J. E. Lovelock:
GAIA

Szkennelte,
javította és tördelte:
A Webtigris.
6. FEJEZET
A tenger
Arthur C. Clarke
egyszer azt mondta: "Mennyire
helytelen ezt a bolygót Földnek
hívni, mikor látnivalóan
Víz". A Föld felszínének
háromnegyedét tenger
borítja, ezért bolygónkat
a csodálatos űrfelvételek
puha felhőfürtökkel pettyezett,
ragyogó fehér sarki
jégsapkát viselő zafírkék
gömbnek ábrázolják.
Otthonunk szépsége
éles ellentétben áll
élettelen szomszédaink,
a Mars és a Vénusz
egyhangú szürkeségével,
mert mindketten nélkülözik
a terjedelmes víztakarót.
Az óceánok
és a mély, kék
tengerek óriási felületei
jóval többre képesek,
mint csupán valamilyen űrbéli
megfigyelő elkápráztatása.
Életfontosságú
részei annak a bolygóméretű
gőzgépnek, ami a Nap sugárzó
energiáját levegő-
és vízmozgássá
alakítja át, szétosztva
így azt a bolygó minden
részére.
Az óceánok közösen
tárolják azokat az
oldott gázokat, melyek az
általunk belélegzett
levegő összetételének
szabályozását
segítik és állandó
környezetet biztosítanak
az élőlények számának
felét kitevő tengeri élővilág
számára.
Nem tudjuk
pontosan, hogyan jöttek létre
az óceánok.
A dolog annyira régen, jóval
az élet megjelenése
előtt történt, hogy
szinte semmiféle kézzelfogható
geológiai bizonyítékunk
nem maradt. Az ősóceánok
kialakulásáról
sokféle elmélet született,
még ólyan is, ami
szerint a Földet egykor teljes
egészében óceán
borította. Nem voltak szárazföldek,
de még sekély vizek
sem. A szárazföld és
a földrészek később
keletkeztek.
Ha ez az elmélet valamikor
beigazolódik, akkor felül
kell vizsgálni az élet
eredetére vonatkozó
elképzeléseinket.
Abban
azonban még mindig általános
az egyetértés, hogy
az óceánok a Föld
belsejéből származnak.
Ez valamivel azután történhetett,
hogy a bolygó összeállt
és kellőképpen felmelegedett
ahhoz, hogy elpárologtathassa
az ősi légkör gázait
és az ősi tengerek vizét.
A Föld
élet előtti története
közvetlenül nem segíti
Gaiára irányuló
kutatásunkat.
Idevágóbb és
érdekesebb az óceánok
fizikai és kémiai
állandóságának
ténye az élet megjelenése
óta.
Bebizonyosodott, hogy az elmúlt
három és fél
eon során - noha közben
a szárazföldek kialakultak,
majd ide-oda sodródtak a
bolygón, a sarki jégsapka
megolvadt és újrafagyott,
a tengerszint pedig emelkedett és
süllyedt - a teljes vízmennyiség
az átalakulások ellenére
változatlan maradt.
Az óceánok átlagos
mélysége jelenleg
3200 méter, bár vannak
10000 méteres árkok
is. A teljes víztérfogat
1.2 milliárd köbkilométer
körül van, súlya
pedig nagyjából 1.3
milliószór milliószór
millió tonna.
Ezek olyan
nagy számok, hogy szemléltetnünk
kell őket. Noha az óceánok
súlya 250-szerese a légkörének,
csak egy súlyrészt
képviselnek a Földet
kitevő négyezerből.
Ha a Földet 30 centiméter
átmérőjű gömbbel
modelleznénk , akkor az átlagos
tengermélység nem
sokkal volna nagyobb, mint annak
a papírnak a vastagsága,
amire ezeket a szavakat nyomták,
a legmélyebb árkot
pedig harmadmilliméteres
rovátka jelölné.
Úgy
tartják, hogy az óceanográfia,
a tengerek tanulmányozásának
tudománya nagyjából
száz éve vette kezdetét
a Challenger kutatóhajó
útrakelésével.
Ez a hajó végezte
a világon először az
óceánok rendszeres
felmérését.
Munkaterve tartalmazta a tenger
fizikai, kémiai és
biológiai megfigyelését.
Az ígéretes, több
tudományágra kiterjedő
indulás ellenére az
óceanográfia azóta
különálló
altudományokra töredezett:
tengerbiológiára,
kémiai óceanográfiára,
óceán-geofizikára
és egyéb keresztezett
tárgyakra, melyekből annyi
van, ahány saját területét
megvédeni képes professzor.
Az óceanográfia azonban
- pontosan emiatt - viszonylag elhanyagolt
tudománnyá vált.
A legfontosabb munkát a második
világháború
óta végezték
új élelmiszerforrások
és energia után kutatva
valamint a stratégiai előnyökért
folytatott nemzetközi verseny
miatt.
A Challenger
expedíció szelleméhez
- ami a tengert oszthatatlannak
tekintette - talán mostanában
kezdenek visszatérni.
Az óceánok fizikáját,
kémiáját és
biológiáját
ismét úgy tekintik,
mint egy hatalmas, bolygóméretű
folyamat összefüggő részeit.
Ha az
óceánokban Gaiát
keressük, ésszerű kiindulási
pont lehet a kérdés,
hogy vajon miért sós
a tenger.
Az egykor
meggyőződéssel vallott válasz
(ami minden bizonnyal még
ma is rengeteg forgalomban lévő
szövegben és lexikonban
szerepel) valahogy így hangzik:
a tenger azért lett sós,
mert az eső és a folyók
folyamatosan apró sómennyiségeket
mostak a tengerbe a szárazföldről.
Az óceán felszíni
vizei elpárologtak majd esőként
a szárazföldre jutottak,
a só azonban, mivel nem illó
anyag, mindig visszamaradt a tengerben
és ott felhalmozódott.
Ezért az óceánok
az idők során egyre sósabbá
váltak.
Ez a válasz
pontosan illeszkedik annak hagyományos
magyarázatához, hogy
miért kisebb az élőlények
- beleértve magunkat is -
testfolyadékának sótartalma,
mint az óceánoké.
A tenger százalékban
kifejezett sótartalma (ez
jelzi, hogy hány súlyrésznyi
só van száz rész
vízben) jelenleg nagyjából
3.4%, míg vérünké
csak 0.8%. A magyarázat a
következő: az élet kezdetén
a tengeri szervezetek belső folyadékai
egyensúlyban voltak a tengerrel.
Más szavakkal: a szerves
folyadékok és környezetük
sótartalma pontosan megegyezett.
Később, amikor az élet
tett előre egy evolúciós
lépést és megbízottjait
kiküldte a szárazföldek
gyarmatosítására,
akkor az élő szervezetek
belső sótartalma az eredeti
szinten maradt, mialatt a tengeré
tovább emelkedett. Ebből
ered a szerves folyadékok
és a tenger sótartalmának
mai különbözősége.
Ez a kémiai
egyensúly elmélete,
amennyiben helyes, képes-
minket az óceánok
életkorának kiszámítására.
A mostani teljes sótartalom
felbecslése egyszerű. Ha
pedig feltesszük, hogy az esők
és folyók által
évről-évre a tengerbe
mosott só mennyisége
az idők során többé-kevésbé
állandó maradt, akkor
a válasz egyszerű osztással
megkapható.
