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La théorie de Gaïa

Document T.Lombry

Les hypothèses philosophiques (IV)

En 1983, en collaboration avec Watson, Lovelock inventa Daisyworld qu'il dit considérer comme un simple modèle mathématique sans intention téléologique.

En 1990, il précisa que "jamais il n'avait exprimé l'idée que la planète elle-même avait une intention ou était contrôlée par le biotope". En fait, en inventant Gaïa ni James Lovelock ni Lynn Margulis n'ont jamais évoqué explicitement l'hypothèse téléologique ni même une "philosophie de l'environnement" comme le titre certains auteurs critiquant leur théorie.

Malheureusement pour Lovelock on peut interpréter ses propos à plusieurs niveaux et de rappeler que plusieurs géochimistes[7] ont été opposés dès le début aux idées véhiculées par la théorie de Gaïa.

Cela nous fait remonter aux années 1980 à une époque, rappelons-le, où cette théorie écologique n'était pas très populaire car les scientifiques et les philosophes voyaient d'un mauvais oeil que l'on considère notre planète comme un "organisme vivant" capable de s'auto-gérer même mécaniquement ou chimiquement, Dawkins clamant qu'il était même absurde de parler d'être vivant à propos d'une planète incapable de se reproduire.

En revanche, dans l'esprit de Lovelock les faits étaient bien là pour prouver, semble-t-il, que la Terre était tout à fait en mesure de s'auto-gérer comme un organisme vivant : depuis 4 milliards d'années la chaleur du Soleil a augmenté de 25 % sans pour autant contrecarrer le développement de la vie sur Terre; sans la présence des gaz à effet de serre la surface actuelle de la Terre serait d'environ -19°C; enfin la salinité des océans s'est maintenue à une concentration d'environ 3.4 % depuis des milliards d'années, les cellules ne supportant pas une salinité supérieure à 5 %.

Ces exemples semblent indiquer qu'il existe des processus complexes qui maintiennent les conditions de la biosphère à un niveau confortable pour toutes les formes de vie, des colonies de bactéries aux baleines bleues. Car sur le plan philosophique ont peu en effet se demander pourquoi serait-il nécessaire que ces conditions aient les valeurs que nous observons ? Si le système est ainsi sous contrôle, cela donne-t-il un statut ontologique au système lui-même ? Et de se demander si le système global est capable d'évaluer la continuité de la "vie" ?... Ce projet est bien ambitieux mais il sort aussi du cadre de la science.

A consulter : L'objectif de la Science

En mars 1988, le climatologue Stephen Schneider organisa courageusement une conférence sur la théorie de Gaïa dans les bâtiments de l'Union Américaine de Géophysique, l'AGU. Parmi les orateurs il avait invité le physicien et philosophe James Kirchner qui travaillait alors comme assistant au Caltech à Berkeley et qui venait justement d'écrire un ouvrage sur le sujet[8].

Cette conférence fut l'occasion d'assainir une fois pour toute les différents subsistant à propos de la définition même de Gaïa et de mettre un point final aux fausses accusations de téléologie que semblait véhiculer cette théorie. James Lovelock définit Gaïa comme "une théorie appliquée à un système en évolution, un système constitué d'organismes vivants comme sur la Terre et du matériau constituant leur environnement, les deux composantes étant couplées et indivisibles"

D'emblée Kirchner[9] critiqua la théorie de Lovelock considérant qu'il n'y avait pas qu'une seule théorie de Gaïa à considérer mais plusieurs, et cita cinq hypothèses sur base des propos relevés dans les ouvrages de Lovelock, Margulis ou de leurs collaborateurs :

- Gaïa influente : le biotope influence sensiblement certains aspects du monde prébiotique, comme la température et la composition de l'atmosphère. Selon Lynn Margulis et l'écrivain Dorian Sagan du magazine Science, "L'hypothèse Gaïa [...] stipule que la température et la composition de l'atmosphère terrestre sont activement régulées par la somme des organismes vivants sur la planète".

- Gaïa coévolutionnaire : le biotope influence son environnement abiotique qui en retour influence l'évolution du biotope par des processus Darwiniens. Selon Lovelock, "les biota ont profondément altéré l'environnement à la surface de la Terre. En même temps, l'environnement imposait ses contraintes sur les biota. Dès lors la vie et l'environnement doivent être considérés comme les deux parties d'un système couplé".

