(http://www.gaiatheory.org/images/logo.gif)
ทฤษฎีกายา โลกมีชีวิตในตัวเอง
ณัฐฬส วังวิญญู
สถาบันขวัญเมือง เชียงราย
Nutt2000@loxinfo.co.th (""Nutt2000@loxinfo.co.th"")
ต้องการเอกสาร word กด > (http://www.semsikkha.org/images/softicon.gif) (http://"http://"http://www.semsikkha.org/article/article/article121.doc"")
การค้นพบทางวิทยาศาสตร์อีกชิ้นหนึ่งที่นำมาซึ่งความมหัศจรรย์ใจในความสามารถ ในการดูแลควบคุมตัวเองได้ของโลก คือ ทฤษฎีกายา (Gaia Theory)
ในช่วงปีพ.ศ. ๒๕๐๓ - ๑๒ (๑๙๖๐s) มีการส่งยานอวกาศขึ้นไปสู่นอกโลก เป็นครั้งแรกของมนุษยชาติที่ได้มีโอกาสเห็นภาพอันสวยงามของโลกที่ตัวเองอาศัยอยู่ โลกที่ให้กำเนิดชีวิตทั้งมวล นักบินอวกาศหลายคนยอมรับว่าการที่ได้ขึ้นไปเห็นภาพของดาวเคราะห์ที่มีสีสันในโทนน้ำเงินขาว ล่องลอยอยู่ในอวกาศอันมืดมิดและกว้างใหญ่ไพศาลนั้น เปรียบได้กับประสบการณ์ทางจิตวิญญาณเลยทีเดียว เพราะมีผลให้เปลี่ยนทัศนคติและความสัมพันธ์ของตนที่มีต่อโลกไม่มากก็น้อย ในช่วงเดียวกันนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาองค์ประกอบทางกายภาพของโลกในด้านต่างๆ เพื่อทำความเข้าใจกลไกการทำงานของดาวโลก และดาวอื่นๆ ในระยะข้างเคียง ได้แก่ ดวงจันทร์ ดาวศุกร์และดาวอังคาร
ในช่วงเวลานั้นเอง องค์การนาซ่าได้เชิญนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่ง ผู้มีความเชี่ยวชาญเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศโลก คือ เจมส์ เลิฟลอค (James Lovelock) ในการออกแบบอุปกรณ์ตรวจค้นชีวิตบนดาวอังคาร ตามแผนการส่งยานอวกาศไปเก็บตัวอย่างดินจากดาวอังคารมาวิเคราะห์และศึกษาต่อไป
จากการศึกษาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต เลิฟลอคค้นพบว่า คุณสมบัติที่ชีวิตทั้งหลายมีร่วมกันคือ การรับพลังงานและสสาร และถ่ายเทของเสียออก เขาตั้งสมมติฐานว่าในดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตในดาวเคราะห์นั้นจะต้องมีการนำเอาสสารและพลังงานจากชั้นบรรยากาศ และมหาสมุทรไปใช้ในเพื่อการดำรงอยู่และผลิตของเสีย ดังนั้น หากดาวอังคารมีสิ่งมีชิวิตอยู่จริง ก็ต้องสามารถตรวจจับองค์ประกอบก๊าซที่สามารถเป็นตัวบ่งชี้ได้ วิธีการนี้สามารถกระทำได้บนโลกและไม่ต้องลงทุนส่งยานอวกาศเดินทางไปสำรวจถึงดาวอังคาร
หลังจากทำการทดลอง และเปรียบเทียบข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศ ระหว่างโลกกับดาวอังคารดูแล้ว เห็นว่ามีความต่างกันโดยสิ้นเชิง ดาวอังคารนั้นมีปริมาณก๊าซออกซิเจนน้อยมาก มีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูง และไม่มีก๊าซมีเทนเลย ส่วนในชั้นบรรยากาศโลกนั้นประกอบด้วยก๊าซออกซิเจนจำนวนมาก แทบจะไม่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เลย และมีก๊าซมีเทนอยู่เป็นจำนวนมาก ทำให้เลิฟลอคสรุปว่า ในดาวอังคารนั้น