Earth System Science (ESS) e Gaia Theory (GT).

Due discipline sintetiche, Earth System Science (ESS) e Gaia Theory (GT), usano definizioni e ipotesi diverse per lo stesso soggetto di studio: il pianeta Terra, ossia il pianeta vivente. Credo che nel tempo, col progredire della ricerca, le due discipline arriveranno a coincidere. Nel frattempo, per facilitare il confronto, è utile mettere in evidenza le differenze tra le definizioni usate dalle due discipline per rappresentare il Pianeta Terra o la parte di esso di interesse.

Earth System Science usa le sfere per ripartire la Biogeosfera:

1. Core,
2. Mesosphere: Lower Mantle,
3. Asthenosphere: Upper Plastic Mantle,
4. Lithosphere: Upper Rigid Mantle and Crust,
5. Pedosphere,
6. Hydrosphere,
7. Atmosphere,
8. Biosphere.

Gaia Theory propone l'uso, a seconda del tema, di vari compartimenti per ripartire Gaia:

• i 91 elementi chimici che si ritrovano in natura: dall'elemento 1 H Idrogeno fino all'elemento 92 U Uranio, escluso l'elemento 61 Pm Promezio che non si ritrova in natura;
• gli ecosistemi delle terre emerse (deserti, praterie, foreste, tundre, scudi di ghiaccio, fiumi, laghi, paludi, ecosistemi costieri) e gli ecosistemi degli oceani (barriere coralline, foreste di kelp (laminarie), piattaforme continentali, scarpate continentali, continental rises, pianure abissali, cold seeps, bocche idrotermali, fosse abissali);
• i corpi primari o matrici gaiane:
  1. continental and oceanic Soils,
  2. inland Waters: ghiacciai, nevai, torrenti, fiumi, laghi, paludi, mari interni salati, sorgenti alcaline, falde sotterranee; and outland Waters (Ocean),
  3. Air,
  4. Biota, gli organismi viventi, di volta in volta suddivisi ulteriormente in:
     • domini genetici:
       • procarioti ed
       • eucarioti, suddividendo il dominio eucariote in regni:
         • protoctisti,
         • funghi,
         • piante e
         • animali;
     • gilde trofiche (trophic guildes): produttori primari, erbivori, carnivori, detritivori e decompositori;
     • gilde biochimiche (biochemical guilds): fotosintetizzatori, respiratori, azotofissatori, denitrificatori e via dicendo;
  5. Necrota, gli organismi morti, loro parti (detriti) e loro derivati decomposti ma non ancora inorganicati.

Confrontiamo adesso la suddivisione della biogeosfera in sfere e la suddivisione dell'ecosfera (Gaia) in corpi primari:

Secondo Earth System Science, la pedosfera è l'intersezione tra:

• Lithosphere, limitatamente alla frazione minerale, composta da scheletro, sabbie, limi e argille, che costituisce il suolo,
• Hydrosphere, limitatamente alla frazione liquida composta dalla soluzione liquida presente nei pori del suolo,
• Atmosphere, limitatamente alla frazione gassosa composta dai gas e dal vapor acqueo presenti nei macropori del suolo e alla frazione gassosa disciolta nella soluzione liquida presente nei micropori del suolo,
• Biosphere, limitatamente agli organismi viventi nel terreno, ai loro detriti organici e alla sostanza organica derivata dai processi di decomposizione.

Secondo Gaia Theory, di contro, un 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, acqua e aria, che può contenere organismi viventi, e supportare organismi vegetali (modificato da Wysicki, D. A., Schoeneberger P. J., LaGarry E. H., Geomorphology of Soil Landscapes. in Sumner, E., M. editor in chief, Handbook of Soil Science. CRC Press 2000, ISBN 0-84933-136-6).

