Джеймс Лавлок: Ученый, эколог и автор гипотезы Геи.

Введение

Английский ученый (1919–2022)

Джеймс Эфраим Лавлок (26 июля 1919 – 26 июля 2022) был английским независимым ученым, экологoм и футуристом. Он наиболее известен благодаря выдвижению гипотезы Гайи, которая постулирует, что Земля функционирует как саморегулирующаяся система. Получив докторскую степень по медицине, Лавлок начал свою карьеру с проведения экспериментов по криоконсервации на грызунах, включая успешную разморозку замороженных образцов. Его методы оказали влияние на теорию крионики (криоконсервация людей). Он изобрел детектор захвата электронов и, используя его, впервые обнаружил широкое распространение хлорфторуглеродов в атмосфере. Разрабатывая научные приборы для NASA, он сформулировал гипотезу Гайи. В 2000-х годах он предложил метод геоинженерии для восстановления водорослей, поглощающих углекислый газ. Он был активным членом организации «Экологи за ядерную энергию», утверждая, что интересы компаний, занимающихся ископаемым топливом, стоят за противодействием ядерной энергетике, ссылаясь на вредное воздействие углекислого газа на окружающую среду и предупреждая о глобальном потеплении из-за парникового эффекта. С конца 1970-х годов он написал несколько книг по экологической науке, основанных на гипотезе Гайи. Он также на протяжении десятилетий работал в МИ-5, британской службе безопасности. Брайан Апплиард в The Sunday Times описал его как "по сути, Q из фильмов о Джеймсе Бонде".

Ранние годы и образование

Джеймс Лавлок родился в Летчворте Гарден-Сити в семье Тома Артура Лавлока и его второй жены Нелли. Его мать, Нелл, родилась в Бермондси и выиграла стипендию в гимназию, но не смогла ею воспользоваться, и начала работать в тринадцать лет на заводе по производству солений. Лавлок описывал её как социалистку и суфражистку, которая также выступала против вакцинации и не позволила ему сделать прививку от оспы в детстве. Его отец, Том, родился в Фоули, графство Беркшир, в юности отбыл шесть месяцев каторжных работ за браконьерство и оставался неграмотным до поступления в техническое училище, а затем управлял книжным магазином. Семья переехала в Лондон, где его неприязнь к власти, по его словам, сделала его несчастным учеником в школе Strand в Талс-Хилле, на юге Лондона. Лавлок поначалу не мог позволить себе учиться в университете, что, как он считал, помогло ему избежать чрезмерной специализации и способствовало развитию теории Геи.