Évente körülbelül
540 megatonna só kerül
a tengerbe. A tengervíz össztérfogata
1.2 milliárd köbkilométer.
Az átlagos sótartalom
3.4%. Igy a jelenlegi sószint
eléréséhez
szükséges idő mintegy
80 millió év volt,
ami meg kell, hogy egyezzen az óceánok
korával.
Ez a válasz azonban nyilvánvalóan
ellentmond a földtörténet
egész tudományának,
Kezdjük hát az egészet
előlről.
Ferren
Mac Intyre nemrég rámutatott
arra, hogy a szárazföld
nem egyedüli forrása
a tenger sótartalmának.
Egy régi norvég legendát
idézett, mely szerint a tenger
azért sós, mert valahol
a tengerfenéken örökké
egy sómalom őröl.
A norvégok nem sokat tévedtek,
mert ma már tudjuk, hogy
a Föld forró, képlékeny,
nyúlós kőzetei időnként
felszínre törnek, átszakítva
az óceán talaját,
ami ennek következtében
szétszóródik.
Ez a folyamat, mely része
a földrészeket egymástól
eltávolító
mechanizmusnak, szintén sót
juttat a tengerbe.
Ha az ebből a forrásból
eredő sómennyiséget
hozzáadjuk a szárazföldről
lemosott mennyiséghez és
megismételjük számításunkat,
akkor 60 millió évet
kapunk az óceánok
korára.
A XVII.században Ussher érsek,
ír protestáns lelkész
kiszámította az ószövetségi
kronológiából
a Föld korát.
Eredményei alapján
a teremtést i.e. 4004-re
helyezte.
Tévedett, de tényleges
időtávlatban alig nagyobbat,
mint az óceánok életkorára
vonatkozó 60 milliós
becslés.
Józan
ésszel biztosak lehetünk
abban, hogy az élet a tengerben
jött létre. A geológusok
találtak bizonyítékokat
egyszerű szervezetek - valószínűleg
baktériumok - három
és fél eonnaL ezelőtti
létezésére.
Ez egybevág a Föld radioaktív
mérésekből megállapított
korával, ami a kialakulást
4.5 eonnal, azaz 4500 millió
évvel ezelőttre teszi.
A geológiai
bizonyítékok azt is
megmutatják, hogy a tengervíz
sótartalma valójában
igen kevéssé változott
az óceánok keletkezése
és az élet létrejötte
óta, de legalábbis
nem eléggé ahhoz,
hogy ez megmagyarázhassa
vérünk és a tenger
sótartalmának mostani
eltérését.
Az efféle
ellentmondások arra kényszerítenek
minket, hogy a tenger sós
voltának egész kérdését
újra átgondoljuk.
Noha azok
a számadatok, melyek a szárazföldi
hordalék (esők és
folyók), valamint a tenger
talajának szétaprózódása
("sómalom") révén
a tengerbe juttatott sómennyiség
mértékét jelzik,
ésszerűen megalapozottak,
a sótartalom azonban mégsem
emelkedett arra a szintre, amit
a sófelhalmozódási
elmélet alapján várnánk.
Az egyedüli lehetséges
következtetésnek az
tűnik, hogy kell lennie valahol
egy "lefolyónak",
amin keresztül a só
az óceánból
éppoly gyorsan tűnik el,
mint ahogyan odajut.
Mielőtt
elmélkednénk ennek
a gyűjtőnek a természetéről,
valamint arról, hogy mi történik
a rajta keresztüláramló
sóval, meg kell tárgyalnunk
a tenger fizikájának,
kémiájának
és biológiájának
néhány vonatkozását.
A tengervíz
élő és halott szervezetek,
valamint oldott vagy szuszpendált
szervetlen vegyületek bonyolult,
híg levese.
Legjelentösebb oldott alkotórészei
szervetlen sók.
A kémia
nyelvén a "só"
szó vegyületek olyan
osztályát jelöli,
melynek a nátrium-klorid
- a közönséges
konyhasó - csak egyik tagja.
A Földön a tengervíz
összetétele helyről-helyre
változik, ezenkívül
függ a felszín alatti
mélységtől is. Az
eltérések az összsótartalomhoz
viszonyítva csekélyek,
de az óceán folyamatainak
részletes értelmezésében
fontos szerepet kapnak.
Jelen feladatunk, a sószabályozás
általános működésének
megtárgyalása során
azonban ezeket a változásokat
figyelmen kívül hagyjuk.
Az átlagos
tengervízminta 3.4 súlyszázalék
szervetlen sót tartalmaz,
ennek 90%-a nátrium-klorid.
A kijelentés szigorúan
tudományos értelemben
nem pontos, mivel a szervetlen sók
vízben oldódásuk
során két ellentétes
töltésű, különálló,
atomi méretű részre
válnak szét, a nátrium-klorid
tehát pozitív nátrium-
és negatív kloridionra
bomlik. Oldatban a kétféle
ion a környező vízmolekulák
között többé-kevésbé
szabadon mozog. Ez meglephet minket,
mivel az ellentétes elektromos
töltések vonzzák
egymást és normális
esetben ionpárként
együtt maradnak.
Ha oldott állapotban nem
így viselkednek, annak az
az oka, hogy a víz képes
az ellentétes töltésű
ionok közötti elektromos
erőt nagymértékben
gyengíteni.
Két különböző
sóoldatot - például
nátrium-kloridot és
magnézium-szulfátot
- összekeverve mindössze
annyit mondhatunk az eredő oldatról,
hogy az négyféle ion
- nátrium, magnézium,
klorid és szulfát
keveréke.
Megfelelő körülmények
között igazából
egyszerűbb az elegyből nátrium-szulfátot
és magnézium-kloridot
kiválasztani, mint a kiindulási
sókat, a nátrium-kloridot
és a magnézium-szulfátot.
Szigorúan véve ezért
az a kijelentés, hogy a tengervíz
nátrium-kloridot tartalmaz,
helytelen, valójában
a nátrium-kloridot alkotó
ionokat tartalmazza.
Vannak benne ezenkívül
magnézium- és szulfátionok,
valamint jóval kisebb mennyiségben
más ionos összetevők
is - kalcium, bikarbonát
és foszfátionok -,
melyek a tengerben végbemenő
életfolyamatokban nélkülözhetetlen
szerepet játszanak.
Az élő
sejt egyik kevéssé
ismert feltétele, hogy-néhány
kivételtől eltekintve - sem
belső folyadékainak sem külső
környezetének sótartalma
ne haladja meg néhány
másodpercnél hosszabb
időre a 6%-os értéket.
Néhány élőlény
képes olyan pocsolyákban
és tavakban élni ahol
ez az érték magasabb;
de ezek olyan szokatlanul furcsa
és különleges lények,
mint a forró vízben
is túlélésre
képes mikroorganizmusok.
Különleges alkalmazkodásukat
az élővilág többi
részének jóváhagyása
tette lehetővé. Ez biztosítja
számukra az oxigén
és a táplálék
megfelelő formáját
és teszi lehetővé
annak eljuttatását
a sós pocsolyákba
és a hőforrásokba.
