한국 개신교신학과 윤리

ㆍ작성자	이범석
ㆍ작성일	2000-11-23 (목) 22:17

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Gaia
이름: 이범석
학번: 199831137
가이아 - 생명체로서의 지구(1)
제1판 서문
우리들은 지구의 생물적 부분과 무생물적 부분 사이의 상호 관계에 대하여 새로운 개념을 발전시킬 수 있게 되었다. 이러한 개념은 곧 한 가설을 낳게 하였는데, 그 가설에 따르면 지구의 생물들 , 대기 , 지표면은 모두 함께 한 복잡한 시스템을 형성하며 마치 하나의 생물처럼 간주할 수 있으며 , 그 자체가 이 지구를 생명이 약동하는 쾌적한 장소로 만들고 있다고 하는 것이다. 나는 나의 이론 자체를 표현하는 용어로 가이아를 선택하였는데 이 용어는 물리적 화학적 환경을 조절할 수 있음으로써 이 지구를 건강하게 유지하는 능력을 갖는 자가 규제적인 실체(selfcontrol)로서의 생물권을 대표한다. 이 책에서는 가이아가 마치 감정을 갖는 존재인 양 표현되기도 하였는데, 그것은 어는 정도의 과장된 완곡 어법이 아니고서는 가이아를 충분히 설명하기가 지극히 곤란하였기 때문이다. 마치 이것은 목재와 금속으로 만들어진 배가 물애 띄어지고 나서는 'she' 라는 여성명사가 되는 것과 같은 이유이다. 가이아도 배와 마친가지로 작은 부분들이 모여 하나의 실체를 이루었지만 그 기능은 단순한 부분품들의 합 이상의 무엇으로 'she'라 불리워지기 마땅한 것이다. '살아 있는 지구(Living Earth)' 또는 '가이아'의 개념은 과거에는 과학의 주류에서 크게 인정받지 못하였다. 그 결과 이 이론의 씨앗은 이미 오래전에 뿌려졌으나 백화 난만의 번성은 오랫동안 지체 되어 왔다고 말할 수 있다. 저명한 과학 잡지에 가이아 이론이 논문으로 게재되기 시작한 것은 최근에 이르러서이다.

1. 서론
이 책은 생물의 탐구에 관한 것인바 , 가이아를 찾는 노력은 곧 지구상에 생존하는 가장 커다란 샘물체를 발견하려는 시도가 된다. 만약 가이아가 존재한다면 우리들은 행성 지구를 생물들의 안락한 서식처로 유지시키는 능력을 갖는 한 거대한 존재의 실체 속에 우리들과 기타 모든 생물들이 포함되고 있다는 사실을 비로소 깨닫게 될 것이다. 가이아에 대한 탐구는 내가 1960년대 중반 미국 항공 우주국(NASA)이 화성의 생물을 찾는 최초의 시도를 수행할 때 비롯되었다.
열역학 제 2 법칙 에서는 엔트로피의 의미가 곧 이 우주의 예정된 , 피할 수 없는 몰락과 사망을 지칭하고 있는데, 나의 가이아에 대한 이론은 이러한 의미에 반하여 엔트로피의 역전 또는 감소의 현상을 생명의 징표로 간주하려는 생각에서 출발하였다. 나는 생물의 진정한 특성이 무엇이며 어떻게 우리들은 그것이 존재할 때 장소와 형태에 구애받지 않고 그것을 인식할 수 있을까 하는 문제에 대하여 깊이 생각하고 또 많이 읽었다. 그러나 생물에 본질에 대하여 씌어진 것이 너무나 적다는 데에 크게 놀라지 않을수 없었다. 기껏해야 각 분야의 전문가들의 연구보고서를 취합해 놓은 것에 불과하였다. 예를 들면 각 분야의 과학자들이 텔레비젼 수상기를 조사하여 작성한 보고서에 비견될 수 있다. 화학자들은 그것이 나무와 유리와 금속으로 만들어 졌다고 하고, 물리학자들은 그것이 열과 빛을 발산한다고 주장하였을 것이다. 또 공학자들은 그것의 아래쪽에 있는 고무 바퀴가 너무 작아서 자칫 잘못 놓인다면 평탄한 바닥면 위를 미끄러질 수 있을 것이라고 말할 것이다. 그러나 어느 누구도 진정 그것이 무엇인지는 말하지 못하리라. 이와 같은 생명의 본질에 대한 과학계의 침묵은 어떤 의도적 음모로 까지 생각되어지는데 각 분야의 전문가들은 다른 분야의 누군가가 그러한 일을 해줄것으로 막연히 기대하고만 있는 실정이다. 그러나 이럿한 생명의 본질에 대한 탐구가 그토록 폐쇄적이 된 이유는 우리가 물려받은 본능 속에서 매우 민활하고 고도로 효율적인 생물 감지 프로그램이 내재 되었다는 이론이다. 이런 이론은 어떤 면애서 사실로 인식되나 이러한 생물 자동 인식 시스템은 생물 그 자체를 정의하려는 우리들의 의식적 사고를 마비시키는 역할을 하기도 한다.