Карьера

После окончания школы Лавлок работал в фотофирме, посещая колледж Биркбека по вечерам, прежде чем был принят на обучение химии в Манчестерском университете, где он был студентом лауреата Нобелевской премии профессора Александра Р. Тодда. Лавлок работал на ферме квакеров, прежде чем рекомендация от его профессора привела его к должности в Совете медицинских исследований, где он занимался разработкой способов защиты солдат от ожогов. Лавлок отказался использовать бритых и обезболиваемых кроликов, которых использовали в качестве моделей ожогов, и вместо этого подвергал свою кожу тепловому излучению, что, по его словам, было "изысканно болезненно". Его студенческий статус позволял временно откладывать военную службу во время Второй мировой войны. Тем не менее, он зарегистрировался как пацифист. Следующие два десятилетия он проработал в Национальном институте медицинских исследований в Лондоне. Хомяков замораживали, при этом 60% воды в мозге кристаллизовалось в лед без каких-либо зарегистрированных побочных эффектов. Было показано, что другие органы восприимчивы к повреждениям. Лавлок был изобретателем на протяжении всей жизни и создал множество научных приборов, некоторые из которых были разработаны для NASA в рамках программы исследования планет. Работая консультантом NASA, Лавлок разработал гипотезу Гайи, которая принесла ему наибольшую известность. В начале 1961 года NASA привлек Лавлока к разработке чувствительных приборов для анализа атмосфер и поверхностей внеземных планет. Программа "Викинг", посетившая Марс в конце 1970-х годов, была частично мотивирована необходимостью определить, существует ли жизнь на Марсе, и некоторые из развернутых датчиков и экспериментов были направлены на решение этой задачи. Во время работы над предшественником этой программы Лавлок заинтересовался составом атмосферы Марса, полагая, что многие формы жизни на Марсе должны будут использовать ее (и, следовательно, изменять ее). Однако было обнаружено, что атмосфера находится в стабильном состоянии, близком к химическому равновесию, с очень небольшим количеством кислорода, метана или водорода, но с огромным избытком углекислого газа. Для Лавлока резкий контраст между атмосферой Марса и химически динамичной смесью биосферы Земли был убедительным свидетельством отсутствия жизни на Марсе. Изучив работу цикла серы Земли, Лавлок и его коллеги, Роберт Джей Чарльсон, Майнрат Андреа и Стивен Г. Уоррен разработали гипотезу CLAW как возможный пример биологического контроля климата Земли. В 1974 году Лавлок был избран членом Королевского общества. Он был президентом Морской биологической ассоциации (MBA) с 1986 по 1990 год и почетным приглашенным сотрудником колледжа Green Templeton College, Оксфорд (ранее Green College, Оксфорд) с 1994 года. Как независимый ученый, изобретатель и автор, Лавлок работал в амбаре, переоборудованном в лабораторию, которую он называл своей "экспериментальной станцией", расположенной в лесистой долине на границе Девона и Корнуолла на юго-западе Англии. В 1988 году он выступил в телевизионной программе Channel 4 "After Dark" вместе с Хиткотом Уильямсом и Петрой Келли. 8 мая 2012 года он появился в радиопередаче Radio Four "The Life Scientific", где беседовал с Джимом Аль-Халили о гипотезе Гайи. В программе он упомянул, как его идеи были восприняты различными людьми, включая Джонатона Порритта. Он также заявил, что имеет право на изобретение микроволновой печи. Позже он объяснил это заявление в интервью журналу The Manchester Magazine. Лавлок сказал, что создал прибор во время изучения причин повреждения живых клеток и тканей, который, по его словам, имел "почти все, что можно ожидать от обычной микроволновой печи". Он изобрел этот прибор для нагрева замороженных хомяков таким образом, чтобы уменьшить их страдания, в отличие от традиционного метода, который заключался в прикладывании раскаленных ложек к груди животных для их нагрева. Он считал, что в то время никто не дошел до такой степени и не создал прототип настоящей микроволновой печи. Однако он не утверждал, что был первым, кто придумал идею использования микроволн для приготовления пищи. После разработки своего детектора захвата электронов в конце 1960-х годов Лавлок первым обнаружил широкое распространение ХФУ в атмосфере. Они приступили к исследованиям, которые привели к первой опубликованной работе, в которой предполагалась связь между ХФУ в стратосфере и разрушением озонового слоя в 1974 году (за которую Шервуд и Молина позже разделили Нобелевскую премию по химии 1995 года с Полом Крутценом). Лавлок несколько лет скептически относился к гипотезе о разрушении озонового слоя ХФУ, назвав запрет США на использование ХФУ в качестве пропеллентов в аэрозолях в конце 1970-х годов произвольным чрезмерным усердием.

