Giả thuyết Gaia: Trái Đất sống và thở

“Thiên nhiên là Trí tuệ.” Nhiều người quen thuộc với câu nói này, nhưng nó chính xác đến mức độ nào?

Nếu chúng ta lật tung các giả thuyết khoa học đương đại, và xem xét giả thuyết nào làm mờ ranh giới giữa yếu tố hữu hình và yếu tố thần thánh, chúng ta sẽ thấy rằng Giả thuyết Gaia được đặt hàng đầu. Trong bốn thập kỷ qua, khi người ta liên tục thu thập bằng chứng cụ thể để chứng minh cho ý tưởng về một “Trái Đất sống”, các nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực ngày càng bị giả thuyết này thu hút.

Giả thuyết Gaia là gì? Được đặt theo tên của nữ thần Trái Đất Hy Lạp cổ đại, lý thuyết này tưởng tượng hành tinh của chúng ta là một thực thể sống, có thể thở và tự điều chỉnh.

Ví dụ, hãy xem xét bầu không khí chúng ta hít thở. Oxy là không thể thiếu đối với tất cả các sinh vật sống, từ vi khuẩn đến cả cho đến con người. Trong hàng thiên niên kỷ, oxy đã duy trì hàm lượng 21% trong thành phần của khí quyển Trái Đất do thực vật liên tục tiết ra. Oxy là một nguyên tố rất dễ tham gia phản ứng hóa học, có khả năng kết hợp với các khí và khoáng chất khác trong bầu khí quyển và vỏ Trái Đất, từ đó hình thức ban đầu của nó biến mất hoàn toàn.

Nhưng bất chấp tính không ổn định này, bầu khí quyển của Trái Đất vẫn hỗ trợ sự sống tương đối liên tục. Đây là một trong những quan sát của nhà hóa học James Lovelock tại một hội nghị khoa học tổ chức ở Princeton năm 1969. Thách thức quan điểm tự nhiên chỉ đơn thuần là một trò chơi may rủi, Lovelock cho rằng Trái Đất cũng có thể hoạt động giống như một sinh vật sống khổng lồ, tự tổ chức tất cả các dạng vật chất cả hữu cơ và vô cơ với mục tiêu là tạo ra môi trường để duy trì sự sống. Dù Lovelock đạt được nhiều thành tựu trong quá khứ – đáng chú ý nhất là ông tiên phong sản xuất thiết bị nhạy cảm cho tàu vũ trụ Viking trong chuyến thám hiểm sao Hỏa – nhưng ​​ý tưởng về một Trái Đất sống của ông đã hứng chịu nhiều lời chỉ trích gay gắt của đồng nghiệp.

Một điểm khác mà Lovelock nêu ra là độ mặn của nước biển không thay đổi, duy trì ở mức tối ưu cho sự sống. Khoa học đã phát hiện ra rằng nước trong các con sông liên tục kéo muối khoáng vào đại dương, nhưng khi nước biển bốc hơi tạo thành mây, nó không đem theo muối. Nếu chúng ta suy nghĩ theo một logic chặt chẽ, chúng ta sẽ kết luận rằng nồng độ muối trong đại dương tăng lên theo thời gian. Nhưng điều này không xảy ra. Nồng độ muối không thay đổi qua nhiều thế kỷ. Theo những người ủng hộ Giả thuyết Gaia, điều này là do khả năng duy trì trạng thái cân bằng bên trong của một sinh vật sống khổng lồ – một hiện tượng trùng hợp về mặt khoa học (mặc dù thường thấy ở các sinh vật tế bào) với “cân bằng nội môi”.

Một số người tin rằng câu trả lời cho hiện tượng kỳ lạ này được tìm thấy trong quá trình hình thành các mỏ muối: theo thời gian, nước tạo thành một vịnh và sau đó bị bao quanh bởi đất liền. Nước bên trong bốc hơi và chỉ còn lại muối. Phần đất này được bao phủ bởi bụi và đất sét, cuối cùng chuyển hóa thành đá rắn, khiến nước sông trong tương lai không thể kéo muối đi. Liệu cơ chế điều chỉnh nồng độ muối này có liên tục xảy ra ngẫu nhiên, đến mức nước luôn là môi trường sống được của cá và các sinh vật biển khác? Theo những người ủng hộ lý thuyết, nó không chỉ đơn thuần là sản phẩm của một sự ngẫu nhiên, mà là một quá trình do chính Gaia điều khiển.

Một khám phá của các nhà khoa học tại Đại học Hồng Kông do Jiu Liao chủ trì đã ủng hộ cho sự tồn tại của Gaia. Trong quá trình nghiên cứu dọc theo các bờ biển, nhóm này nhận thấy rằng thủy triều dường như làm cho bờ biển “thở”; áp lực của nước dưới đáy biển khiến không khí và độ ẩm trao đổi với nhau. Sự thở này có thể được nhận thấy rõ ràng nhất khi các bong bóng khí nổi lên từ đáy biển. Thủy triều dường như ảnh hưởng đến chuyển động nhịp nhàng của đáy đại dương, tạo ra một quá trình giống với quá trình hô hấp, nhưng với tần số chậm hơn nhiều, tất nhiên là do kích thước tương đối khổng lồ của Trái Đất.

Bằng chứng cho một Trái Đất sống và đang thở không dừng lại ở đó: các báo cáo đương đại của những nhà khoa học tại đài quan sát Mauna Loa ở Hawaii chứng minh rằng nồng độ carbon dioxide từ năm 1955 đến 1995 đã thay đổi theo một đồ thị lên xuống nhịp nhàng. Cùng với bằng chứng thu thập thông qua các trạm địa lý, một số người hiểu rằng đây là quá trình hít vào và thở ra của Trái Đất.

Giả thuyết Gaia đi ngược lại quan niệm phổ biến rằng các điều kiện thích hợp cho sự sống được duy trì qua hàng nghìn năm chỉ là do sự ngẫu nhiên – các quá trình riêng rẽ hoạt động độc lập đã vô tình tạo ra trạng thái hiếm có này. Cho đến nay, niềm tin rằng Trái Đất là một thực thể sống nhận được nhiều hoài nghi hơn là ủng hộ. Nhưng tư duy của con người thay đổi khi các bằng chứng tiếp tục xuất hiện.