금세기에 이르러 몇몇 물리학자들은 생물-생명-을 정의하려고 꾸준히 노력해 왔다. 버널,슈뢰딩거,위그너 등은 모두 유사한 일반 결론에 도달하였는데, 그것은 생물이란 개방적 또는 연속성의 시스템으로서 외부 환경으로부터 취한 자유 에너지와 물질을 사용하고 , 더불어서 이의 분해 산물을 체외로 배출함으로써 자신의 내부 엔트로피 -무질서도 -를 감소시킬 수 있는 그러한 양식의 기능을 갖는 구성원들이라는 것이다. 이러한 생물의 정의를 보다 일반적이고 단순한 시킨다면 생물은 에너지를 소모함으로써 자신의 형태를 구성하고 변형시키는 경향을 갖는 존재라고 그 특징을 기술할 수 있으며 - 그러나 이 때에도 생물은 자신의 외부로 부산물을 배출시킨다는 점을 간과 해서는 안된다- 이런한 생물의 정의는 비단 생물 뿐만 아니라 물속의 소용돌이 , 허리케인 , 타오르는 불길 , 심지어는 냉장고나 기타 여러 가지 기계장비까지 적용되게 된다. 엔트로피 - 무질서도 :발제자 주 -는 불꽃이 만들어짐에 의해서 국부적으로 감소하지만 전체 엔트로피의 양은 연료가 소모되는 동안 꾸준히 증거된다. 이러한 현상은 공장과 그 주변부에서도 일어난다. 공장은 에너지와 원료 물질의 유입으로 작업이 이루어지면서 엔트로피가 감소되지만 주변부는 폐기되는 가스와 부산물이 축척되는 장소가 된다. 나는 화성의 생물의 존재유무는 화성의 대기의 조성을 살펴보면 알 수 있을 것이라 생각했다. 왜냐하면 생명체의 엔트로피 감소 활동은 생명체를 둘러싼 유체매질(fluid media )- 바다, 공기 -의 조성을 변화 시킬 것이 분명하기 때문이다. 이러한 나의 생각은 지구의 대기 성분의 조사에 의해 증명되었다. 지구의 대기중에서의 엔트로피 감소현상 - 또는 화학자들은 이러한 대기 조성의 상태를 영속적 비평형 상태(disequiliblium)-은 생물 활동의 명백한 증거가 된다, 예를 들어서 지구의 공기 속에 메탄가스와 산소가 함께 존재하는 현상을 살펴보자. 태양빛을 쬐면 이 두가스는 화학적으로 반을하여 이산화탄소와 수증기로 변화된다. 이러한 반응에도 불구하고 현재 지구상의 메탄가스는 증가하지 않고 일정한 수준을 계속 유지하고 있고 산소 또한 대기 중에서 고갈되지 않고 일정 수준을 유지하고 있다. 이러한 메탄가스와 산소의 대기 조성의 비평형 상태는 그것들을 생성하는 생물의 존재를 반증하고 있는 것이다. 이와 같이 현재의 대기권이 지구상의 생명의 역동적인 연장체로 보는 우리의 견해는 당시에 많은 과학자들로부터 배척 받았다. 그들은 지구상의 대기권이 이미 지구가 창조가 되었을 시에 결정되었다는 결정론적 입장을 취하고 있었다.
