Stagno25 Giugno 2020
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The intuitive mind is a sacred gift and the rational mind is a faithful servant.

We have created a society that honours the servant and has forgotten the gift”.

A. Einstein

La seguente è la rappresentazione gaiana (visione foresta) dell’Universo attuale, focalizzando l’attenzione sul pianeta Terra.

Definiamo cinque soggetti:

  1. lo spazio dal confine superiore dell’ecosfera verso il resto dell’universo, d’ora innanzi chiamato Helios;

2. lo spazio dal confine inferiore dell’ecosfera verso l’interno del pianeta Terra composto da: litosfera [i] (suolo escluso [ii][iii]), astenosfera, mantello inferiore, e nucleo, d’ora innanzi chiamato Vulcanus;

 

3. lo spazio interposto tra gli spazi precedenti, di cui il primo, Helios, posizionato sopra il suo dorso, e il secondo, Vulcanus, posizionato sotto il suo ventre, l’ecosfera composta da atmosfera, idrosfera, suolo e biosfera, con tutti i suoi ecosistemi, d’ora innanzi chiamata Gaia [iv];

 

4. lo spazio presente nel grembo di Gaia formato dalla popolazione umana (Homo sapiens) e da tutti gli antroposistemi, l’antroposferad’ora innanzi chiamato Prometeo;

 

5. lo spazio differenza tra Gaia e Prometeo, d’ora innanzi chiamato Cerere.

 
Quali sono le relazioni tra i cinque soggetti sopra definiti?

Helios, Vulcanus e Gaia sono tre insiemi disgiunti e complementari nell’Universo:

  • l’intersezione tra Helios, Vulcanus e Gaia è l’insieme vuoto;
  • l’unione di Helios, Vulcanus e Gaia è l’Universo.

Cerere e Prometeo sono l’insieme differenza l’uno dell’altro in Gaia.

Cerere e Prometeo sono due insiemi disgiunti e complementari in Gaia:

  • l’intersezione tra Cerere e Prometeo è l’insieme vuoto,
  • l’unione di Cerere e Prometeo è Gaia.

Cerere e Prometeo sono nati insieme e moriranno insieme. Infatti, quando la popolazione umana si estinguerà, Cerere gradualmente coinciderà nuovamente con Gaia, com’era prima dell’apparizione di Homo sapiens.

Scienza GlobalePartizione dell’Universo in Classi
Gaia TheoryHelios ovvero lo spazio dal confine superiore di Gaia (l’ecosfera) verso il resto dell’universo.
Vulcanus ovvero lo spazio dal confine inferiore di Gaia (l’ecosfera) verso l’interno del pianeta Terra composto da: crosta, mantello superiore rigido, mantello superiore plastico o astenosfera, mantello inferiore, e nucleo.
Gaia ovvero l’ecosfera composta da: aria, acque interne ed esterne alle terre emerse, suoli, biota, con tutti i suoi ecosistemi, interposta tra gli spazi precedenti, di cui il primo, Helios, posizionato sopra il suo dorso e il secondo, Vulcanus, posizionato sotto il suo ventre [iv].
Prometeo ovvero l’antroposfera, lo spazio presente nel grembo di Gaia formato dalla popolazione umana (Homo sapiens) e da tutti gli antroposistemi.
Cerere ovvero la Natura, la Wilderness, lo spazio presente nel grembo di Gaia formato da tutti gli organismi viventi, Homo sapiens non primitivo escluso, e da tutti gli ecosistemi, equivalente all’insieme differenza Gaia meno Prometeo.

Quali interazioni esistono tra Vulcanus, Gaia, Helios e Homo sapiens?

Interazioni 1. – Helios/Vulcanus.

Quando Gaia non esisteva, c’erano interazioni solo tra Vulcanus ed Helios, in termini di scambi di energia e materia; si pensi, per esempio, al bombardamento meteorico e alla formazione del nostro satellite: la Luna; ai processi di formazione e distruzione delle atmosfere terrestri; ai cicli geochimici.

Interazioni 2. – Helios/Gaia.