Külső segítség
nélkül ezek a különös
teremtmények nem lennének
képesek a túlélésre,
a majdnem-halálos környezetükhöz
történő figyelemre méltó
alkalmazkodásuk ellenére.
A sórákok például
különleges, szívós
páncéllal rendelkeznek,
ami - hasonlóan a tengeralattjáró
burkolatához - a víz
számára átjárhatatlan.
Ez teszi őket képessé
a bennünk is kialakult egyszázalékos
sótartalom fenntartására,
noha rendkívül sós
vízben élnek. A szívós
héj védelme nélkül
ezek a lények másodpercek
alatt kiszáradnának
és összezsugorodnának,
mivel gyenge belső sóoldatuk
víztartalma kiáramlana,
hogy a sós pocsolyák
erősebb sóoldatát
felhígítsa.
A víznek
ez a tulajdonsága - vagyis
hogy hajlamos a gyengébb
oldat felől az erősebb felé
mozogni - példa a fizikai
kémikusok által ozmózisnak
nevezett jelenségre.
Ozmózis akkor megy végbe,
ha az alacsonyabb sótartalmú
oldatot - vagy tulajdonképpen
bármilyen más oldott
anyagot is - a nagyobb töménységű
oldattól olyan fal választja
el, ami csak a vizet engedi át,
a sókat nem. A víz
a gyengébb oldat felől az
erősebb felé folyik, hogy
azt felhígítsa. Ha
az egyéb feltételek
nem változnak, akkor a folyamat
addig folytatódik, amíg
a két oldat egyensúlyba
nem kerül.
Az áramlás megállítható,
ha vele szemben mechanikai erőt
alkalmazunk.
Az ellenhatás neve ozmózisnyomás,
működése pedig az oldott
anyag természetétől
és a két oldat töménységének
eltérésétől
függ.
Az ozmózisnyomás igen
nagy lehet. Ha a sórák
páncélzata átengedné
a vizet, az a nyomás, amit
a ráknak kiszáradása
megakadályozásához
ki kellene fejteni,150 kilogramm
lenne négyzetcentiméterenként.
Ez megegyezik egymérföldnyi
vízoszlop nyomásával.
Ugy is fogalmazhatnánk, hogy
ha a ráknak a belső működéséhez
a vizet a sóstóból
kellene vennie, akkor olyan belső
szivattyúval kellene rendelkeznie,
ami képes azt egymérföldes
mélységű kútból
kiemelni.
Az ozmózisnyomás
ezek alapján a belső és
a külső sótartalom eltérésének
következménye. A legtöbb
élőlény - feltéve,
hogy a külső és a belső
töménység egyaránt
a kritikus 6% alatt van - egészen
egyszerűen oldja meg a jelentkező
problémát.
Az abszolút érték
az, ami fontos, mert ha az élő
sejt 6% feletti külső vagy
belső sótartalommal kerül
szembe, akkor szó szerint
darabjaira esik szét.
Az életfolyamatok
nagyrészt a makromolekulák
közötti kölcsönhatásokból
állnak. Rendszerint események
aprólékosan programozott
egymásutánja megy
végbe. Ennek során
például két
nagy molekula megközelíti
egymást, majd gondos helyezkedés
után egy darabig szorosan
összetapadnak, ezalatt anyagokat
cserélnek ki, végül
szétválnak.
A megfelelő illeszkedést
a molekulákon különféleképpen
elhelyezkedő elektromos töltések
segítik.
Az egyik molekula pozitív
töltésű felületei
pontosan kapcsolódnak a másik
negatív töltésű
részeihez. Az élő
szervezetek esetén ezek a
kölcsönhatások
vizes közegben ugyanúgy
mennek végbe, de ott az oldott
ionok jelenléte módosítja
a makromolekulák természetes
elektromos vonzását,
és lehetővé teszi
számukra, hogy megfelelő
előrelátással és
nagyfokú pontossággal
közelítsék meg
egymást és kapcsolódjanak
össze.
A valóságban
a makromolekulák negatív
felületei körül pozitív,
a pozitív felületek
körül pedig negatív
ionok csoportosulnak. Az ionfelhő
olyan árnyékolóernyőként
működik, ami a környező
töltést részben
semlegesíti, csökkentve
ezáltal a makromolekulák
egymásra irányuló
vonzását.
Minél nagyobb a sókoncentráció,
annál nagyobb az ionok árnyékoló
hatása, annál gyengébbé
válnak a vonzerők.
Ha a töménység
túl nagy, a makromolekulák
kölcsönhatása megszűnhet
és a sejtműködés
adott része felmondja a szolgálatot.
Ha a sókoncentráció
túl alacsony, akkor a közeli
makromolekulák közötti
vonzerő ellenállhatatlanul
megnő, a molekulák nem képesek
szétválni és
a reakciók megszokott sorrendje
ismét csak felborul- ezúttal
másfajta okból.
Az élő
sejt felületi membránját
alkotó anyagot ugyanazok
az elektromos erők tartják
össze, melyek a makromolekuláris
folyamatokban vesznek részt.
Ez a burkolóhártya
teszi lehetővé, hogy a sejt
belsejének sótartalma
a megengedhető határok között
maradjon. Noha alig vastagabb, mint
a szappanbuborék fala, éppoly
hatásosan megakadályozza
a sejt anyagának elszivárgását,
ahogyan a hajótest vagy a
repülőgép törzse
is megvéd a víz vagy
a kinti levegő ellen.
Azonban az élő sejt vízzárósága
egészen más eredetű,
mint a hajótesté.
Utóbbi passzív és
statikus működésű, míg
a sejt fala a biokémiai folyamatok
aktív és dinamikus
alkalmazásával látja
el feladatát.
A minden
élő sejt körül
megtalálható vékony
film olyan ionpumpát tartalmaz,
ami a sejt szükségleteinek
megfelelően válogatva cseréli
ki a belső és a külső
ionokat.
Elektromos erőhatás teszi
lehetővé, hogy a sejtmembrán
erre a célra elegendően rugalmas
és erős legyen.
Ha a sókoncentráció
a membrán bármelyik
oldalán meghaladja a kritikus
6%-ot, akkor a hártyát
összetartó elektromos
töltések körül
csoportosuló, a sóoldatból
származó ionok árnyékoló
hatása túlságosan
erőssé válik. A mechanikai
feszültség csökken,
az elgyengült membrán
szétbomlik, a sejt darabokra
hullik.
A sós tavak halofilikus (sókedvelő)
baktériumainak nagymértékben
specializálódott membránjait
kivéve ez a sótartalom-határ
valamennyi élőlény
sejthártyájára
vonatkozik.
Látható
tehát, hogy az elektromos
erők működésétől
erősen függő élő szervezetek
miért csak akkor maradhatnak
életben, ha a környezet
sótartalma biztonságos
határok között
mozog és semmiképp
sem éri el a 6%-os kritikus
felső határt.
A fenti
ismeretek fényében
kezdjük elveszíteni
érdeklődésünket
az eredeti kérdés
iránt, vagyis hogy miért
sós a tenger.
A szárazföldi hordalék
és a tengerfenék szétaprózódása
egyszerű magyarázatot nyújt
az óceánok jelenlegi
sótartalmára. Fontosabb
az alábbi kérdés:
miért nem sósabb a
tenger?
