Megvédi-e az élet a Földet?

Az ember felöltözik vagy befűt, ha fázik, és levetkőzik, illetve hűvösebb helyre menekül, ha melege van. De mi a helyzet az élő bolygó egészével? - teszi fel kérdést Stephen Battersby szakíró a New Scientist legújabb számában. Képes-e a bioszféra úgy szabályozni a környezetet, hogy az megfelelő legyen számára, megakadályozva azt, hogy a bolygó megfagyjon vagy felforrjon?

A Gaia-elmélet

James Lovelock szerint igen. A kutató az 1960-as években a NASA megbízásából tanulmányozta a Marson lehetséges életet, és ezután dolgozta ki a földi egyensúlyra vonatkozó hipotézisét, a Gaia-elméletet. Eszerint a Föld egyetlen hatalmas élő organizmus, ahol az élő szervezetek összhangban működnek a nem biológiai folyamatokkal, s így szabályozzák környezetüket. Lovelock szerint az élet egyfajta planetáris termosztátként működik, de emellett fenntartja az óceánok szalinitását (sósságát) és más kémiai egyensúlyokat is.

James Lovelock Forrás: AFP/Jacques Demarthon

A klímakutatók azonban sosem fogadták el teljesen Lovelock elképzeléseit. Azt senki sem vitatja, hogy az élet számos tekintetben jelentősen befolyásolja az éghajlati rendszert. A növények hozzák létre az általunk is belélegzett, oxigénben gazdag és szén-dioxidban szegény levegőt. A fák óriási mennyiségű esővizet szívnak fel, amely egyébként visszaömlene az óceánokba. Ezt a vizet azután elpárologtatva juttatják vissza a levegőbe. Az Amazonas-medencében például a csapadék zöme magukból a fákból származik.

Sok más hatás is létezik. A felhőkben szaporodó baktériumok például segítik a felhőképződést. A tengeri planktontömeg elnyeli a nap sugárzását és felmelegíti a felszínt. A listát még hosszan lehetne folytatni, a kérdés azonban az, mennyire fontosak ezek a folyamatok. Vajon az élet teljesen kiszolgáltatott-e a külső hatásoknak, amilyen a napsugárzás, vagy képes bizonyos mértékig szabályozni a klímát?

Esőerdő Brazíliában Forrás: NASA/Chris Hadfield

Lovelock napjainkban is nyilvánvalónak tekinti Gaia létezését. "A földi légkör annyira kibillent a kémiai egyensúlyi helyzetéből, hogy a mindenkori stabilitásának fenntartásához nagyon hatékony szabályozó rendszerre van szükség" - mondja.

A Föld korábbi időszakaiban is voltak rendkívüli éghajlati kilengések, köztük néhány "hógolyó Föld" nevű állapot, amikor a bolygó nagy része eljegesedett, kis híján eltörölve az életet. Ilyenkor azonban jórészt geológiai folyamatok segítették helyreállítani évmilliók alatt az egyensúlyt. Az viszont elképzelhető, hogy rövid távon az élet is betölt szabályozó szerepet a bolygó klímájában, és segít csökkenteni a kilengéseket, illetve visszaállítani az egyensúlyt.

Felhők a magasból Chile partjainál Forrás: NASA/Chris Hadfield

Fehérebb felhők

1987-ben Lovelock és mások előálltak egy ilyen mechanizmussal. Kimutatták, hogy a tengeri algák egy dimetil-szulfid nevű gázt termelnek, amely a levegőben kénsavgőzzé tud alakulni, és kis részecskékbe, úgynevezett aeroszolokba tömörül. Ezek az aeroszolok közvetlenül (a napfény visszaverése által) és közvetve is hűtik a bolygót, úgy, hogy fehérebbé teszik a felhőket.

A felhőképződéshez nem elég az, hogy lehűl a nedves levegő. Addig nem képződnek és növekednek vízcseppek, amíg a levegőben nincsenek megfelelő részecskék vagy magok (úgynevezett kondenzációs magok), amelyekre a víz kicsapódhat. Ezeknek a magok legalább 100 nanométer átmérőjűeknek kell lenniük. A dimetil-szulfidból származó kénsav-aeroszolok éppen elérhetik ezt a méretet, tehát szerepelhetnek kondenzációs magokként.

A kutatók úgy okoskodtak, hogy amikor a hőmérséklet növekszik, az algák több dimetil-szulfidot termelnek, ennek következtében több felhőcsepp képződéséhez járulnak hozzá. Több csepp fehérebb felhőket jelent, amelyek több napfényt vernek vissza, így lehűl a levegő.

A további vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy az óceánok feletti felhők kondenzációs magjainak legalább 60 százalékát a sópermet alkotja, és a maradék zöme is szilárd szerves anyagokból tevődik össze, így a szulfátaeroszolok igen kis szerepet játszanak - ha játszanak egyáltalán - a felhőképződésben, és ebből következően a levegő hűtésében.

Fenyőerdő Észtországban Forrás: AFP/Focus Database

A fenyőerdők is izzadnak

Újabban azonban felvetődött egy növények által termelt másik vegyületcsoport éghajlat-szabályozó szerepe. Markku Kulmala, a Helsinki Egyetem kutatója és munkatársai a finnországi fenyőerdőket tanulmányozták. Kiderült, hogy a fenyők és sok más növény által kibocsátott illó vegyületek, az úgynevezett terpének oxidálódva szintén levegőt hűtő hatású aeroszolokat képeznek. A többéves vizsgálat folyamán a kutatók azt tapasztalták, hogy ahogy az éghajlat melegszik, úgy bocsátanak ki a növények egyre több illó anyagot, így növelve a hűtő hatást.

További kutatásokból kiderült, hogy a növények elsősorban saját hűtésükre bocsátják ki a terpéneket, és ennek "mellékhatása" a tágabb környezetük lehűtése. "Olyan az egész, mintha izzadással le tudnánk hűteni a világot" - mondta Pauli Paasonen, a kutatások vezetője, aki azt is hozzáfűzte, hogy ez a hatás csak a kevésbé szennyezett vidékeken számottevő, másutt alig észlelhető.