Tra Helios e Gaia esistono scambi prevalentemente di energia e scambi limitati di materia:

  • da Helios entrano in Gaia: radiazione solare, circa 235 Wm-2, di cui il 7% UV, Ultraviolet Radiation 300-400 nm, il 50% PAR, Photosynthetically Active Radiation 400-700 nm, il 43% IR, Infrared Radiation 700-3.000 nm [v], altre radiazioni, meteoriti;
  • da Gaia escono verso Helios: radiazione terrestre nell’infrarosso con lunghezze d’onda prevalenti attorno ai 10.000 nm, molecole di gas leggeri (H, H­­2, He, O), che riescono a vincere l’attrazione del campo gravitazionale terrestre, antroposistemi come satelliti, sonde, razzi, navicelle spaziali con o senza equipaggi umani.

Interazioni 3. – Gaia/Vulcanus.

Tra Gaia e Vulcanus, all’opposto, esistono scambi prevalenti di materia e scambi limitati di energia:

  • da Vulcanus entrano in Gaia: calore (circa 0,060 Wm-2), generato da:
  1. decadimento radioattivo, dovuto principalmente a isotopi instabili di potassio (K), uranio (U) e torio (Th) contenuti nella Crosta, da cui proviene il 25% del calore generato dal decadimento radioattivo, e nel Mantello, da cui proviene il 75% del calore generato dal decadimento radioattivo, e
  2. cristallizzazione del ferro fuso del nucleo superiore per formare il nucleo interiore solido [vi];

gas, fra cui vapor acqueo (H2Og), biossido di carbonio (CO2), biossido di zolfo (SO2), acqua (H2Ol) e minerali che fuoriescono dalle bocche idrotermali situate lungo le dorsali medioceaniche e dai vulcani sommersi ed emersi;

  • da Gaia escono verso Vulcanus: gas, acqua e minerali nelle zone di subduzione.

Interazioni 4. – Helios, Vulcanus/Gaia.

Dall’epoca della sua formazione, 3,5 miliardi di anni fa circa[vii], Gaia ha aggiunto ai cicli geochimici i cicli biochimici. L’interazione tra i cicli geochimici e i cicli biochimici ha portato alla formazione dei cicli biogeochimici, all’evoluzione degli organismi viventi, alla codeterminazione del clima planetario.

Un’altra notevole interazione tra Helios e Vulcanus da una parte e Gaia dall’altra è costituita dall’interazione gravitazionale tra Terra, Luna (2/3) e Sole (1/3) che si traduce nella formazione ciclica delle maree che influenzano enormemente la vita di alcune specie di organismi acquatici.

Interazioni 5. – Helios, Gaia, Vulcanus/Homo sapiens.

Prima che la popolazione umana raggiungesse la numerosità, la capacità tecnologica e lo stile di vita attuali, le interazioni tra Helios, Gaia e Vulcanus determinavano i processi terrestri globali:

  1. il bilancio energetico planetario,
  2. la circolazione dell’atmosfera,
  3. la circolazione degli oceani,
  4. il ciclo idrologico,
  5. i cicli biogeochimici,
  6. il bilancio acido-base planetario ([H+]),
  7. il bilancio ossido-riduttivo planetario ([e]),
  8. l’evoluzione della vita nell’ecosfera,
  9. il clima planetario [viii] , [ix].

Oggi l’azione umana è a scala planetaria e la popolazione umana codetermina assieme a Helios, Gaia e Vulcanus i processi terrestri globali.

In pratica, mutatis mutandis, sta avvenendo con la popolazione umana quello che è già avvenuto altre volte in passato:

  • prima di tutto con la formazione di Gaia, quando da una fase di vita scarsa si è passati ad una fase di vita abbondante, ovvero quando da una fase in cui la vita non influenzava i processi terrestri globali determinati da Helios e Vulcanus si è passati ad una fase in cui Gaia ha iniziato a codeterminare insieme a Helios e Vulcanus i processi terrestri globali;
  • poi, tutte le volte che al metabolismo “gaiano” esistente si aggiungevano specie viventi che seguivano sentieri metabolici nuovi, come, per esempio, alla comparsa dei cianobatteri, i primi microrganismi fotosintetizzanti capaci di usare biossido di carbonio (CO2), acqua (H2O) e radiazione solare (hcλ-1) per generare carboidrati (CH2O) e ossigeno (O2), provocando il passaggio da una atmosfera senza ossigeno ad una atmosfera con ossigeno.

ATTENZIONE: Non andremo ad aggiungere al metabolismo gaiano i “sentieri metabolici” umani, ma, per ragioni operative, manterremo distinti i sentieri metabolici di Prometeo (sentieri antropochimici) dai sentieri metabolici di Cerere (cicli biochimici) e dai sentieri metabolici della geosfera (cicli geochimici).