Gaiával egy pillanatra összekacsintva
azt felelném: azért,
mert az óceánok sótartalma
az élet megjelenése
óta biológiai ellenőrzés
alatt áll.
A következő kérdés
nyilvánvaló: hogyan?
Itt a dolog azután el is
akadt, mivel amit valójában
ki kell derítenünk és
meg kell tudnunk, az nem a só
tengerbe jutásának,
hanem sokkal inkább az onnan
való távozásának
módja.
Ismét a lefolyóhoz
jutottunk tehát.
Keressük a sóeltávolítás
folyamatát, aminek valamilyen
módon a tenger élővilágához
kell kapcsolódnia - amennyiben
helytállóak a Gaia
beavatkozására vonatkozó
elképzeléseink.
Fogalmazzuk
újra a kérdést.
Viszonylag megbízható
közvetett és közvetlen
bizonyítékokkal rendelkezünk
arról, hogy a tengervíz
sótartalma többszáz
millió, vagy esetleg többezer
millió év alatt igen
keveset változott.
Azoknak
az ismereteknek a fényében,
melyek arra vonatkoznak, vajon mennyire
voltak képesek az említett
igen hosszú időszak során
a tengerekben sokasodó élőlények
a sós környezetet elviselni
kijelenthetjük, hogy a sótartalom
semmiképpen sem haladhatta
meg a 6%-ot. (Összehasonlításképpen:
a jelenlegi érték
3.4%).
De még ha el is érte
volna akárcsak a 4%-ot, a
tenger élővilága már
akkor is a kövületekben
talált szervezetektől egészen
eltérő irányba fejlődött
volna.
Az eső és a folyók
által a tengerbe mosott évi
80 millió tonnás sómennyiség
viszont az óceánok
jelenlegi egész sótartalmával
egyezik meg. Ha ez a folyamat az
óceánok kialakulása
óta ellenőrizetlenül
folyna, akkor azok az élet
fő vonala számára
már mind túl sósak
lennének.
Ezért
léteznie kell valamilyen
eszköznek, ami éppoly
gyorsan távolítja
el a tengerből a sót, ahogyan
az odakerül.
Az óceanográfusok
régen felismerték,
hogy léteznie kell hasonló
folyamatnak.
Azonosítására
számos kísérlet
történt. A különféle
felmerülő elméletek
alapvetően valamennyien szervetlen
mechanizmusokra épültek,
egyik sem vált azonban általánosan
elfogadottá.
Broecker kijelentette, hogy a nátrium-
és magnéziumsók
tengerből való távozásának
a módja egyike a kémiai
óceanográfia megoldatlan
nagy titkainak. Ráadásul
két problémát
kell megoldani, mert a pozitív
nátrium- és magnéziumionokat,
valamint a negatív klorid-
és szulfátionokat
külön kell kezelni, hiszen
vizes közegben a pozitív
és negatív ionok külön-külön
vannak jelen.
Ami a kérdést még
tovább bonyolítja:
szárazföldi hordalék
útján több nátrium-
és magnéziumion kerül
a tengerbe, mint klorid- és
szulfátion. Ezért
a többségben lévő
nátrium- és magnéziumionok
pozitív töltését
az elektromos stabilitás
érdekében negatív
töltésű alumínium-
és szilíciumionokkal
kell kiegyensúlyozni.
Broecker
kísérletképp
felvetette, hogy a nátriumot
és a magnéziumot a
folyamatosan a tengerfenékre
hulló törmelék
távolítja el, melyek
így az üledék
részévé válnak,
esetleg valamilyen módon
az óceán talaját
alkotó ásványokkal
vegyületeket képezve.
Egész
más folyamatoknak kell a
negatív klorid- és
szulfátionok eltávolításáról
és felhasználásáról
gondoskodnia.
Broecker rámutat, hogy a
tenger elszigetelt nyúlványaiban
- például a Perzsa-öbölben
- a víz gyorsabban párolog,
mint ahogyan oda eső vagy a folyók
útján visszajut. Ha
az elpárolgás hosszantartó,
akkor a só hatalmas telepekben
kristályosodik ki, melyeket
a természetes geológiai
folyamatok végül befednek
és eltemetnek.
Az egész világon megtalálhatók
ezek a nagy sóágyak
a föld mélyében,
a kontinentális talapzat
alatt, de még a felszínen
is.
A fenti
folyamatok több százmillió
évesek. Ez egybevág
a sótartalom alakulásának
adataival - kivéve egy lényeges
pontot.
Ha feltételezzük, hogy
a tenger elszigetelt nyúlványainak
kialakulása és a Föld
kérgének megemelkedései-
melyek a sóágyak eltemetődését
okozták - teljes egészében
szervetlen folyamatokra vezethetők
vissza, akkor azt is el kell fogadnunk,
hogy ezek térben és
időben teljesen egyenletesek.
Ez magyarázhatja
ugyan a tengerek átlagos
sótartalmának elviselhető
határok között
maradását, a szabályozási
folyamatok véletlen természetéből
eredően azonban elkerülhetetlenül
nagy és pusztító
ingadozásoknak kellett volna
fellépniük.
Fel kell
tennünk azt a kérdést,
hogy vajon az élő anyag -
amiben a tenger bővelkedik - módosíthatta-e
az események irányát
és közreműködik-e
még most is ennek a bonyolult
problémának a megoldásában?
a dolgot azzal kezdjük, hogy
áttekintjük a szóbajöhető
élő alkotórészeit
annak a gépezetnek, mely
képes az efféle műszaki
vívmány megvalósítását
lehetővé tenni.
A világ
élő anyaga tömegének
nagyjából a fele a
a tengerekben található.
A szárazföldi élet
nagyobbrészt kétdimenziós,
mert a gravitáció
a szilárd felszínhez
köti őket, de a tengeri szervezetek
és a tenger fajsúlya
körülbelül megegyezik.
Az élet megszabadult A gravitációs
kötöttségektől,
és így háromdimenziós.
A Nap energiáját felfogó
és azt a fotoszintézisként
ismert folyamat útján
táplálékká
és oxigénné
alakító elsődleges
életformát - főleg
szabadon lebegő sejtek alkotják
-, mely ily módon energiával
látja el az egész
óceánt szemben a szárazföldek
földhöz kötött
fotoszintetizáló növényeivel.
A tengerben nincsenek fák,
nincs is szükség rájuk.
Nincsenek legelésző fűevők
sem, csak nagy, legelésző
húsevők - bálnák
melyek apró rákfélék
milliárdjait, a krillt begyűjtve
táplálkoznak.
A tenger
élőlényeinek sorát,
a legfontosabb termelőket az egysejtű,
szabadon lebegő mikroszkopikus növényzet,
a mikroflóra milliós
seregei nyitják meg, melyet
a biológusok fotoplanktonnak
neveznek.
Ez a sereg jelenti a legelőt a zooplankton
néven ismeretes, szintén
mikroszkopikus állatok számára,
melyekkel azután más
teremtmények, egyre nagyobb
testű és ritkább húsevők
egész sora táplálkozik.