After leaving school Lovelock worked at a photography firm, attending Birkbeck College during the evenings, before being accepted to study chemistry at the University of Manchester, where he was a student of the Nobel Prize laureate professor Alexander R. Todd. Lovelock worked at a Quaker farm before a recommendation from his professor led to him taking up a Medical Research Council post, working on ways of shielding soldiers from burns. Lovelock refused to use the shaved and anaesthetised rabbits that were used as burn victims, and exposed his skin to heat radiation instead, an experience he describes as "exquisitely painful". His student status enabled temporary deferment of military service during the Second World War. Still, he registered as a conscientious objector. He spent the next two decades working at London's National Institute for Medical Research. Hamsters were frozen with 60% of the water in the brain crystallised into ice with no adverse effects recorded. Other organs were shown to be susceptible to damage. A lifelong inventor, Lovelock created and developed many scientific instruments, some of which were designed for NASA in its planetary exploration program. While working as a NASA consultant, Lovelock developed the Gaia hypothesis, for which he is most widely known. In early 1961, Lovelock was engaged by NASA to develop sensitive instruments for the analysis of extraterrestrial atmospheres and planetary surfaces. The Viking program, which visited Mars in the late 1970s, was motivated in part to determine whether Mars supported life, and some of the sensors and experiments that were ultimately deployed aimed to resolve this issue. During work on a precursor of this program, Lovelock became interested in the composition of the Martian atmosphere, reasoning that many life forms on Mars would be obliged to make use of it (and, thus, alter it). However, the atmosphere was found to be in a stable condition close to its chemical equilibrium, with very little oxygen, methane, or hydrogen, but with an overwhelming abundance of carbon dioxide. To Lovelock, the stark contrast between the Martian atmosphere and chemically dynamic mixture of the Earth's biosphere was strongly indicative of the absence of life on Mars. After studying the operation of the Earth's sulphur cycle, Lovelock and his colleagues, Robert Jay Charlson, Meinrat Andreae and Stephen G. Warren developed the CLAW hypothesis as a possible example of biological control of the Earth's climate. Lovelock was elected a Fellow of the Royal Society in 1974. He served as the president of the Marine Biological Association (MBA) from 1986 to 1990 and was an Honorary Visiting Fellow of Green Templeton College, Oxford (formerly Green College, Oxford) from 1994. As an independent scientist, inventor, and author, Lovelock worked out of a barn turned laboratory he called his "experimental station" located in a wooded valley on the Devon–Cornwall border in South West England. In 1988 he made an extended appearance on the Channel 4 television programme After Dark, alongside Heathcote Williams and Petra Kelly, among others. On 8 May 2012, he appeared on the Radio Four series The Life Scientific, talking to Jim Al Khalili about the Gaia hypothesis. On the programme, he mentioned how his ideas had been received by various people, including Jonathon Porritt. He also said how he had a claim for inventing the microwave oven. He later explained this claim in an interview with The Manchester Magazine. Lovelock said that he did create an instrument during his time studying causes of damage to living cells and tissue, which had, according to him, "almost everything you would expect in an ordinary microwave oven". He invented the instrument to heat frozen hamsters in a way that caused less suffering to the animals, as opposed to the traditional way, which involved putting red hot spoons on the animals' chests to heat them. He believed that, at the time, nobody had gone that far and made an embodiment of an actual microwave oven. However, he did not claim to have been the first person to have the idea of using microwaves for cooking.]] After developing his electron capture detector, in the late 1960s, Lovelock was the first to detect the widespread presence of CFCs in the atmosphere. they embarked on research that resulted in the first published paper that suggested a link between stratospheric CFCs and ozone depletion in 1974 (for which Sherwood and Molina later shared the 1995 Nobel Prize in Chemistry with Paul Crutzen). Lovelock was sceptical of the CFC–ozone depletion hypothesis for several years, calling the US ban of CFCs as aerosol propellants in the late 1970s arbitrary overkill.