เนื่องจากไม่มีสิ่งมีชีวิตมีส่วนร่วมอยู่เลย ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างสารเคมีต่างๆ ได้ดำเนินมาจนสิ้นสุด และกลายเป็นสภาพเสถียรและสมดุลมานานแล้ว ซึ่งตรงข้ามกับโลกโดยสิ้นเชิง เพราะในชั้นบรรยากาศของโลกนั้นเต็มไปด้วยก๊าซออกซิเจน และมีเทนที่มีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยาทางเคมีอย่างต่อเนื่อง เป็นสภาวะที่ไกลจากสมดุลทางเคมีมาก นอกจากนั้น สิ่งมีชีวิตบนโลกได้ดูดซับเอาก๊าซเหล่านี้ไปใช้ตลอดเวลา พืชและต้นไม้ผลิตก๊าซออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ก็ผลิตก๊าซชนิดอื่น ชั้นบรรยากาศโลกจึงเป็นระบบเปิดที่มีการถ่ายเทแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับระบบอื่นตลอดเวลา ทำให้มีสภาวะของความเคลื่อนไหวและห่างไกลจากจุดสมดุลทางเคมี แต่มีองค์ประกอบทางเคมีค่อนข้างคงที่แน่นอน
การค้นพบในครั้งนี้นำมาซึ่งความมหัศจรรย์ใจคล้ายประสบการณ์ของการรู้แจ้งเลยทีเดียว และทำให้เขาตั้งข้อสังเกตว่า สิ่งมีชีวิตบนโลกไม่เพียงแต่ทำหน้าที่ผลิตก๊าซต่างๆ อย่างเดียว แต่ยังทำหน้าที่กำหนดควบคุมปริมาณก๊าซต่างๆ ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตเองด้วย เพราะข้อมูลทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ยืนยันว่า อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น ๒๕ นับตั้งแต่สิ่งมีชีวิตได้อุบัติขึ้นในโลก และอยู่ในระดับที่คงที่มาตลอดระยะเวลาสี่พันล้านปีมาแล้ว ซึ่งทำให้เขาตั้งคำถามว่า โลกสามารถควบคุมลักษณะทางกายภาพต่างๆ ของตัวเอง เช่น อุณหภูมิ ระดับความเข้มข้นของเกลือในมหาสมุทร เพื่อให้เหมาะกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้หรือไม่ เพราะนั่นจะหมายความว่า โลกจะมีระบบการควบคุมตัวเองเหมือนกับระบบชีวิตอื่นๆ เลิฟลอครู้ว่าสมมติฐานนี้กำลังจะพลิกผันความเข้าใจเดิมของวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลกเลยทีเดียว
ทัศนะเดิมมองโลกว่า ประกอบไปด้วยลักษณะทางกายภาพที่ไร้ชีวิต เช่น หิน ทราย ก๊าซต่างๆ น้ำ ซึ่งมีฐานะเป็นเพียงแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย ต่างกับทฤษฎีกายาที่มองโลกแบบองค์รวมและเห็นว่า สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นส่วนหนึ่งของกันและกัน และเป็นส่วนที่ก่อให้เกิดระบบกลไกการควบคุมตัวเอง (Self-regulating system)
ตอนนั้นนักวิทยาศาสตร์ขององค์การนาซ่าไม่ยอมรับและไม่ชอบการค้นพบของเลิฟลอคเลยทีเดียว ยังดึงดันที่จะส่งกระสวยอวกาศไปสำรวจดาวอังคาร ถึงแม้เลิฟลอคจะบอกว่าไม่มีความจำเป็น เพราะสามารถกระทำได้โดยการใช้กล้องส่องทางไกลคุณภาพสูง เพื่อวิเคราะห์เสปคตรัมของชั้นบรรยากาศบนดาวอังคาร เป็นสิ่งที่ทำได้จากพื้นดิน และในที่สุดนาซ่าก็ส่งยานอวกาศไปถึงดาวอังคาร และค้นพบเพียงร่องรอยของความว่างเปล่า ปราศจากสิ่งมีชีวิตตามที่เลิฟลอคคาดการณ์ไว้
