The biota have effected profound changes on the environment of the surface of the earth. At the same time, that environment has imposed constraints on the biota, so that life and the environment may be considered as two parts of a coupled system. Unfortunately, the system is too complex and too little known for us to model it adequately. To investigate the properties which this close-coupling might confer on the system, we chose to develop a model of an imaginary planet having a very simple biosphere. It consisted of just two species of daisy of different colours and was first described by Lovelock (1982). The growth rate of the daisies depends on only one environmental variable, temperature, which the daisies in turn modify because they absorb different amounts of radiation. Regardless of the details of the interaction, the effect of the daisies is to stabilize the temperature. The result arises because of the peaked shape of the growth-temperature curve and is independent of the mechanics by which the biota are assumed to modify the temperature. We sketch out the elements of a biological feedback system which might help regulate the temperature of the earth.
Titre de l'article
L’Homéostasie biologique de l’environnement globale : la parabole de Daisyworld
L’Homéostasie biologique de l’environnement globale : la parabole de Daisyworld
Introduction à l'article
Les organismes influent fortement la Terre mais la relation inverse est présente aussi, l’environnement module à la vie à la surface de la Terre. Ainsi, on peut considérer que l’environnement et la vie sont deux composants d’un seul et même système. Pour comprendre le rôle que chacun de ces composants, l’utilisation d’un modèle de planète simplifié est nécessaire. Pour cela, le modèle Daisyworld considère deux espèces de marguerites, les marguerites blanches et noires en fonction de la température.
Les organismes influent fortement la Terre mais la relation inverse est présente aussi, l’environnement module à la vie à la surface de la Terre. Ainsi, on peut considérer que l’environnement et la vie sont deux composants d’un seul et même système. Pour comprendre le rôle que chacun de ces composants, l’utilisation d’un modèle de planète simplifié est nécessaire. Pour cela, le modèle Daisyworld considère deux espèces de marguerites, les marguerites blanches et noires en fonction de la température.
Expériences de l'article
Plusieurs équations mathématiques ont été utilisé pour créer ce modèle. Les marguerites utilisées sont les marguerites noires qui reflètent moins la lumière du soleil que le sol alors que les marguerites blanches reflète fortement le rayonnement solaire. Les paramètres quantifiés sont les zones de développements des fleurs, le temps de croissance, la luminosité du soleil de Daisyworld, la température est comprise entre 5 °C et 40 °C, la planète Daisyworld est plate ou cylindrique, l’albédo des deux espèces, l’énergie solaire de Daisyworld. Ces paramètres sont modélisés par une parabole.
Plusieurs équations mathématiques ont été utilisé pour créer ce modèle. Les marguerites utilisées sont les marguerites noires qui reflètent moins la lumière du soleil que le sol alors que les marguerites blanches reflète fortement le rayonnement solaire. Les paramètres quantifiés sont les zones de développements des fleurs, le temps de croissance, la luminosité du soleil de Daisyworld, la température est comprise entre 5 °C et 40 °C, la planète Daisyworld est plate ou cylindrique, l’albédo des deux espèces, l’énergie solaire de Daisyworld. Ces paramètres sont modélisés par une parabole.
Résultats de l'article
Le contrôle montre la réponse pour une espèce de marguerite, avec un albédo identique à celle du sol, ainsi la présence ou l’absence de fleurs ne fait pas de différence de températures. Seule les marguerites noires se développent et montrent que l’homéostasie de la température est importante. Les marguerites blanches uniquement montre une croissance en fonction de la luminosité. Le modèle complet montrent une diminution de la température en réponse d’une augmentation de la luminosité. Néanmoins, la constance solaire diminue avec la latitude. Cependant, les marguerites noires sont plus chaudes que les blanches et ont tendance à réchauffer la planète, le système présente un point stable qui n’est pas représentatif de la coexistence entre le biote et l’environnement actuels. Donc, le changement de température des marguerites noires crée des nuages qui entraînent l’augmentation des marguerites noires et diminue le développement des marguerites blanches car, celles-ci sont moins robustes.
Le contrôle montre la réponse pour une espèce de marguerite, avec un albédo identique à celle du sol, ainsi la présence ou l’absence de fleurs ne fait pas de différence de températures. Seule les marguerites noires se développent et montrent que l’homéostasie de la température est importante. Les marguerites blanches uniquement montre une croissance en fonction de la luminosité. Le modèle complet montrent une diminution de la température en réponse d’une augmentation de la luminosité. Néanmoins, la constance solaire diminue avec la latitude. Cependant, les marguerites noires sont plus chaudes que les blanches et ont tendance à réchauffer la planète, le système présente un point stable qui n’est pas représentatif de la coexistence entre le biote et l’environnement actuels. Donc, le changement de température des marguerites noires crée des nuages qui entraînent l’augmentation des marguerites noires et diminue le développement des marguerites blanches car, celles-ci sont moins robustes.
Rigueur de l'article
Cependant, ce système ne tient pas compte d’un grand nombre de paramètre qui joue un rôle dans la régulation de l’homéostasie de la Terre. En effet, le modèle Daisyworld ne tiens pas rigueur de l’atmosphère et de sa composition qui d’après Lovelock aurait une influence sur l’apparition de la vie. La température de croissance modélisée ne présent pas une fourchette assez large. Les auteurs, ne tiens pas compte de la géométrie de la Terre, et des autres paramètres géophysiques.
Cependant, ce système ne tient pas compte d’un grand nombre de paramètre qui joue un rôle dans la régulation de l’homéostasie de la Terre. En effet, le modèle Daisyworld ne tiens pas rigueur de l’atmosphère et de sa composition qui d’après Lovelock aurait une influence sur l’apparition de la vie. La température de croissance modélisée ne présent pas une fourchette assez large. Les auteurs, ne tiens pas compte de la géométrie de la Terre, et des autres paramètres géophysiques.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article permet d’apporter un modèle d’étude pour la compréhension de l’hypothèse Gaïa en contrôlant un grand nombre de paramètres. Cependant, ce modèle n’est pas assez représentatif de la Terre, et par conséquences donne des résultats extrapolés.
Cet article permet d’apporter un modèle d’étude pour la compréhension de l’hypothèse Gaïa en contrôlant un grand nombre de paramètres. Cependant, ce modèle n’est pas assez représentatif de la Terre, et par conséquences donne des résultats extrapolés.
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