Гипотеза Гайи

Основываясь на исследованиях Альфреда С. Редфилда и Г. Эвелин Хатчинсон, Лавлок впервые сформулировал гипотезу Гайи в 1960-х годах, что стало результатом его работы в NASA, связанной с поиском жизни на Марсе, и его сотрудничества с компанией Royal Dutch Shell. Гипотеза предполагает, что живые и неживые компоненты Земли образуют сложную, взаимодействующую систему, которую можно рассматривать как единый организм. Названная в честь греческой богини Гайи по предложению писателя Уильяма Голдинга, гипотеза постулирует, что биосфера оказывает регулирующее воздействие на земную среду, направленное на поддержание жизни. Хотя гипотеза была с готовностью принята многими в экологическом сообществе, она не получила широкого признания в научном сообществе в целом. Среди наиболее известных критиков были эволюционные биологи Ричард Докинз, Форд Дулиттл и Стивен Джей Гулд – удивительное единодушие среди трех ученых, чьи взгляды на другие научные вопросы часто расходились. Эти (и другие) критики ставили под сомнение, каким образом естественный отбор, действующий на отдельных организмах, может привести к эволюции планетарного гомеостаза. В ответ на это Лавлок совместно с Эндрю Уотсоном в 1983 году опубликовал компьютерную модель «Мир ромашек» (Daisyworld), которая постулировала гипотетическую планету, вращающуюся вокруг звезды, излучающая энергия которой медленно возрастает или убывает. В небиологическом случае температура планеты просто следует за энергией, получаемой от звезды. Однако в биологическом случае экологическая конкуренция между видами «ромашек» с различными значениями альбедо создает гомеостатический эффект на глобальную температуру. Когда энергия, получаемая от звезды, низка, преобладают черные ромашки, поскольку они поглощают большую часть тепла, но при высоком притоке энергии доминируют белые ромашки, отражающие избыточное тепло. Поскольку белые и черные ромашки оказывают противоположное влияние на общее альбедо и температуру планеты, изменения в их относительной численности стабилизируют климат планеты и поддерживают температуру в оптимальном диапазоне, несмотря на колебания энергии звезды. Лавлок утверждал, что «Мир ромашек», хотя и является притчей, иллюстрирует, как традиционный естественный отбор, действующий на отдельных организмах, все же может приводить к планетарному гомеостазу. В своей книге 2006 года «Месть Гайи» Лавлок утверждал, что пренебрежительное отношение человечества к Гайе, выражающееся в уничтожении тропических лесов и сокращении биоразнообразия планеты, испытывает способность Гайи минимизировать последствия добавления парниковых газов в атмосферу. Это устраняет отрицательные обратные связи планеты и повышает вероятность положительной обратной связи, связанной с неуправляемым глобальным потеплением. Кроме того, потепление океанов приводит к расширению океанического термоклинового слоя тропических океанов в арктические и антарктические воды, препятствуя подъему океанических питательных веществ к поверхности и уничтожая цветение фитопланктона, от которого зависят океанические пищевые цепи. Поскольку фитопланктон и леса являются основными способами, с помощью которых Гайя поглощает парниковые газы, особенно углекислый газ, удаляя их из атмосферы, устранение этого экологического буфера, по мнению Лавлока, приведет к тому, что к середине этого века большая часть Земли станет непригодной для жизни людей и других форм жизни, с масштабным расширением тропических пустынь. В 2012 году Лавлок отстранился от этих выводов, заявив, что он «зашел слишком далеко» в описании последствий изменения климата в следующем столетии в этой книге.