A szárazföldekkel
ellentétben a tengerben az
apró, egysejtű állatkák
és moszatok vannak számszerű
többségben. Ezek csak
az óceánok felső 100
métereses napsütötte
rétegében élnek
meg. Különösen figyelemreméltók
a sárgamoszatok, melyek mészkő
héja gyakran tartalmaz egy
csepp olajat, ami egyaránt
szolgál lebegő bólyaként
és élelemraktárként,
valamint a kovamoszatok, egy olyan
algafajta, aminek kovatartalmú
vázfalai vannak. Ezek és
mások alkotják az
eufotikus zónának
nevezett összetett és
változatos flórát.
Érdemes
a kovamoszatok óceáni
szerepét részletesebben
megvizsgálni. Ezek és
közeli rokonaik, a sugárállatkák
különösen gyönyörűek.
Vázuk opálból
van, változatos, bonyolult
és mindig nagyszerű mintákat
alkotva.
Az opál a rendszerint kovasav
néven ismert szilícium-dioxidnak,
a homok és kvarckristály
fő anyagának féldrágakő
formája.
A szilícium
a földkéreg egyik leggyakoribb
eleme. Az agyagtól a bazaltig
a legtöbb kőzet tartalmazza
vegyület formájában.
A biológia számára
nem általános jelentőségű
- kevés szilícium
van bennünk, vagy abban, amit
eszünk - de a tengeri élet
kulcseleme.
Broecker
kiderítette, hogy a szárazföldről
a tengerbe mosott szilikáttartalmú
ásványok kevesebb,
mint egy százaléka
marad a felszíni vizekben.
Másrészről a kovasav-só
arány jóval magasabb
a halott, körülzárt
sós tavakban, mint a tengerben,
ahogy az el is várható
olyan környezetben, ahol a
feltételek közel vannak
a kémiai egyensúlyhoz.
A kovasavat
a maguk számára felhasználó
kovamoszatok - melyek csak a tengerben
virágzanak, a sóval
telített tavakban pedig nyilvánvalóan
nem - rövid életüket
a felszíni vizekben töltik.
Pusztulásuk után az
óceán fenekére
süllyednek, opálos csontvázuk
üledékként halmozódik
fel, évente mintegy 300 millió
tonna kovasavat juttatva az üledékes
kőzetekbe. Ezeknek a mikroorganizmusoknak
az életciklusa felelős tehát
a tenger felszíni vizeinek
szilíciumhiányáért
és ez okozza a kémiai
egyensúlytól való
jelentős eltérést.
A kovasav
felhasználásának
és szabályozásának
ez a biológiai folyamata
hatásos eljárásnak
tűnik a tengerben található
mennyiség szintentartására.
Ha például a folyók
növekvő mennyiségű kovasavat
mosnának a tengerbe, a kovamoszat-népesség
minden bizonnyal növekedésnek
indulna és - feltéve,
hogy elegendő nitrát- és
szulfáttartalmú tápanyag
is rendelkezésre állna
- ez csökkentené az
oldott kovasavszintet.
Ha ez a szint a normális
szükséglet alá
süllyedne, akkor a kovamoszat-népesség
addig csökkenne, amig a felszíni
vizek szilikáttartalma a
jólismert módon ismét
fel nem dúsulna.
Feltehetjük
hát a kérdést,
hogy vajon ez a szilikátszabályozási
módszer azt az általános
mintát követi-e, ahogyan
Gaia a tengervíz összetételét,
nevezetesen sótartalmát
szabályozza?
Vajon így avatkozik-e be
az élet a csupán szervetlen
folyamatokat feltételező
Broecker-elmélet érdekében
a tengervíz sótartalmának
szabályozása során?
A bolygó
működésének szempontjából
az a kovamoszatok és a sárgamoszatok
életciklusának jelentősége,
hogy elpusztulásukkor puha
részeik feloldódnak,
bonyolult vázuk és
héjuk pedig a tenger fenekére
süllyed. Ezek az óceanográfusok
által "mészvázasnak"
nevezett szervezetek, melyek folyamatos
árama halálukban éppoly
szép, mint életükben,
eonokon keresztül a tengerfenékre
hullottak és a sárgamoszatokból
hatalmas kréta- és
mészkőágyakat, a kovamoszatokból
pedig szilikáttelepeket hoztak
létre.
Az elpusztult
szervezetek áramlása
nem is annyira temetési menet,
inkább Gaia által
készített szállítószalag,
ami az alkatrészeket a felszíni
rétegek termelőegységeiből
a tengerek és szárazföldek
mélyén fekvő raktárakba
szállítja.
A lágy szerves anyag egy
része egész úton
együtt halad a szervetlen vázakkal,
végül pedig eltemetett
fosszilis tüzelőanyaggá,
kéntartalmú érccé
vagy tiszta kénné
alakul. Az egész folyamat
élvezi a beépített,
rugalmas szabályozórendszerek
előnyeit, melyek az élő szervezetek
környezeti változásokra
való reagálásának,
valamint a túlélést
kedvezően befolyásoló
feltételekhez való
alkalmazkodásának
és átalakulásának
képességén
alapulnak.
Most lássunk
néhány feltételezést
azokról a gaiai módszerekről
melyek a sótartalom szabályozására
hivatottak. Noha ezek még
nem bizonyítékok,
úgy vélem, hogy az
elképzelések elég
szilárdak ahhoz, hogy részletes
elméleti és kísérleti
tanulmányozás alapjául
szolgáljanak.
Kezdjük
az óceáni szállítószalag-rendszer
felgyorsításának
lehetséges módjával.
Valószínűnek
tűnik Broecker azon feltevése,
hogy a sók éppúgy
a lefelé szálló
állati és növényi
törmelékek foglyaként
jutnak az üledékbe,
ahogyan a közönséges
eső viszi magával a levegő
porszemeit. Lehetséges, hogy
léteznek olyan kemény
héjú egysejtűek vagy
más állatfajok, melyek
a sótartalomra különösen
érzékenyek és
gyorsan elpusztulnak, mihelyt a
szint akár csak töredéknyivel
is a normális fölé
emelkedik. Vázuk lehull és
magával viszi a sót
a tengerfenékre, csökkentve
így a felszíni vizekben
annak hatásos mennyiségét.
Az a sómennyység,
amit ez a folyamat képes
az óceánból
eltávolítani, túl
kicsiny ahhoz, hogy közvetlen
bizonyítéka legyen
az általunk keresett lefolyónak.
Azonban a mészvázasok
lerakódási sebessége
és a sószint közötti
kapcsolat - mint látni fogjuk
- része lehet a tengerek
sótartalmát szabályozó
eljárásnak.
A kloridok
és szulfátok eltávolítására
egészen más lehetőség
adódik Broecker feltételezéséből.
Ő úgy vélte, hogy
a sótöbblet párlat
formájában halmozódik
fel a sekély öblökben,
az elzárt lagúnákban
és a tenger elszigetelt nyúlványaiban.
Itt a párolgás gyors
és a tengervíz beáramlása
egyirányú. Engedjük
meg magunknak azt a merész
feltételezést, hogy
a lagúnák a tengeri
élővilág jelenlétének
következtében alakultak
ki. Ha ez a folyamat azután
homeosztázist eredményezett,
akkor a dolog megoldhatja Broecker
problémáját
és megmagyarázhatja
annak a sóeltávolítási
folyamatnak a kiegyensúlyozottságát,
ami olyan párlatok kialakulásán
alapul, melyek nyilvánvalóan
merőben véletlen szervetlen
hatások eredményeként
jöttek létre.
