Wie funktioniert die Welt?

Atmosphäre und Ozeanen an.
    Wegen alledem ist die physikalische Erde voller natürlicher chemischer Laboratorien: Da werden Elemente angereichert und vermischt, Temperaturen steigen und sinken, unaufhörlich experimentiert sie mit unzähligen Vorgängen, durch die neue Instabilitäten entstehen können. Zumindest eine davon war ein Experiment namens Leben. Nachdem wir heute wissen, dass es mindestens ebenso viele Planeten wie Sterne gibt, kann man sich kaum vorstellen, dass die unaufhörlichen Experimente der Natur nicht auch anderswo Leben hervorbringen können – aber sicher wissen wir es nicht.
    Und das Leben verursacht ständig neue Instabilitäten, entwickelt sich unablässig. Lebewesen sind in einem außerordentlichen Spektrum von Umweltbedingungen zu Hause, verändern die globale Umwelt, mit Zyklen des Auf und Ab, mit Räubern für jede Art von Beute, mit Verbrechern für jedes nur mögliche Verbrechen, mit Regierungen, die Verbrechen verhindern sollen, und mit Instabilitäten in den Regierungen selbst.
    Eine der Instabilitäten besteht darin, dass die Menschen neue Waffen und neue Produkte aller Art fordern, was zu erheblichen Investitionen in Wissenschaft und Technologie führt. Deshalb ist die natürliche/menschliche Welt der Konkurrenz und Konflikte so strukturiert, dass sie fortgeschrittene Waffentechnik und Handys hervorbringt. Damit sind wir im Jahr 2012 angelangt, Menschen schreiben Aufsätze und fragen sich, ob ihre Nachkommen künstliche Lebensformen sein werden, die zurück in den Weltraum reisen. Und die darüber grübeln, was die Ursprünge dieser Naturkräfte sind, die alles entstehen lassen. Der niederländische theoretische Physiker Erik Verlinde hat die Ansicht vertreten, die Gravitation – die einzige Kraft, die sich bisher unseren Bemühungen um eine quantentheoretische Beschreibung entzogen hat – sei nicht einmal eine fundamentale Kraft, sondern eine statistische Kraft wie die Osmose.
    Was für eine erstaunliche Wendung der Ereignisse! Aber nach allem, was ich gerade gesagt habe, sollte ich nicht im mindesten überrascht sein.

Scott Sampson
Die Gaia-Hypothese
    Dinosaurier-Paläontologe und Wissenschaftskommunikator; Autor von Dinosaur Odyssey: Fossil Threads in the Web of Life
    Die tiefgreifendste, schönste Erklärung ist nach meinem Geschmack die Gaia-Hypothese, das heißt die Idee, dass die physikalischen und biologischen Vorgänge auf der Erde unauflöslich verwoben sind und ein sich selbst regulierendes System bilden. Diese Vorstellung – das geistige Kind des Chemikers James Lovelock aus dem Jahr 1965 , das später von der Mikrobiologin Lynn Margulis weiterentwickelt wurde – besagt, dass Luft (Atmosphäre), Wasser (Hydrosphäre), Erde (Geosphäre) und Leben (Biosphäre) durch ihre Interaktionen ein einziges System bilden, das der Evolution unterliegt und in der Lage ist, die mit dem Leben vereinbaren Umweltbedingungen aufrechtzuerhalten. Ursprünglich formulierte Lovelock die Gaia-Hypothese, um zu erklären, wie das Leben auf der Erde fast 4  Milliarden Jahre lang erhalten bleiben konnte, obwohl die Intensität der Sonneneinstrahlung in dieser Zeit um 30  Prozent zugenommen hat.
    Aber wie funktioniert Gaia? Wie Lovelock und Margulis zeigen konnten, bedient sich Gaia, die ja nicht über ein bewusstes Befehls- und Steuerungssystem verfügt, verschiedener Rückkopplungsschleifen, um entscheidende Umweltparameter zu überwachen und einzustellen. Ein Beispiel ist der Sauerstoff, ein sehr reaktionsfähiges Nebenprodukt des Lebendigen, das durch die Photosynthese von Algen und Pflanzen ständig erzeugt und ersetzt wird. Derzeit liegt der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre bei ungefähr 21  Prozent. Ein paar Prozentpunkte weniger, und Lebensformen, die Luft atmen, könnten nicht überleben; ein paar Prozentpunkte mehr, und die terrestrischen Ökosysteme würden übermäßig stark brennbar und wären durch Feuersbrünste gefährdet. Nach der Gaia-Hypothese haben die sauerstoffproduzierenden Lebewesen den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre mit Hilfe von Rückkopplungsschleifen über Hunderte von Jahrmillionen hinweg innerhalb dieser engen Grenzen konstant gehalten.
    Ähnliche Argumente, die durch einen ständig wachsenden Bestand von Forschungsergebnissen unterstützt werden, kann man auch für andere Bestandteile der Atmosphäre formulieren, außerdem für die globale Oberflächentemperatur, den Salzgehalt der Ozeane und andere entscheidende ökologische Größen. Das