- Gaïa homéostatique : le biotope influence le monde abiotique et il le fait de manière à le stabiliser. Exprimé dans le langage analytique des systèmes, les principaux liens entre les biota et le monde abiotique sont les boucles de rétroactions négatives. Lovelock et Margulis appellent la théorie de Gaïa "la notion de biosphère considérée comme un système de contrôle à adaptation active capable de maintenir la Terre en homéostase".

- Gaïa téléologique : l'atmosphère demeure en état homéostatique, pas uniquement du fait de l'action de la biosphère, mais également pour préserver la biosphère. Selon Lovelock et Margulis, "l'atmosphère de la Terre est plus qu'anormale; elle apparaît en contradiction avec un ensemble d'objectifs".

- Gaïa optimisante : le biotope manipule son environnement physique dans le but de créer des conditions biologiques favorables, voire optimales. Lovelock et Margulis écrivent : "Il est peu probable que le hasard seul explique le fait que la température, le pH et la présence d'éléments nutritifs aient été, durant de longues périodes, simplement optimisés pour permettre la vie en surface. Nous préférons proposer l'hypothèse Gaïa, l'idée que le biotope attend de l'énergie pour maintenir activement ces optima".

Théorie de Gaïa

Version

Gaïa influente

Faible

Gaïa coévolutionnaire

Faible

Gaïa homéostatique

Faible

Gaïa téléologique

Forte

Gaïa optimisante

Forte

Finalement quelques mois plus tard, dans le magazine Nature Lovelock répondit à Kirchner en le décrivant comme une "figure de l'Inquisition" faisant une tentative spirituelle pour démolir toutes les idées concernant Gaïa. Mais cette réaction ne rendit toutefois pas justice aux critiques de Kirchner. D'aucun considère en effet que les arguments avancés par Kirchner sont bien présentés et au début des années 2000, ils représentaient encore la plus sérieuse avancée sur le sujet.

Mais pour éviter tout débordement et interprétation abusive, Kirchner écrivait en 1988 que "si nous discutons de la théorie de Gaïa sans préciser de quelle hypothèse nous parlons, nous pouvons créer pas mal de confusion". Cette confusion peut porter plusieurs déguisements mais il ne fait aucun doute que le plus sérieux est de prétendre que les preuves démontrant l'une des versions les plus faibles prouvent d'une certaine manière les versions les plus fortes.

Dans son livre, Kirchner[10] décrit ainsi cette attitude : "Vous pouvez croire, comme je le fais, que les biota affectent l'environnement physique. Vous pouvez aussi imaginer, comme je le fais, que l'environnement physique a modelé l'évolution biotique. Vous êtes en bonne compagnie parce que les scientifiques pensent ce genre de choses depuis une centaine d'années. Aussi, si vous me demandez si je crois à la théorie de Gaïa, je devrais vous répondre Oui. Mais ensuite si vous me dites que je dois croire que les biota font partie d'un système cybernétique de contrôle global, dont le but est de créer des conditions biologiquement opptimales... Et Bien, c'est un tout autre sujet."

Kirchner considère que les versions faibles de Gaïa n'apportent rien de nouveau et que les versions fortes sont soit non testables soit totalement fausses. Finalement il classe les formes fortes de la théorie de Gaïa comme une métaphore, une hypothèse non vérifiable. Kirchner conclut : "Pour le sens commun, Gaïa signifie que la 'Terre est vivante' ou que les biota essayent de se construire un agréable habitat. Ceci étant donné, le public n'appréhende pas les risques qu'il y a à traiter des idées poétiques comme des propositions scientifiques, le sens commun imaginant que des groupes de scientifiques sont occupés à se demander si la Terre est réellement 'vivante' et je ne pense pas que cette perception puisse aider l'un d'entre nous."

Lovelock répondit à son "inquisiteur" que "sa critique spirituelle était en train de brûler publiquement des Gaïa imaginaires et que sa démolition pyrotechnique de la version forte de Gaïa lui volait la vedette. Mais lorsque le feu d'artifice sera éteint, le vrai système de Gaïa sera toujours là, il est seulement caché par la fumée."

Mais deux ans après la conférence, lassé des attaques de Lovelock, Kirchner[11] retira ses gants et conclut dans le magazine Nature : "L'image sympatique de Jim Lovelock ne pourra pas durer s'il persiste à répondre aux critiques en contestant leurs motifs."