나는 대기권이 생물권의 연장이라고 생각한다. 인간에게 투여되는 유독 물질의 투여는 그것을 분해시키거나 배출 시키는 인체의 능력에 따라 크게 다른 것과 마찬가지로 대기권에 투여되는 화석연료의 부산물에 대한 결과는 생물권의 대응력에 따라 크게 달라진다. 예를 들어서 이산화 탄소의 측적에 따른 대기권의 교란은 적응적 변화에 따라 감소돨 수 있다. 또는 그러한 교란이 결구 기후의 변동과 같은 어떠한 보상적 변화를 시작케 하여 생물종으로서의 인간에게는 유해하기도하지만 생물권 전체로 본다면 유익한 그러한 결과를 나타낼지도 모른다 - 태풍의 인간 피해, 대기권 정화 :발제자 주 -.
나는 화성의 생물 존재 유무 프로젝트를 수행함으로써 이 문제를 풀기 위하여 지구의 대기 조성에 관심을 가지게 되었고 이것은 결국 다음과 같은 확신을 갖게 하였다.
즉, 바이러스에서 고래에 이르기 까지 , 참나무로부터 조류(algae)에 이르기까지 지구의 모든 생물은 하나의 살아있는 실체를 구성한다는 가설이다. 이 하나의 실체는 자신의 전반적인 자신의 필요에 적합하도록 지구 대기권을 조작할 수 있고 또 실체의 구성원들 각자가 갖는 능력의 합보다 훨씬 거대한 힘을 발휘한다고 하는 가설이다. 나는 대기권과 그 안에 사는 생물권과의 관계는 마치 고양이와 고양이를 싸는 털 그리고 새와 새의 깃털과의 관계로 생각하게 되었다. 여기까지 생각이 미치자 나는 비록 가설에 불과 하였지만 지구적 규모의 한 실체, 즉 그것의 모든 구성원들의 단순한 합으로 이상의 속성을 띄고 이는 그 어떤 실체를 처음으로 떠올리게 되었다. 나는 이 실제를 작가 윌리엄 골딩의 도움으로 그리스 신화에 나오는 '가이아'로 부르게 되었다.
만약 가이아가 실제로 존재한다면 , 가이아와 인류 -가장 탁월한 지구의 생물종인 인류-와의 관계는 어떻게 될까? 가이아와 인간 사이에 힘의 균형이 깨어짐은 말할 필요도 없이 중대한 문제를 야기할 수 있으리라.
이 가이아 가설은 지구에서 인간 존재의 의의에 대하여 생각하고자 하는 사람들을 위한 것이다. 가이아 가설은 , 자연을 반드시 우리가 정복하여야만 하는 본원적인 힘을 가진 대상으로 간주하는 이제까지의 독선적 견해에 대한 대안이 될 것이다. 마찬가지로 행성 지구를 어두운 우주 공간에서 태양을 빙빙 돌고만 있는 우주선과 같은 혹성으로서 간주하는 비관적 견해에 대한 대안도 될 것이다.

2. 태초에는.....
지구상의 생물의 출현을 논하기에 앞서 나는 어떤 종류의 외부 간섭에 의해서 생물이 나타났다는 생각 - 어떤 종류의 외부 간섭, 외계로부터 도입-은 잠시 접어두기로 하자. 나는 이 책에서 생명의 기원에 대하여 일차적인 관심을 두지 않는다. 다만 행성 지구의 초기 환경조건과 생물권의 진화사이에 놓여진 관계에 대하여 관심을 가질 뿐이다. 지구에서의 생물의 기원은 지구에 존재하고 있는 생물의 기본 구성원이 되는 분자들이 무수한 시간들을 거쳐 서로 접촉하는 가운데 결구 생물 비슷한 활동을 하는 분자 집합체를 이루게 되었으리라. 이 분자 집합체는 다시 태양빛에서 얻어지는 에너지를 이용하여 생물체로 진화하였을 것이다.