Az ember
lehetőségein messze túlmutató
műszaki feladatnak tűnik, hogy olyan
óriási gátat
építsen a trópusi
területeken, amelyek alkalmasak
a tenger több- ezer négyzetkilométernyi
részének lezárására.
A korallzátonyok azonban
jóval nagyobbak, mint bármely
emberalkotta mű, az ősidők stromatolit
zátonyai pedig még
hatalmasabbak voltak.
Ezek az élő szervezetek együttműködésének
segítségével
gaiai léptékben készültek,
mérföldmagas és
ezermérföldnyi hosszúságú
falakkal. Lehetséges volna,
hogy az Ausztrália északkeleti
partjai előtt fekvő Nagy-korallzátony
egy párologtató lagúna
részben befeiezett építménye?
Még
ha gaiai szempontból nincs
is jelentősége, a példa
jól mutatja, hogy meglehetősen
egyszerű élő teremtmények
az eonok során mire voltak
képesek együttműködésük
révén, ez pedig más
lehetőségeken való
fejtörésre is felbátorít
minket.
Már
láttuk, hogyan változtatták
meg az élőlények világszerte
a légkört.
Mit kezdjünk a vulkáni
tevékenységgel és
a szárazföldek vándorlásával?
Mindkettő bolygónk belső
mozgásainak következménye,
de hátha Gaia is közreműködik?
Ha a dolog
így áll, akkor biztosíthatja-e
ez a lagúnaépítés
kiegészítő mechanizmusát,
teljesen függetlenül a
tengerfenék szétaprózódásában
és az üledékforgalomban
játszott elsődleges szereptől?
Az efféle
feltételezések semmiképp
sem olyan légből kapottak,
mint amilyeneknek látszanak.
Az óceanográfusok
ma már úgy vélik,
hogy a tengeralatti vulkánok
némely esetben biológiai
tevékenység végeredményei.
Az összefüggés
egész egyszerű. Az óceán
fenekére hulló üledék
nagyrésze tiszta kovasav.
A felgyülemlő lerakódás
nyomása a tengerfenék
vékony, képlékeny
kőzetére idővel eléggé
megnő ahhoz, hogy a talajt behorpassza,
így még több
üledék jut a mélyedésbe.
Ezalatt az egyre vastagabb kovasavréteg,
mivel laza szerkezete a gyapjútakaróhoz
hasonlóan jó hőszigetelővé
teszi, meggátolja a hő elvezetését
a Föld belsejéből.
Az üledék
alatti területen a hőmérséklet
nő, az alul fekvő kőzet még
lágyabb lesz, a réteg
deformálódik, újabb
sor üledék rakódik
a bemélyedésbe, a
hőmérséklet pedig
méginkább emelkedik.
Ez a pozitív visszacsatolás
állapota.
Végül a hőmérséklet
elég nagy lesz ahhoz, hogy
képes legyen a tengerfenék
kőzetét megolvasztani. Ekkor
vulkanikus láva ömlik
ki.
Így jöhettek létre
a vulkanikus szigetek, talán
némelykor a lagúnák
is.
A partközeli
sekélyebb vizekben hatalmas
mészlerakatok képződnek.
Ezek néha kréta vagy
mészkő formájában
a felszínre jutnak. Máskor
meg lehúzódnak az
alsó forró kőzetekbe,
ahol áramlásuk a sziklákat
megolvasztva segíti a vulkánok
képződését.
Egy élettelen
tengerben az események fenti
sorát kiváltó
üledék soha nem kerülhetett
volna a megfelelő helyre.
A halott bolygókon is vannak
vulkánok, de a Marson található
nagyméretű Nix Olympusból
ítélve jelentősen
különböznek földi
megfelelőiktől.
Ha a tenger
fenekét Gaia alakította
át, akkor azt valamilyen
természetes irányzatot
felhasználva tette, előnyére
fordítva azt.
Természetesen
nem tételezem fel, hogy az
összes vagy majdnem az összes
vulkánt biológiai
tevékenység hozta
létre, de számba kell
vennünk azt a lehetőséget,
hogy az élővilág saját
javára használta ki
a vulkánkitörés
valószínűségét.
Ha elképzelésünk,
miszerint a bioszféra saját
érdekében beleavatkozott
a földkéreg nagyobb
kitüremkedéseinek keletkezésébe,
még mindig sérti a
józan észt, érdemes
arra emlékezni, hogy esetenként
az emberalkotta gátak is
földrengéseket okoztak,
mert megváltoztatták
a súlyeloszlást a
környező tengerben.
Egy korallzátony vagy az
üledék tömegének
zavaró hatása sokszorta
nagyobb.
A sótartalomról
és szabályozásáról
folytatott értekezésünk
hiányos és nagyon
általános.
Gyakorlatilag nem szóltam
az óceán sótartalmának
helyről-helyre történő
változásáról,
nem említettem az olyan sóalkotókat,
mint a foszfát- és
nitrátionok - melyek elsődleges
tápforrások és
még mindig rejtélyt
jelentenek az óceanográfusok
számára -, nem beszéltem
az óceánfenék
nagy területein megtalált
mangántartalmú göröngyökről,
melyek kétségtelenül
biológiai eredetűek, sem
az óceáni áramlatok
és a keringési rendszer
bonyolultságáról.
Ezek mind olůan folyamatok vagy
azok részei, melyek közvetve
vagy közvetlenül az élő
anyag jelenlétére
hatnak, illetve annak hatása
alatt állnak.
Alig érintettem a tengeri
élőlények többezer
faja közötti ökológiai
viszonyok kérdését,
vagy azt a problémát,
hogy az ember szándékos
vagy véletlen beavatkozása
okozhat-e ellenhatásokat
az óceánok fizikájában
és kémiájában,
következésképpen
saját jólétünkben.
Lehet-e például a
bálnák lemészárlásának
- ami ezeknek a csodálatos
emlősöknek a kipusztításához
vezethet - más, messzeható
következménye is, függetlenül
attól, hogy ez egyébként
örökre megfoszt bennünket
ettől a különleges társaságtól?
A fenti
hiányosságok részben
a helyszűkének, méginkább
pedig a megbízható,
szilárd információk
hiányának köszönhetők.
Szerencsére már történtek
lépések információs
raktárunk üres polcainak
megtöltésére.
Nincs mindig szükség
"Nagy Tudomány"
méretű költekezésre.
Pár
éve néhányunk
résztvett egy szerény
munkában.
A cél Gaia néhány
olyan különös, de
semmiképp sem lényegtelen
tevékenységének
tanulmányozása volt,
melyek valamivel kisebb kiterjedésűek,
mint az az átfogó
műszaki tevékenység,
amiről eddig szó volt.
1971-ben
két munkatársammal,
Robert Maggs-szel és Roger
Wade-dal a dél-walesi Barry-bői
indultunk útnak egy mindössze
párszáz tonnás
vízkiszorítású
kutatóhajón az Antarktisz
felé. Fő célunk geológiai
megfigyelések elvégzése
volt. Mindhárman létszámfelettiek
voltunk, így szabadon használhattuk
a hajót mozgó megfigyelőállásként,
miközben az déli irányba,
küldetésének
teljesítése felé
úszott.