Comme par un heureux hasard, cette réponse incita Lovelock à publier ses critiques en 1990. Dans le magazine Nature Lovelock[12] insista sur le fait que la théorie de Gaïa et ses différentes hypothèses sont testables et il publia une liste de prédictions reprises ci-dessous. Kirchner lut son article avec beaucoup d'intérêt mais dût à nouveau conclure que globalement ces expériences "ne testaient pas les hypothèses de Gaïa" et que les résultats négatifs pouvaient tous être expliqués en réimprimant simplement sa théorie.

Prédiction

Test et résultat

Pas de forme de vie sur Mars à partir des preuves atmosphériques (1968).

Mission Viking (1977). Forte confirmation.

Les organismes fabriquent des composés qui peuvent transférer les éléments essentiels des océans vers la terre ferme (1971).

Découverte du sulfite de diméthyle et du lodide méthyle (1973)

La régulation du climat par le contrôle du gaz carbonique s'établit par une forte altération biologique des roches (1981)

Les micro-organismes augmentent la dégradation des roches (1989)

La régulation du climat s'établit par un contrôle de la couverture nuageuse liée à l'émission de sulfures par les algues (1987)

Le SDM libéré par le phytoplancton est lié à la formation locale de nuages (1996)

La concentration d'oxygène à environ 21 % est stable depuis 200 millions d'années (1973)

De nouvelles hypothèses concernent le rôle des feux de forêts et du cycle du phosphore

La chimie de l'atmosphère Archéenne était dominée par le méthane (1988)

Entre 1 milliard et plus de 200 millions d'années d'ici l'atmosphère contenait essentiellement du méthane et du gaz carbonique

En 1987, Lovelock proposa un exemple concret, rappelant que le phytoplancton cité plus haut agissait comme un thermostat global, produisant du SDM dont le but était de refroidir la Terre lorsqu'elle se réchauffait. Malheureusement l'année suivante des scientifiques[13] publièrent des données sur les glaces qui infirmaient la théorie de Lovelock. En fait les algues océaniques refroidissent la Terre... lorsqu'il fait froid.

Face à autant de critiques, la position de Lovelock se fragilisa. Aujourd'hui  plus d'un considèrent qu'il inventa sa théorie a posteriori pour expliquer ses données. En 1990, Lovelock avança par exemple que la théorie de Gaïa préfère les grands froids... et que les périodes interglaciaires représentent "l'état de fièvre" de la planète[14]. Et Kirchner de se demander en 1990 "comment pourrait-on désapprouver une hypothèse si ambiguë quand elle prédit un résultat, mais explique également exactement son contraire. Et que pourrait-on bien faire d'elle ?"

A consulter en Philosophie des Sciences:

Science objective et connaissance - Le critère de falsification

La faillibilité de la science

Fluctuations de la température globale de la Terre durant les deux derniers millions d'années. D'ici peu l'amplitude pourrait atteindre 6°C.

Pour conclure, Kirchner[15] écrivit avec éloquence que "nous devons cependant être prudents, et ne pas prétendre que Gaïa est une hypothèse que l'on peut tester plutôt qu'une base de gestion de la biosphère. Le risque est le suivant : une métaphore comme Gaïa, suffisamment flexible pour s'adapter à n'importe quel ensemble de données, est aussi suffisamment versatile pour être évoquée de manière ad hoc, et donner un faux air de légitimité scientifique à pratiquement n'importe quelle conjecture téméraire."

Depuis cette conférence et les innombrables publications qui ont été faites sur le sujet depuis 1982, on peut dire que le temps a fait son oeuvre et que le travail de Kirchner a été positif, d'autant qu'il n'a jamais eu l'intention de démolir cette théorie mais simplement de préciser le sens du débat qui, sans nul doute resurgira à l'avant-scène dans les années à venir à mesure que les notions d'écologie entreront dans les moeurs, surtout aux Etats-Unis (dans les villes industrielles), en Russie et au Japon où cela reste encore très éloigné des préoccupations quotidiennes.

Dernier chapitre

Concept scientifique et religion

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[7] H.Holland, 1984 - J.Walker, P.Hays, J.Kasting, 1982.

[8] J.Kirchner, "Science of Gaïa", 1988

[9] J.Kirchner, "The Gaïa hypothesis".

[10] J.Kirchner, "Science of Gaïa", op.cit.

[11] J.Kirchner, Nature, June 1990.

[12] J.Lovelock, Nature, 344, 3 august 1990.

[13] M.Legrand, T.Delmas et Charlston, 1988.

[14] J.Lovelock, "Hands up for the Gaïa hypothesis", 1990 - J.Lovelock, "Les Ages de Gaïa", Robert Laffont, 1990.

[15] J.Kirchner, 4 sep 1996.


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