지구의 기후가 지난 3.5에온(1에온:10억년)동안 거의 변동이 없었다는 것은 가이아의 존재를 비호하는 증거가 된다. 지난 3.5에온 동안 지표의 온도는 마치 우리 몸의 온도가 여름이나 겨울 언제나 마찬가지듯 , 그리고 일정하게 생물의 생활에 적당한 수준으로 유지되어 왔다. 어떤 이들은 이러한 현상은 태양열의 균일한 유입 때문이라고 말하는데 이러한 주장은 별의 생성 과정과 역사를 더듬어 본다면 이는 틀린 사실이다. 태양도 보통의 별과 같이 생성되고 소멸되어가기 때문에 3.5에온 동안 태양이 보유한 에너지는 30%가 줄어들었다는 사실을 생각해볼 때 지구의 온도가 3.5에온 동안 생물이 살기에 일정한 수준으로 유지된 것은 자체의 환경을 생물이 살기 위한 최적 조건으로 움직인다는 가이아의 이론을 다시 한번 생각하게 해주는 사실이 된다.
과거 생명체의 싹이 처음 나타났을 즈음의 지구는 충분한 만큼의 태양 에너지를 흡수할 수 없었음에도 불구하고 따뜻하고 안락한 환경을 조성하고 있었을 것이다. 이처럼' 겨울이 없은 안온함'이 유지 되었다는 사실을 설명할 수 있는 유일한 해석 방법은 그것이 바로 이산화탄소와 암모니아 같은 온실 가스의 단열 작용에 의하였거나 , 또는 그 당시에는 육지의 면적과 배치가 현재와 달라서 알베도 - 태양빛의 반사율-가 낮았기 때문이라는 것이다. 시간이 지남에 따라 태양열을 품어주던 온실가스 -이산화 탄소와 메탄-가 줄어들기 시작하였고 지표면의 온도는 내려가기 시작하였다. 수온이 내려감에 따라 더욱 온실가스가 바다에 용해되는 속도가 증가되었고 지표면도 얼음으로 뒤덮히게 되는 면적이 늘어감에 따라 알베도가 증가하게 되었다. 따라서 지구는 계속해서 얼어붙어가는 과정을 겪게 되었을 것이다. 그런데 어떡해 하여 지구가 온기라고는 전혀 없는 완전한 얼음덩어리가 되지 않고 오늘날 까지 유지되었을까? 우리는 여기서 다시 지구상의 생물권이 스스로의 선택에 의해 온실가스를 흡수하는 속도 보다 그것들을 재생산하는 속도를 더욱 빨리 함으로써 이러한 지구의 완전 결빙을 막았다고 볼 수 있다. 그리하여 지구는 다시 필요이상으로 더워 졌으며 지구상의 생물권은 다시 이에 반한 작용을 했을 것이다. 이러한 피드백의 반복 속에서 지구상의 생물권 스스로가 자신들이 살 수 있는 최선의 온도를 유지하기에 이르렀을 것이다. 이 때 지구의 생물권이 온실가스의 농도를 포착하고 다시 암모니아의 생산을 적당한 수준으로 유지시킬 수 있게 된다. 비록 아무리 유치한 수준이라고 해도 이러한 능동적 조절 시스템(active control system)을 생물권이 발전시켰다는 사실은 곧 가이아가 그 즈음 처음 출현 되었음을 인정케하는 증거라고 할 수 있을 것이다.
만약 우리들이 생물권을 마치 하나의 생물처럼 자신의 필요에 따라 주위 환경에 적응할 줄 아는 한 살아있는 존재로 인정할 수 있다면, 생물권이 그러한 원시 시대의 위기적 기후문제를 해결 할 수 있는 수단을 몇가지 가졌다고 해서 그리 놀라울 일은 못 될 것이다. 많은 생물들은 자신의 몸을 은폐하기 위하여, 상대방에게 경고를 주기 위하여, 또는 자신을 과시하기 위하여 몸 빛깔을 바꿀 수 있다. 대기 중의 암모니아가 감소하거나 또는 대륙의 위치가 이동하여 알베도가 높아져서 지구의 온도가 떨어지게 되었더라도 생물권은 지구의 표면을 짙은 색깔로 뒤덮여서 스스로를 보전시킬 수 있었을지도 모른다. 이와 반대로, 과도한 기온 상승이 문제가 되었다고 가정하자. 그러면 해양의 생물군들은 바다의 표면을 뒤덮을 수 있도록 단열재의 성질을 갖는 단분자층을 생산하여 온도 상승의 원인이 되는 수중기의 발생 조절함으로써 이에 대처하였을지도 모른다.