Drawing from the research of Alfred C. Redfield and G. Evelyn Hutchinson, Lovelock first formulated the Gaia hypothesis in the 1960s resulting from his work for NASA concerned with detecting life on Mars and his work with Royal Dutch Shell. The hypothesis proposes that living and non living parts of the Earth form a complex interacting system that can be thought of as a single organism. Named after the Greek goddess Gaia at the suggestion of novelist William Golding, the hypothesis postulates that the biosphere has a regulatory effect on the Earth's environment that acts to sustain life. While the hypothesis was readily accepted by many in the environmentalist community, it has not been widely accepted within the scientific community as a whole. Among its most prominent critics were the evolutionary biologists Richard Dawkins, Ford Doolittle, and Stephen Jay Gould, a convergence of opinion among a trio whose views on other scientific matters often diverged. These (and other) critics have questioned how natural selection operating on individual organisms can lead to the evolution of planetary scale homeostasis. In response to this, Lovelock, together with Andrew Watson, published the computer model Daisyworld in 1983, which postulated a hypothetical planet orbiting a star whose radiant energy is slowly increasing or decreasing. In the non biological case, the temperature of this planet simply tracks the energy received from the star. However, in the biological case, ecological competition between "daisy" species with different albedo values produces a homeostatic effect on global temperature. When energy received from the star is low, black daisies proliferate since they absorb a greater fraction of the heat, but when energy input is high, white daisies predominate since they reflect excess heat. As the white and black daisies have contrary effects on the planet's overall albedo and temperature, changes in their relative populations stabilise the planet's climate and keep the temperature within an optimal range despite fluctuations in energy from the star. Lovelock argued that Daisyworld, although a parable, illustrates how conventional natural selection operating on individual organisms can still produce planetary scale homeostasis. In Lovelock's 2006 book, The Revenge of Gaia, he argued that the lack of respect humans have had for Gaia, through the damage done to rainforests and the reduction in planetary biodiversity, is testing Gaia's capacity to minimise the effects of the addition of greenhouse gases to the atmosphere. This eliminates the planet's negative feedbacks and increases the likelihood of homeostatic positive feedback potential associated with runaway global warming. Similarly, the warming of the oceans is extending the oceanic thermocline layer of tropical oceans into the Arctic and Antarctic waters, preventing the rise of oceanic nutrients into the surface waters and eliminating the algal blooms of phytoplankton on which oceanic food chains depend. As phytoplankton and forests are the main ways in which Gaia draws down greenhouse gases, particularly carbon dioxide, taking it out of the atmosphere, the elimination of this environmental buffering will see, according to Lovelock, most of the Earth becoming uninhabitable for humans and other life forms by the middle of this century, with a massive extension of tropical deserts. In 2012, Lovelock distanced himself from these conclusions, saying he had "gone too far" in describing the consequences of climate change over the next century in this book.

Климат

В 2006 году в британской газете The Independent Лавлок утверждал, что в результате глобального потепления «миллиарды людей погибнут, а немногие выжившие пары людей окажутся в Арктике, где климат останется терпимым» к концу XXI века. В том же году он предположил, что «мы должны помнить о колоссальных темпах изменений и осознать, как мало времени осталось, чтобы действовать, после чего каждое сообщество и каждая нация должны найти наилучшее применение имеющимся ресурсам, чтобы поддерживать цивилизацию как можно дольше». В 2008 году в газете The Guardian он был процитирован, говоря, что к 2100 году погибнет 80% людей, а изменение климата продлится 100 000 лет. В интервью газете The Guardian в 2010 году он заявил, что демократию, возможно, придется «приостановить», чтобы предотвратить изменение климата. Он продолжил:

«Даже лучшие демократии согласны с тем, что когда приближается крупная война, демократию необходимо временно приостановить. У меня такое ощущение, что изменение климата может быть проблемой столь же серьезной, как война. Возможно, потребуется на время приостановить демократию». В заявлениях 2012 года Лавлок продолжал выражать обеспокоенность по поводу глобального потепления, одновременно критикуя экстремизм и предлагая альтернативы нефти, углю и «зеленым» решениям, которые он не поддерживал. В интервью 2012 года, показанном на MSNBC, Лавлок заявил, что он был «чрезмерно тревожным», используя слова «Ладно, я ошибся» относительно сроков изменения климата, и назвал документальный фильм «Неудобная правда» и книгу «Создатели погоды» примерами того же рода паники. Лавлок по-прежнему считал, что климат потеплеет, хотя и не с той скоростью, как он когда-то думал; он признал, что «слишком сильно экстраполировал». Он считал, что изменение климата все еще происходит, но его последствия будут ощущаться в будущем. Он критиковал экологов за то, что они относятся к глобальному потеплению как к религии. Он держал плакат с изображением ветряной турбины, чтобы напоминать себе, насколько он их ненавидит. С другой стороны, если жизнь станет полностью электронной, «что ж, так тому и быть: мы сыграли свою роль, и новые, более молодые актеры уже выходят на сцену».

