des Autors an der Gaiatheorie, dass diese in jeder Form teleologisch sei, verstärkte sich auch durch Anmerkungen wie „All das will nicht zu dem anheimelnden Gaia-Bild passen“.

Auch in einem Essay wie diesem kann man erwarten, dass die Regelmechanismen von Gaia nicht nur durch Aneinanderreihung von Details unklar darstellt werden. Wenigstens hätte der Autor die Funktionsweise von Gaia anhand eines einfachen Modells anschaulich erläutern können, wie Lovelocks Daisyworld, welches einen durch das Leben in Gang gehaltenen Regelkreislauf des Wärmehaushalts eines Planeten bei veränderlicher Strahlungsleistung seines Sterns beschreibt. Die Zusammenfassung von Gaia auf Kernsätze muss daher wie Postulate einer quasireligiösen Theorie auf den Leser wirken. Dem gegenüber stellt der Autor die globalen Katastrophen der Erdgeschichte, welche er im Widerspruch zu Gaia sieht. So lässt sich leichtfertig argumentieren.

Auch halte ich seine Ansicht, dass die Erde ohne Leben eine kohlendioxidreiche Atmosphäre wie der Mars oder die Venus hätte, für schlichtweg falsch. Auf der Erde gab und gibt es neben einer dichten Atmosphäre große Mengen offenen Wassers. Der allergrößte Teil des früheren Kohlendioxids der Erdatmosphäre ist in Form von in Wasser gebildetem Kalk gebunden. Würde das Leben heute verschwinden gäbe es immer noch die Ozeane, welche Kohlendioxid (wenn auch nicht mehr ganz so effektiv wie mit Leben) binden würden. Die Erde würde ohne Leben eine stickstoffreiche, sauerstoffarme Atmosphäre haben, deren Kohlendioxidanteil durch die Ozeane relativ niedrig gehalten wird. Auch die Venus dürfte am Beginn ihres gallopierenden Treibhauseffekts wenig Kohlendioxid in ihrer Atmosphäre gehabt haben. Vielmehr dürfte dieser durch einen zu hohen Wasserdampfanteil ausgelöst worden sein, als die Venus komplett in Wolken gehüllt war und eine Zunahme des Wasserdampfes die Albedo nicht mehr erhöhen und somit keine weitere Kühlung mehr erreichen konnte. Erst als die Ozeane der Venus verdampft waren konnte der vulkanische Kohlendioxid nicht mehr gebunden werden. Eine kohlendioxidreiche heiße Atmosphäre steht bei erdähnlichen Planeten also wohl erst ganz am Ende und nicht am Anfang eines gallopierenden Treibhauseffekts. Das heißt rudimentäre Gaiaregelkreisläufe können sogar vollkommen abiotisch ablaufen.

Vor allem in der Vergangenheit, aber auch noch heute sorgt das Leben durch einen geregelten Treibhauseffekt für eine mittlere optimale Temperatur. Dass ein einzelner Regelkreislauf durch einen Eingriff in seinen Mechanismus empfindlich gestört werden kann ist nicht weiter verwunderlich, genausowenig, dass der zeitweilige Ausfall eines einzelnen dominierenden Regelkreislaufs drastische Folgen haben kann. So geschehen bei der Sauerstoffrevolution mit dem Methanregler. Die methanerzeugenden Archaeen sind aber dennoch nicht von der Erde verschwunden. Zu ihrem heute nicht mehr dominanten aber immer noch funktionsfähigen Regler kamen weitere biogene Temperaturregler hinzug, wie die Landpflanzen, welche unter anderem die Albedo der Erde beeinflussen (außerdem hat sich die Sonneneinstrahlung erhöht, sodass es weniger Temperaturerhöhung bedarf). Umso mehr redundante gleichgerichtete Regelkreisläufe es gibt, umso stabiler reagiert das System auf Störung, ganz gleich welcher Art diese ist – dies kann natürlich auch eine biogene Störung sein. Es wäre doch viel merkwürdiger, wenn es überhaupt keine biogenen Störungen gegeben hätte. Dann würde Gaia doch noch viel teleologischer, ganz so als hätte das Leben einen ihm innewohnenden lenkenden Oberhirten. Gaia heißt nicht, dass es niemals Katastrophen gibt, sondern dass das Leben das Klima eines Planeten in der Summe (aber nicht auch stets in allen seinen Teilen) auf dem Leben zuträglichen Werten stabilisiert.