Pontos feladatunk annak megvizsgálása
volt, hogy miként megy végbe
a kénforgalom egyensúlyban
tartása, beleértve
egy előzőleg ismeretlen, de potenciálisan
fontos alkotórészt,
a dimetil-szulfidot is.
A kénhiány
rejtélye néhány
évvel korábbról
származik.
A kén körforgását
tanulmányozó tudósok
akkor kiderítették,
hogy a folyók rendszeresen
több ként mosnak a szárazföldről
a tengerbe, mint amennyi az összes
szárazföldi forrásból
eredhet.
Számításba
vették a kéntartalmú
kőzetek elporladását,
a talajból a növények
által kivont ként,
valamint a szerves tüzelőanyagok
elégetése következtében
a levegőbe kerülő menynyiséget
is.
Azonban még mindig évi
százmillió tonna nagyságrendű
hiánnyal álltak szemben.
E.J. Conway, követve azt az
elképzelést, hogy
a hiányzó kén
valószínűleg a légkörön
keresztül jut a tengerből a
szárazföldre, a kénhidrogént
támogatta, azt a kellemetlen
szagú gázt, ami miatt
a régimódi iskolai
kémiát egyszerűen
a "büdös" jelzővel
illették.
Csapatunk
kétségbe vonta ezt
az egyszerű magyarázatot.
Egyrészt sem mi, sem más
nem talált soha elegendő
kénhidrogént ahhoz,
hogy az megmagyarázhassa
az eltérést. Másrészt
a kénhidrogén olyan
gyorsan reagál az oxigénben
gazdag tengervízzel, nem-illó
anyagokat képezve, hogy sosem
lenne ideje a tenger felszínének
eléréséhez
és a levegőbe jutáshoz.
Munkatársaim és jómagam
inkább a dimetil-szulfidot
részesítettük
előnyben, amikor azt a közvetítőt
keressük, ami a hiányzó
ként keresztüljuttatja
a levegőn.
Ez a gáz
alkalmasabb a szerepre, mivel bomlása
oxigén jelenlétében
jóval lassúbb, mint
a másik pályázóé,
a kénhidrogéné.
Jó okunk van a dimetil-szulfid
támogatására.
Frederick Challenger, a Leedsi Egyetem
professzora sokéves kísérletezéssel
igazolta, hogy metilcsoport hozzáadása
bizonyos kémiai elemekhez
(az úgy nevezett metilezés)
olyan eljárás, amit
az élő szervezetek gyakran
átvettek, hogy nemkívánt
anyagokat gázokká
vagy gőzökké alakítva
megszabaduljanak azok feleslegeitől.
A kén, higany, antimon és
arzén metilvegyületei
például mind sokkal
illékonyabbak, mint maguk
az elemek.
Challenger kiderítette, hogy
a tengeri növények sok
faja - a moszatokat is beleértve
- képes ily módon
nagymenynyiségű dimetil-szulfid
előállítására.
Az egész
úton tengervízmintákat
gyűjtöttünk, és
annyi dimetil-szulfidot találtunk,
hogy az számunkra akkor elegendőnek
tűnt a kénhordozó
szerepének eljátszásához.
Később azonban Peter Liss
számítások
segítségével
arról győzött meg minket,
hogy a nyílt tengerből vett
mintáink tartalma alapján
nem lehetne elég dimetil-szulfid
az óceánban ahhoz,
hogy létrehozza és
fenntartsa azt a jelentős méretű
gázáramot, amire a
hiányzó kénnel
való elszámoláshoz
szükség van.
Még később ismertük
csak fel, hogy a Shackleton útvonala
nem érintette azokat a tengerrészeket,
ahol nagymértékű dimetil-szulfid
előállítás
folyik.
Ezen anyag elsődleges forrása
- ahogy azóta rájöttünk
- nem a viszonylag kihalt nyílt
tenger, hanem az élő anyagban
gazdag partközeli vizek.
Itt találhatók az
alganövényzet egyes
olyan fajai, melyek a kénnek
a tengervíz szulfátionjaiból
való kivonására
és annak dimetil-szulfiddá
alakítására
meglepően hatásos eljárással
rendelkeznek. Ilyen a legtöbb
parton megtalálható
nagy hólyaghínárhoz
társul.
Annyira hatékony dimetil-szulfid
előállító,
hogy ha részben tengervízzel
töltött zárt kancsóba
tesszük és félórára
magára hagyjuk, akkor elég
dimetil-szulfidot fejleszt ahhoz,
hogy a légtérben lévő
gőz majdnem gyúlékonnyá
váljon.
Szerencsére a dimetil-szulfid
szaga messze van a kénhidrogénétől.
Oldott alakjának kellemes
illata a tengerre emlékeztet.
Noha állításaink
bizonyításához
még további vizsgálatokra
van szükség, ésszerűnek
tűnik az a feltételezés,
hogy a kontinentális talapzatok
feletti tengerekben előállított
dimetil-szulfid a kén keresett
hordozója.
Sok moszatfajnak egyaránt
létezik sós- és
édesvízi alakja is.
Ishida japán tudós
nemrég kimutatta, hogy a
Polysiphonia fastigiata mindkét
alakja képes dimetil-szulfid
előállítására,
a hatékony enzimrendszer
azonban csak tengervízben
lép működésbe.
Ez olyan biológiai eszköz
meglétét tételezi
fel, ami képes a dimetil-szulfidot
- megfelelő helyen történő
előállításával
- a kén körforgásába
bekapcsolni.
A biológiai
metilezés folyamatának
van árnyoldala is.
A tengermélyi iszapban élő
baktériumok tökélyre
fejlesztették az eljárást:
az összes mérgező elemet
- higanyt, ólmot és
arzént - illékony
metilezett formájává
tudják alakítani.
Ezek a gázok a tengervízen
keresztül kerülnek a felszínre
és mindenhová eljutnak,
beleértve a halak szervezetét
is.
Átlagos körülmények
között mennyiségük
túl kicsiny ahhoz, hogy mérgező
legyen.
Néhány éve
azonban a japán ipar a Japán
Beltenger partjainál dimetil-higanyt
ürített a tengerbe,
így annak tengervízbeli
töménysége elegendő
volt ahhoz, hogy a halakat az ember
számára mérgezővé
tegye. Valamennyien, akik ettek
a halból, Mimamata kórt
kaptak, ami a különös
és borzalmas természetű
metiles higanymérgezés
helyi elnevezése. Sokan egy
életre nyomorékká
váltak.
A természetes
higanymetilezési folyamat
nem jut el eddig a szélsőségig.
Nem így az arzén.
A múlt
században bizonyos tapétákat
arzénből készült
zöld festékkel színeztek.
Nedves, penészes, rosszul
szellőzött házakban
a penész a tapétában
lévő arzént halált
okozó gázzá,
trimetil-arzénná alakította.
Az így díszített
hálószobákban
alvók örökre elszenderedtek.
A mérgező
elemek metilezésének
célja még nem teljesen
ismert, de valószínűnek
tűnik, hogy ez a mérgező
anyagok közvetlen környezetből
való eltávolításának
eszköze úgy, hogy azok
közben gázneművé
alakulnak.