지금까지는 생물권이 자신의 생존을 위해서 변화하는 지구의 기후나 온도를 조절하는 예를 들었지만 이러한 생물권의 조절 능력은 다른 환경적 속성들도 똑 같이 적용 되었을 것이다 지구의 ph가 항상 중성을 유지하는 것이며, 또한 바다의 염분을 일정하게 유지시켜주는 것 따위에 대한 가이아의 대처도 지금까지 논의한 지구의 기후변화에 대한 가이아의 대처 방식과 비슷하였을 것이다,
환경오염이란 흔히 우리가 이야기하듯 도억적 타락의 산물만은 아니다. 오히려 이러한 현상은 생물들의 생활 속에서 나타나는 회피할 수 없는 결과라 할 수 있다. 열역학제2법칙-열은 항상 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 모든 현상은 무질서가 증가되는 방향으로 진행된다.-은 생물 시스템의 낮은 엔트로피와 정교하고 역동적인 조직이 그 기능을 발휘하기 위해서는 저준위의 폐기물과 에너지를 외부 환경으로 반드시 시켜야만 한다는 것을 역설하고 있다. 지각있는 세상에서라면 산업 폐기물이 금지되어야 하는 것이 아니라 유용하게 사용되어야 하는 것이 아닐까? 법에 의한 금지라는 부정적, 비건설적, 소극적인 대처는 마치 가측으로 하여금 분뇨를 방출하지 못하도록 하자는 제안만큼이나 어리석은 짓이다.

3. 가이아의 인식
조수가 밀려왔다 다시 밀려가는 바닷가의 모래밭을 상상해 보자. 가늘고 고운 모래가 질서 정연하게 있는 모습을 상상해보자. 그리고, 이제 자 이 자연의 순결한 모래 밭에 누군가 만들어 놓은 듯한 한 무더기가 별견되었다. 그것은 어린아이가 만들어 놓은 모래성과 같은 것으로 보인다. 그러나 다시 바람이 불고 조류(tide)가 밀려오면 다시 예전의 상태, 즉 평형상태로 되돌아 가는 것이다. 그런데 만약 누군가가 이 모래성이 자연이 만들지 않고 누군가에 의해 만들어진 것이라는 증거를 제시하라고 한다면 우리는 어떻게 할 것인가? 우리는 그것이 주위의 환경과 부합되지 않느다는 점을 분명히 지적할 것이다. 모래밭의 다른 부분들은 모두 바랍과 파도에 쓸려 영속적으로 씻기고 다듬어졌다. 그러나 모래성은 아직 붕괴 되지 않은 채 있지 않은가?. 또 비록 어린아이가 만든 빈약한 모래성일지라도 그것의 전체적인 윤곽과 구성이 명백히 어떤 목적을 가지고 만들어졌으며 분명히 자연의 힘에 의해 우연히 이루어진 것은 아니라는 점을 보여주고 있지 않은가? 우리가 가이아의 존재를 탐구하는데 있어서 이러한 무샘물적인 정상상태와 생물의 존재가 분명히 보여 알수 있는 상태에 대한 고찰은 매우 중요하다. 비록 생물의 존재가 직접 보여지는 것은 아니라 할지라도 생물체에 의해 만들어진 구조물은 그 주인이 가졌던 필요성과 의도에 대하여 풍부한 정보를 제공할 수 있다. 가이아의 존재에 대한 실마리는 마치 앞에서의 모래성처럼 일시적인 것에서 찾아낼 수 있는 것이다
그렇다면 우리는 어떻게 가이아가 만들어 낸 업적과 자연력에 의해 우연히 만들어진 산물을 구분하고 인식할 수 있을까? 또 우리는 어떻게 가이아의 존재를 인정할 수 있을까? 다행스럽게도 우리는 어느 정도의 실마리를 이미 손에 지니고 있다. 우리는 엔트로피의 법칙의 적용에 의해 이 지구가 하나의 생명체라는 가이아의 이론을 증명할 수가 있다. 볼츠만은 엔트로피에 대한 정의를 내리기를 분자 분포의 확룰을 나타내는 척도라고 하였다. 이 정의의 의미는 만약 우리가 존재 불가능한 분자 집합체를 발견한다면 그것은 필경 생물체거나 생물체의 산물임이 분명하다는 것이다. - 왜냐면 모든 물질은 엔트로피 증가법칙에 의해 무질서도가 높은 , 즉 분자의 구조와 집합이 무질서한 쪽으로 배열이 되게 되는데 만약 이에 역행하여 질서도가 있는 쪽의 질서 정연한 분자 배열이 발견된다면 이것은 어떤 의도성이 들어있는 생물로, 또는 생물의 활동결과로 간주할 수 있다. : 발제자 주- 만약 우리가 이러한 분자의 집합물을 지구 도처에서 발견하게 된다면 그것은 바로 우리들이 무엇인가 가이아의 존재를 확인하는 것이 된다는 의미도 된다, 가이아는 지구에서 가장 커다란 생물체 - 또는 그 집합 - 인 것이다..