Per tale scelta, anche se la popolazione umana, con tutti i suoi antroposistemi, fa parte di Gaia, le interazioni umane verranno tenute distinte dalle interazioni di tutti gli altri organismi viventi e dei fattori abiotici (cicli biogeochimici).

Oggi la popolazione umana agisce prevalentemente:

  • sul bilancio energetico planetario tramite emissioni nette di gas serra,
  • sugli ecosistemi praterie e foreste, sostituendoli con antroposistemi, diminuendo il potenziale evolutivo, la biodiversità e l’ecodiversità di Gaia e quindi provocando un indebolimento della resistenza e della resilienza della stessa,
  • sulle matrici gaiane del pianeta (aria, acque, suoli) inquinandole e, di conseguenza, inquinando tutti gli organismi viventi che respirano, bevono, mangiano e abitano queste matrici inquinate dall’uomo (habitat degradation); alla fine, questi organismi cominciano a soffrire disfunzioni, via via più marcate (malattie), fino ad arrivare alla morte e alle estinzioni di specie, forzando così l’evoluzione.

[i] La Terra, escludendo atmosfera, idrosfera, suolo (pedosfera) e biosfera, può essere scomposta in tre elementi:

  • Crosta, 1% in volume, a sua volta ripartibile in due elementi:
    • crosta oceanica, distinta dal suolo oceanico, e
    • crosta continentale, distinta dal suolo terrestre,
  • Mantello, 83% in volume, a sua volta ripartibile in tre elementi:
    • mantello superiore rigido,
    • mantello superiore plastico o astenosfera,
    • mantello inferiore, e
  • Nucleo, 16% in volume, a sua volta ripartibile in due elementi:
    • nucleo superiore fluido e
    • nucleo interiore solido.

La Crosta è divisa dal Mantello dalla discontinuità di Mohorovičić o Moho. Tale discontinuità si trova a circa 7 km di profondità sotto la crosta oceanica e a una profondità variabile tra i 20 km e i 70 km sotto la crosta continentale.

La litosfera è l’insieme della Crosta e del Mantello superiore rigido.

The lithosphere is the upper part of the earth. It includes the crust and the solid portion of the mantle. Lithosphere interacts with atmosphere, hydrosphere, and biosphere and produces the pedosphere (the soil with its biotic and abiotic components).


[ii] Il suolo, al pari di un fiume o di una catena montuosa, è un corpo tridimensionale naturale, con confini definibili, che comunemente, ma non sempre, consiste di orizzonti composti da minerali e materiali organici, che contiene aria, acqua e organismi viventi, e che, in particolare, può supportare organismi batterici, fungini, vegetali e animali.


[iii] Sumner, E., M. editor in chief (2000) Handbook of Soil Science. Page E6. CRC Press.  ISBN 0849331366.


[iv] Volk T. (2003) Gaia’s body. Toward a physiology of Earth. Page 77. MIT Press. ISBN 0262720426.


[v] Lambers, H., Stuart Chapin III, F., Pons, T. L. ((2008) Plant Physiological Ecology. 2nd edition, Springer. ISBN 978-0387783406.


[vi] Smith G. A., Pun A. (2006) How does Earth work? Physical geology and the process of science. Pearson Education. ISBN 0130341290.


[vii] La formazione di Gaia è un fenomeno successivo alla comparsa della vita sulla Terra. Come vedremo nel seguito, infatti, un sistema gaiano, di cui Gaia è l’unico esempio reale conosciuto finora, va inteso come sistema termodinamico aperto, di scala planetaria, con abbondanza di vita, supportato dal flusso di energia libera proveniente da una stella.


[viii] In questa sede trascuriamo il ciclo delle rocce, e i fenomeni tettonici che determinano la ripartizione della superficie planetaria tra terre emerse ed oceani e il posizionamento delle terre emerse sulla superficie terrestre, elementi tutti che influenzano il clima planetario ma che, agendo sulla scala temporale nell’ordine delle centinaia di milioni di anni, è un dato costante per la nostra analisi.


[ix] Jacobson, M., C., Charlson, R., J., Rhode, H., Orians, G., H. (2000) Earth System Science. From biogeochemical cycles to global change. International Geophysics Series Vol. 72. Academic Press. ISBN 012379370X.

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