A hígítás rendszerint
megakadályozza, hogy a keletkező
gázok más teremtményeknek
árthassanak, de ha az ember
megzavarja a természetes
egyensúlyt, akkor a jótékony
folyamat veszedelmessé válik,
megnyomorító illetve
halálos következményekkel.
Úgy
tűnik, a kén biológiai
metilezésének folyamata
Gaia eszköze arra, hogy biztosíthassa
a tengerben lévő és
a szárazföldön
található kénmennyiség
egyensúlyát.
A vázolt folyamat nélkül
a szárazföld felszínén
lévő, oldható kén
nagyrésze utánpótlás
nélkül már régen
a tengerbe mosódott volna,
ez pedig megzavarta volna a környezeti
alkotóelemeknek azt a finom
egyensúlyát, ami az
élő szervezetek fennmaradásához
szükséges.
A Shackleton
útja során a metiltartalmú
vegyületek másik csoportja
is felkeltette figyelmünket.
Ezek az úgynevezett "halokarbonok"
olyan kémiai anyagok, melyek
a metánhoz hasonló
szénhidrogénekből
keletkeztek úgy, hogy egy
vagy több hidrogénatomot
a fluor-, klór-, bróm-
vagy jódatomok valamelyike
helyettesíti.
A fenti elemcsoportot a vegyészek
összefoglaló néven
halogéneknek hívják.
A szóbanforgó
vizsgálódás
hozta meg utunk legpozitívabb
hozzájárulását
a tudományhoz.
Szerencsére vittünk
magunkkal egy kisméretű berendezést
is, ami képes volt halokarbon
gázok csekély nyomainak
kimutatására. Elsődleges
célunk az volt, hogy kiderítsük,
vajon az aeroszol- hajtógázok
- melyek a dezodoros és rovarirtós
palackokban használatosak
- hatékonyan jelölik-e
meg a levegőt és lehetővé
teszik-e számunkra, hogy
megfigyeljük annak mozgásait,
mondjuk az északi és
a déli félgömb
között.
Ez a kutatás
bizonyos tekintetben túlságosan
is jól sikerült.
Bárhol
jártunk, könnyű volt
a freont kimutatnunk és mennyiségét
megmérnünk.
Ez a felfedezés pedig közvetlenül
elvezetett a jelenlegi, valószínűleg
túlzott aggodalomhoz a gáz
ózonréteget pusztító
képessége miatt.
Készülékünk
két másik halokarbon
gáz meglétét
is felfedte.
Az egyik a szén-tetraklorid,
aminek jelenléte a levegőben
még mindig rejtély,
a másik pedig a metil-jodid,
egy tengeri moszat terméke.
Néhányan
talán emlékeznek azokra
a hosszú tengeri- növény-csíkokra,
melyeket fel szoktak akasztani,
hogy megjósolják belőlük
az időjárást.
Ez egy tengeri moszatfajta, botanikai
neve laminaria (barnamoszat).
A partmenti vizekben növekszik
és képes a tengerből
jódot gyűjteni. Fejlődése
során jelentős mennyiségű
metil-jodidot termel.
A nagy barnamoszatot egy időben
betakarították, majd
elégették, a hamuból
pedig kivonták a jódot.
Valószínűnek tűnik,
hogy - a kén hordozójaként
működő dimetil-szulfidhoz hasonló
módon - a jódot, ezt
a létfontosságú
elemet a metil-jodid szállítja
vissza a levegőn keresztül
a szárazföldre.
Jód
nélkül a pajzsmirigy
nem lenne képes az anyagcsere
sebességét szabályozni,
a legtöbb állat végül
megbetegedne és elpusztulna.
Amikor
felfedeztük a metil-jodidot
a tenger feletti levegőben, nem
voltunk tudatában, hogy annak
legnagyobb része a tenger
kloridionjaival reagál, metil-kloridot
képezve. Először Oliver
Zafiriou hívta fel erre a
nem várt reakcióra
figyelmünket, mi pedig adósai
vagyunk, mivel ez vezetett ahhoz
a felismeréshez, hogy a metil-klorid
a légkör elsődleges
klórt szállító
gáza.
Hagyományos
értelemben ez alig lett volna
több kémiai furcsaságnál,
azonban - ahogyan az előző fejezetben
jeleztük - ma úgy tekintjük
a metil-kloridot, mint az aeroszol-hajtógázok
természetes megfelelőjét,
mivel szintén képes
a sztratoszféra ózonrétegét
elbontani.
A metil-klorid valószínűleg
arra szolgál, hogy az ózonréteg
sűrűségét szabályozza,
ez pedig arra figyelmeztet minket,
hogy a túl sok ózon
éppoly ártalmas lehet,
mint a túl kevés.
Így
tehát egy újabb elem,
a tenger metilhez kapcsolódó
klórja is gaiai szerepre
tart igényt.
Más
létfontosságú
elemeket is találhatunk -
például szelént
- melyek metilszármazékok
formájában jutnak
a tengerből a levegőbe.
Az egyik
kulcselem, a foszfor illékony
vegyületének tengerbeli
forrását azonban mindeddig
még nem sikerült fellelni.
Lehetséges, hogy a foszfátszükséglet
elég kicsi ahhoz, hogy a
kőzetek mállása fedezni
tudja.
Ha viszont ez nem így van,
akkor érdemes feltenni a
kérdést, hogy vajon
a vándormadarak és
halak vonulása nem a foszforkeringés
magasabb gaiai célját
szolgálja-e?
A lazacok és angolnák
fáradhatatlan és látszólag
értelmetlen törekvése
a szárazföldek tengertől
távoli részei felé
ezáltal értelmet nyerhetne.
A tengerről
és annak kémiájáról,
fizikájáról,
biológiájáról
valamint a kölcsönhatásukról
folytatott adatgyűjtésnek
az emberiség legfontosabb
tennivalóinak élére
kellene kerülnie. Minél
többet tudunk, annál
jobban meg fogjuk érteni,
hogy biztonságosan meddig
mehetünk el a tenger erőforrásainak
kihasználásában
és melyek a következményei
annak, hogy uralkodó fajként,
jelenlegi erőnkkel visszaélve
kizsákmányoljuk legtermékenyebb
részeit.
A Föld
felszínének kevesebb,
mint egyharmada szárazföld.
A bioszféra ezért
lehetett mindeddig képes
arra, hogy a földművelés
és az állattartás
következtében létrejövő
változásokkal lépést
tartson, ugyanakkor valószínűleg
továbbra is fenn fogja tartani
az egyensúlyt, miközben
létszámunk növekszik,
a mezőgazdaság pedig intenzívebbé
válik.
Nem szabad
azonban azt képzelnünk,
hogy a tengerben, különösen
pedig a kontinentális talapzatok
művelhető területein ugyanolyan
büntetlenül gazdálkodhatunk.
Valójában senki nem
tudja, milyen kockázattal
kerülünk szembe akkor,
ha megzavarjuk a bioszféra
ezen kulcsfontosságú
területeit.
Ezért úgy gondolom,
hogy haladásunk legjobb és
leginkább sikerre vezető
útja az, ha Gaiát
mindvégig szem előtt tartva
lépünk előre, és
állandóan, valamennyi
felfedezésünk alkalmával
eszünkbe jut, hogy a tenger
az ő létfontosságú
része.
|