Wie stark dieser Stabilisierungseffekt ist, ist eine offene und wie ich finde auch spannende Frage, welche unmittelbar mit der Zukunft des Lebens auf der Erde in den nächsten 500 Millionen Jahren zusammenhängt. Ohne Zweifel wird es den gegenwärtigen natürlichen Treibhauseffekt durch die weiter erhöhte Sonneneinstrahlung dann nicht mehr brauchen – im Gegenteil die Erde muss gekühlt werden. Dies kann auf verschiedenen Wegen geschehen:

  • Zum einen abiotisch durch Reflektion an Wolken und Eis, wie auch schon heute, zum anderen durch erhöhte Reflektion durch Landpflanzen. Schon heute gibt es sehr helle bis fast weiße Pflanzen ganz unterschiedlichster Ordnungen an lichtdurchfluteten Standorten: Kakteen mit ihren dichten hellen Stacheln, Pappeln und Sanddorn durch silbrige Blätter, ebenso viele Gräser. Diese sind gegenüber dunkelgrünen stark absorbierenden Schattenpflanzen an diesen Standorten im Vorteil und derartige Standorte werden in erdgeschichtlicher Zukunft mehr werden. Die Farbe der Pflanzen der Zukunft wird weiß-grün sein.
  • Wenn schon Landpflanzen durch konvergente Evolution mehrfach auf denselben Trick kamen, wieso dann nicht auch Algen im Meer? Vielleicht geschieht das zuerst im Wattenmeer und in Seen, wo durch Trockenfallen Algen mit Verdunstung klarkommen müssen und weißere Algen somit länger feucht blieben. Das Meer der Zukunft hätte dann keine grüne Algenblüte mehr, sondern milchige Algenblüte und das Meer würde insgesamt mehr hellblau werden.
  • Aber noch ein ganz anderer Regler wäre über die Verringerung der Dichte der Atmosphäre und somit größere Transparenz (dank nachlassender Druckverbreiterung von Absorptionslinien) auch im die Temperatur der Erde bestimmenden Infrarot möglich (vgl.
    PNAS: Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere). Heute gibt es bereits Pflanzen, die sich auf schlechten Böden einen Standortvorteil durch Symbiose mit luftstickstoffbindenden Bakterien verschaffen. In Zukunft wird der Vulkanismus nachlassen, welcher fruchtbare Böden schafft und Gase in die Atmosphäre ausstößt. Stickstoffbindende Pflanzen werden also zunehmen und zudem wird das Inertgas Stickstoff wieder in den Boden zurückgeführt, was ohne Leben nicht möglich wäre.

All diese kühlenden Effekte könnten dann auch ausreichen einen Mindestanteil von 1 bis 40ppm Kohlendioxid auf heutige Atmosphärendichte (je nach Pflanzentyp die untere Grenze für Photosyntese) bezogen auch länger als 500 Millionen Jahren ohne gallopierenden Treibhauseffekt zu halten. Ich halte daher auch die derzeit in dieser Zeitschrift häufiger zu lesende Ansicht, dass das Leben in seiner Spätblüte sei und das heutige reiche Leben auf der Erde in 200 bis maximal 500 Millionen Jahren vorbei sei, für phantasielosen Defätismus, welchen ich mir auch zum Teil psychologisch als Ist-Sowieso-Egal-Antwort auf die in viel kürzeren Zeitspannen ablaufende drohende Selbstauslöschung der Menschheit in der aktuellen biogenen Katastrophe interpretiere.

Die wirklich entscheidende Frage in Sinne der Tauglichkeit der Gaiatheorie ist also nicht, ob Gaia immer fürsorgend ist, sondern wie widerstandsfähig Gaia gegen alle Arten von Störungen ist und ob wirklich und wenn ja wie sehr diese Widerstandsfähigkeit mit der Entwicklungszeit zunimmt. Eine Frage deren erster Teil sich vielleicht auch durch die spektrale Untersuchung von erdähnlichen Exoplaneten in den nächsten Jahrzehnten entscheiden lassen kann, selbst wenn man dabei nur vollkommen abiotische Gaias entdecken sollte.

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