Ⅱ.자연환경과 생태학에서 가) 가이아의 세 가지 특성

3. 자연생태학

 

자연생태학은 자연의 생물과 환경을 다루는 학문이며, 자연의 구조와 기능이 자연생태계와 어떠한 유기적인 관계를 가지고 있는 가를 연구한다. 자연생태학에서 지구는 자연생태계의 조절을 위해 자정능력(自淨能力)기능과 자기제어(自己制御)시스템을 가지고 있다고 연구되었다.

 

지구환경이 생명의 네트워크를 형성하고 있는 유기체(有機體)적 존재임을 설명한 가이아 이론이 수용되었다. 가이아 이론에 의하면, 지구의 환경조건은 조화로운 ‘자기제어시스템’을 통해 지구생태계를 영속시킬 수 있고, 우주의 범 생명체는 유기체적 연관성과 의존성을 가지고 있는 활발한 천연생태계다. 영속적인 자기제어시스템의 조건은 생물, 대기권, 대양, 토양까지의 생물계와 무생물계를 포함하고 있어야하기 때문에 서로 상호의존적인 연결망을 통해 또한 다양하다.

하지만 그 연결망 또한 통일된 하나의 유기체적 생명의 네트워크를 이루고 있다는 사실은 또 하나의 과학적 연구결과로 드러났다. Lovelock은 지구 대기권의 원소조성과 해양성분이 지난 30억년 동안 일정하게 유지되어 왔음을 주장했다. 그의 주장에 의하면 가이아의 세 가지 특성과 속성은 다음과 같이 요약된다.

가) 가이아의 세 가지 특성

 

① 대기 중의 산소(O2)농도이다. 원시대기에는 산소가 존재하지 않았으나 광합성(光合成) 박테리아의 출현 이후에 산소농도가 증가하였고 현재 상태인 21%가 유지되고 있어 생물체가 살 수 있다. 이러한 생명의 발현현상은 지구자체가 하나의 생명처럼 작동하기 때문이다.

 

② 오존층의 존재이다. 오존층은 지구의 온도를 적절하게 유지시켜 주고 생물체의 유해한 자외선을 차단시켜 준다. 오존층은 메탄(CH4)에 의해 조절된다. 메탄은 바다표면에 서식하는 원생식물(原生生物; protista, 조류藻類; algae)에 의해 생성되는 물질로 알려졌다. 오존층이 형성되면서 자외선의 강도가 약해졌다. 그로인해 지구 곳곳에 많은 생물이 형성될 수 있는 조건을 갖추게 되었고, 활발한 광합성작용을 통해 대기 중의 산소농도를 현재처럼 기본적으로 21%로 유지시켜주고 있다.

 

③ 대기 중의 이산화탄소(CO2)용량이다. 대기 중의 CO2는 지구 대기의 약 0.03%(330ppm)정도 차지하고 있다. 이산화탄소농도는 화석연료사용, 산불, 화산활동 등에 의해 증가된다. 이산화탄소가 열대우림의 광합성작용을 통해 많이 발생되지만 그 탄소량은 고정적이기 때문에 일정량의 농도를 유지할 수 있다. 그뿐만 아니라 지구자체의 생물체가 유기적으로 이산화탄소농도를 조절한다. 해양의 염분농도가 일정하게 유지되는 현상은 가이아 이론을 입증한 결과가 되었다. 따라서 가이아의 세 가지 속성은 과학적 안목에서 정리할 수 있다.