L'idrosfera in ESS non coincide con le acque interne alle terre emerse e con le acque esterne alle terre emerse (Gran Padre Oceano) in GT. L'idrosfera comprende anche il vapor acqueo e le soluzioni acquose presenti nei suoli, il vapor acqueo e l'acqua presenti nell'aria e le soluzioni acquose presenti negli organismi viventi.

L'atmosfera in ESS non coincide con l'aria in GT. L'atmosfera comprende anche i gas diffusi nei pori dei suoli, i gas disciolti nelle acque e i gas presenti nei tessuti degli organismi viventi.

La biosfera in EES, non intesa come contenitore, ovvero come spazio in cui vivono gli organismi viventi, ma intesa come contenuto, ovvero come l'insieme degli organismi viventi e loro derivati prima di essere inorganicati, coincide con Biota e Necrota in GT, distinzione quest'ultima che piace a me ma che non si trova nei testi di Gaia Theory.

ESS, oltre a Pedosphere, Hydrosphere, Atmosphere e Biosphere, considera anche le seguenti componenti (100% in volume) del pianeta Terra:

• crosta (1% in volume),
• Mantello (83% in volume), a sua volta ripartibile in tre elementi:
  • mantello superiore rigido,
  • mantello superiore plastico o astenosfera,
  • mantello inferiore o mesosfera, e
• Nucleo (16% in volume), a sua volta ripartibile in due elementi:
  • nucleo superiore fluido e
  • nucleo interiore solido.

La crosta, il mantello superiore rigido, il mantello superiore plastico (astenosfera), il mantello inferiore e il nucleo in GT sono parti di Vulcanus. Vulcanus interagisce con Gaia sia nel breve periodo (terremoti, eruzioni vulcaniche) sia nel lungo periodo (movimento delle placche tettoniche, variazioni del campo magnetico terrestre).

La litosfera in ESS non comprende solo il Mantello Superiore Rigido e la Crosta, che supportano i suoli in GT, ma anche: la frazione minerale dei suoli, composta da scheletro, sabbie, limi e argille; le ghiaie, le sabbie, i limi e le argille trasportate in sospensione dalle acque correnti dai monti ai mari; le sospensioni di polveri e fumi portate dai venti o emesse dall'uomo nell'aria.

In pratica possiamo dire che le sfere (litosfera idrosfera, atmosfera) stanno alle matrici gaiane (ovvero i corpi primari: suoli, acque interne ed acque esterne alle terre emerse, aria) come i tessuti stanno agli organi e, seguendo i cicli biochimici nelle interazioni tra organismi viventi e matrici gaiane, possiamo individuare le connessioni tra organi, definire sistemi d'organo fino ad arrivare a considerare Gaia come un organismo che interagisce con il suo ambiente formato da Vulcanus e Helios.

Lo studio dei flussi degli elementi chimici all'interno delle matrici gaiane ha portato all'individuazione dei cicli biogeochimici e allo sviluppo della geofisiologia, la fisiologia dell'ecosfera, dove biomi e corpi primari si comportano come sistemi dinamici aperti, che scambiano incessantemente energia e materia l'un l'altro, mantenendosi in uno stato di squilibrio vitale.

Da Sentieri Lineari Antropochimici (Anthropochemical Linear Paths) a Cicli Antropochimici (Anthropochemical Cycles).

Da 250 anni a questa parte ai cicli biogeochimici avrebbero dovuto essere aggiunti i sentieri lineari antropochimici la cui mancata ciclicità ha causato:

1. inquinamento biologico degli ecosistemi planetari, con l’introduzione da parte dell'uomo di organismi in ecosistemi dove prima non erano naturalmente presenti;
2. inquinamento fisico degli ecosistemi planetari, con l’introduzione di manufatti in ecosistemi dove prima non erano naturalmente presenti (si pensi ai sacchetti di plastica appesi sui rami degli alberi lungo le rive dei corsi d'acqua o ai contenitori di plastica che si accumulano, per effetto delle correnti, in punti di accumulo (discariche naturali) nei mari e negli oceani!);
3. inquinamento chimico degli ecosistemi planetari, con l’introduzione di composti chimici dove prima non erano naturalmente presenti;
4. inquinamento radioattivo degli ecosistemi planetari, con l’introduzione di sostanze radioattive dove prima non erano naturalmente presenti;
5. inquinamento genetico dei genomi degli organismi degli ecosistemi planetari;l’introduzione di sequenze geniche in genomi dove prima non erano naturalmente presenti;
6. inquinamento metabolico degli ecosistemi planetari ancora non inquinati, con l’introduzione e la presenza di organismi inquinati chimicamente, radioattivamente e geneticamente dove prima non erano naturalmente presenti;
7. perdita di Biodiversità e perdita di Ecodiversità ovvero estinzione di intere popolazioni di specie viventi e di intere comunità con il prelievo diretto di organismi viventi (raccolta, pesca, caccia), con la continua sottrazione di terre alla Wilderness, con azioni di deforestazione, bonifica di aree umide, allagamento di porzioni di valli situate a monte di dighe e con la conduzione di guerre altamente distruttive;
8. perdita di grandi volumi di suoli fertili e di corpi d'acqua per usi antroposistemici;
9. la modificazione della posizione di equilibrio omeorretico di Gaia, ovvero il cambiamento del bilancio energetico terrestre, del ciclo idrogeologico e dei cicli biogeochimici e in ultima analisi del clima terrestre, con l’inserzione in atmosfera di gas ad effetto serra.

Iniziando a porsi il problema dei rifiuti, la specie umana ha cominciato a capire che i sentieri lineari antropochimici sono fortemente impattanti sulla Vita e che quindi bisogna cambiare il modello di produzione e consumo. Bisogna passare da sentieri lineari antropochimici a cicli antropochimici.

Con l'introduzione del riuso e del riciclo e la progettazione di produzioni e consumi che permettano il riuso e il riciclo, riducendo o azzerando la produzione di rifiuti, la specie umana si sta avviando verso il ridimensionamento dell'inquinamento prodotto quotidianamente.

L'accumulazione di rifiuti (inserzioni in Cerere) ha portato allo scoperto anche il problema speculare dei prelievi di risorse (prelievi da Cerere). Le attività di fatto non regolamentate di prelievo, antropizzazione e inserzione hanno sottratto sempre più superfici a Cerere, distruggendo e inquinando risorse naturali prima disponibili per gli altri organismi viventi, senza considerare i costi di tali azioni che le generazioni future dovranno pagare.

Con l'introduzione di politiche di conservazione di aree del pianeta ancora poco toccate dall'uomo e di pratiche di bonifica e recupero di aree del pianeta inquinate dai rifiuti prodotti negli ultimi 250 anni, la specie umana si sta avviando verso la riduzione del danno inferto alla Vita.

Ma è un cammino lentissimo e ancora non intrapreso con decisione.

La scienza economica, deputata all'analisi e alla soluzione dei problemi di allocazione, produzione, scambio e consumo delle risorse terrestri da parte della specie umana, solo ultimamente, con lo sviluppo di una nuova visione, etichettata Ecological Economics, vedi, ad esempio, Common M., Stagl S., Ecological Economics: an introduction. CUP Press 2005, ISBN 978-0-521-01670-4, inizia a perdere la visione ristretta e gravemente erronea che ha condotto la specie umana al presente stato di ingiustizia ambientale e sociale. Ma per arrivare a riformulare compiutamente la scienza economica è necessario riformularla all'interno di Gaia Theory, e liberarsi delle parti obsolete. Solo così la scienza economica riuscirà ad indirizzare l'allocazione, la produzione, lo scambio e il consumo delle risorse planetarie in coerenza con un bene globale che permetta a tutti gli esseri umani di vivere la propria vita in armonia con Gaia e con i propri simili.