(http://www.paleothea.com/Pictures/GaiaDrawing.jpg)(http://www.josephinewall.co.uk/goddesses/presence_of_gaia.jpg)
ในปี พ.ศ. ๒๕๑๒ เลิฟลอคได้นำเสนอการค้นพบดังกล่าวในการประชุมทางวิทยาศาสตร์ที่ปริ้นซตั้น หลังจากนั้นก็มีนักเขียนวรรณกรรมคนหนึ่งที่เห็นว่าสิ่งที่เลิฟลอคนำเสนอนั้น ตรงกับความเชื่อโบราณของกรีก เกี่ยวกับพระนางกายา (เทียบได้กับพระแม่ธรณี) และเสนอให้เลิฟลอคใช้ชื่อ “กายา” เพื่อเป็นเกียรติแก่เธอ เลิฟลอครับเอาชื่อนี้มาด้วยความยินดี และในปี พ.ศ. ๒๕๑๕ เขาได้เขียนและตีพิมพ์หนังสือชื่อ “มองกายาผ่านชั้นบรรยากาศ”
แม้กระนั้น เลิฟลอคก็ยังไม่สามารถไขปริศนาของกระบวนการควบคุมองค์ประกอบ และระดับปริมาณของสารเคมีในชั้นบรรยากาศโดยสิ่งมีชีวิต รู้แต่เพียงว่าต้องมีความเกี่ยวพันเชื่อมโยงกันไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง และก็ไม่รู้ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายผลิตก๊าซอะไรออกมากันบ้าง ในช่วงเวลาไล่เลี่ยกันนั้น ลินน์ มาร์กุลิส (Lynn Margulis) นักจุลชีววิทยากำลังศึกษาสิ่งที่เลิฟลอคต้องการรู้อยู่พอดี นั่นคือ การผลิตและดูดซับก๊าซต่างๆ โดยสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย รวมทั้งแบคทีเรียในดินที่มีจำนวนมากมายมหาศาล นับเป็นการพบกันที่ลงตัวของความรู้ ทั้งสองแลกเปลี่ยนสิ่งที่ตัวเองค้นพบ เลิฟลอคอธิบายเกี่ยวกับหลักการทางเคมี หลักการเทอร์โมไดนามิกส์ และไซเบอร์เนติกส์ (ระบบควบคุมตัวเองอัตโนมัติ) ส่วนมาร์กุลิสก็อธิบายถึงก๊าซของชั้นบรรยากาศที่เกิดจากระบบสิ่งมีชีวิต ในที่สุดทั้งสองก็ได้ประมวลความรู้ทั้งหมด และอธิบายระบบควบคุมตัวเองของโลก ดังนี้
กระบวนการควบคุมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นตัวอย่างที่เห็นได้ชัด นับตั้งแต่การกระทุขึ้นของภูเขาไฟต่างๆ บนโลก มีผลให้บรรยากาศโลกมีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น และอยู่ในระดับสูงอยู่เป็น เวลาหลายล้านปี เนื่องจากก๊าซนี้ทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจก และจะทำให้โลกร้อนขึ้น กายาจึงต้องสร้างกลไกในการลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ให้อยู่ในสภาวะที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิต พืชและสัตว์ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และออกซิเจนผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง หายใจและกระบวนการผุพังเน่าเปื่อย อย่างไรก็ตาม การแลกเปลี่ยนดังกล่าวมักมีปริมาณเท่าๆ กันและสมดุล ไม่ส่งผลต่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินที่อยู่ในบรรยากาศได้ ตามทฤษฎีกายา กระบวนการที่เป็นปัจจัยทำให้เกิดวงจรป้อนกลับ (feedback loop) ในระดับใหญ่เพื่อลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินคือ กระบวนการผุกร่อนของหิน