Оплодотворение океана

В 2007 году Лавлок и Крис Рэпли предложили строительство океанских насосов для перекачивания воды из-под термоклина с целью "удобрения водорослей в поверхностных водах и стимулирования их цветения". Основная идея заключалась в ускорении переноса углекислого газа из атмосферы в океан за счет увеличения первичной продукции и усиления экспорта органического углерода (в виде морского снега) в глубоководные слои. Позднее аналогичная схема, предложенная Лавлоком и Рэпли, была независимо разработана коммерческой компанией. Это предложение привлекло широкое внимание средств массовой информации и вызвало критику. Комментируя предложение, Коррин Ле Квере, исследователь из Университета Восточной Англии, заявила: "Это лишено смысла. Нет абсолютно никаких доказательств того, что методы геоинженерии работают или даже движутся в правильном направлении. Я удивлена, что они это опубликовали. Прежде чем приступать к геоинженерии, необходимы масштабные исследования, которые займут 20–30 лет". Однако, по его мнению, отступление означает, что пора начинать говорить об изменении места нашего проживания и способов получения пищи; о разработке планов по миграции миллионов людей из низменных регионов, таких как Бангладеш, в Европу; о признании того, что Новый Орлеан обречен и необходимо переселить людей в города, лучше подготовленные к будущему. Прежде всего, по его словам, речь идет о том, чтобы каждый "приложил все усилия для сохранения цивилизации, чтобы она не скатилась в Темные века, когда всем правят военачальники, что является реальной угрозой. В противном случае мы можем потерять все". Концепция устойчивого отступления подчеркивает модель использования ресурсов, направленную на удовлетворение человеческих потребностей с использованием менее интенсивных или менее вредных для окружающей среды ресурсов.

Призы и другие награды

В 1974 году Лавлок был избран членом Королевского общества. Его номинация гласит: blockquote Лавлок внес выдающийся вклад в несколько различных областей, включая изучение передачи респираторных инфекций и методы стерилизации воздуха; роль кальция и других двухвалентных ионов в свертывании крови; повреждение различных живых клеток замораживанием, оттаиванием и тепловым шоком, а также способы его предотвращения с помощью нейтральных растворителей; методы замораживания и оттаивания мелких живых животных; методы подготовки спермы для искусственного осеменения, имевшие значительную экономическую важность. Он изобрел семейство ионизационных детекторов для газовой хроматографии. Его детекторы захвата электронов – самые чувствительные из когда-либо созданных и широко используются при решении проблем загрязнения, связанных с остаточными галогенсодержащими соединениями. Он является автором множества изобретений, в том числе газового хроматографа, который будет применяться для исследования атмосфер планет. Его хроматографические работы привели к изучению липидов крови у различных животных, включая людей, страдающих артериосклерозом. Он занимался изучением возможности обнаружения жизни на других планетах путем анализа их атмосферы и распространил этот подход на проблемы загрязнения окружающей среды. Его работы в целом отличаются замечательной оригинальностью, простотой и изобретательностью. Лавлок был удостоен звания Командора Ордена Британской империи (CBE) за заслуги в изучении науки и атмосферы в новогодних наградах 1990 года и стал членом Ордена Почетных соратников (CH) за заслуги в области глобальной экологической науки в новогодних наградах 2003 года.

Портреты

В марте 2012 года Национальная портретная галерея представила новый портрет Лавлока, написанный британским художником Майклом Гаскеллом и завершенный в 2011 году. В коллекции также имеются два фотопортрета, выполненные Ником Синклером (1993) и Полом Тозером (1994). В 2007 году Лавлок согласился позировать скульптору Джону Эдгару в Девоне для работы над Триптихом, посвященным проблемам окружающей среды (2008), вместе с изображениями голов Мэри Мидгли и Ричарда Мэйби. Бронзовая голова находится в личной коллекции Лавлока, а терракотовая скульптура – в архиве художника.