그렇다면 이런 존재 불가능한 분자 집합체란 무엇을 말하는가? 가장 쉬운 예로 우리들 자신의 존재를 예로 들을 수 있는데 이것은 다른 말로 주의 배경의 상태와 비교할 때 특출나게 다른 그러한 분자 분포라는 것이다., 또한 평형상태의 배경 분자들로부터 어떤 에너지가 투입이 됨으로써만이 만들어 질 수 있는 분자 분포를 가진 집합체를 말하는 것이다.
자 그러면 여기서 중요한 관점은 무엇일까? 그것은 모래성이 어떤 자연현상의 귀결이 아니며 또 바람이나 파도와 같은 무생물적 요인에 의해서 만들어진 수 없는 것과 마찬 가지로 이 세상에 발생하는 불(fire)의 발화 또한 자연현상의 귀결이 아니라 생물이 존재함으로써 만들어진 현상이라고 볼 수 있다
지구 생성 초기 단계와는 달리 오늘날의 지구에서는 어느 곳에서나 화학적인 힘이 풍부하고 대부분의 장소에서 블이 일어날 수 있다. 그러나 현재 대기 중의 포함된 산소의 농도 보다 만약 4%만 증가되더라도 세계의 도처에서는 대화재가 발생될 것이라는 사실을 상기하였으면 한다. 그런데 어떻게 해서 이러한 불의 발화 조건이 현재 지구상의 대기권에 이루워 졌다고 해서 이것이 가이아의 존재를 인정하도록 하는데 도움이 될 수 있다는 말인가? 이에 대한 나의 대답은 이러한 비평성의 대기조성이 규모에 있어서 전지구적이라는 데 있다. 지구상에 골고루 퍼져있는 나무처럼 대기조성의 이러한 전지구적 규모는 무엇인가?, 즉 어떤 전지구적 규모의 것이 결국 분자들의 분포를 그처럼 특이하게 전지구적으로 유지시켰을 것이라는 생각을 일깨워주는 것이 아닌가 한다.

4. 사이버네틱스
'사이버네틱스'(cybernetics) 라는 용어는 '키잡이'를 의미하는 그리스어에서 유래되었는데, 살아 있는 생물체나 복잡한 기계에서 보이는 자가 규제 시스템에 대하여 연구하는 학문분야를 지칭힌다. 우리들은 다른 사람이 옆에서 밀거나 또는 버스나 배에서처럼 발을 딛고 서 있는 발판이 흔들릴 때에도 균형을 잡고 서 있을 수 있다. 또 노면이 거친 길에서도 걷거나 달릴 수 있다. 또 춥거나 더운 환경속에서도 체온을 일정하게 유지시킬 수가 있다. 이러한 모든 기능들은 생물체와 고도로 자동화된 기계들만이 가질 수 있는 자가 조절과 자가 규제의 속성인 것이다.
그런데 이러한 속성이 가이아와 도대체 어떻게 연관된다는 것인가라고 여러분들은 회의할지 모르겠다.
그러나 여기에는 필경 깊은 관계성이 존재하리라. 가장 작은 것르로부터 가장 큰 것에 이르기까지 모든 생물들이 갖는 특이한 속성의 하나는 그들이 어떤 목표를 설정하고 시행착오라는 사이버네틱 과정을 통하여 그것을 이룩하도록 노력하는 그러한 시스템을 개발하고 가동시키고 또 유지하는 능력을 소유한다는 것이다. 이러한 생물체의 고유한 특성의 차원에서 전지규적 규모로 가동되고, 또 그것의 목적이 생물체가 번성하도록 적절하게 물리적 화학적 조건을 확림하고 유지시키기 위한 것임이 분명한 그러한 시스템을 발견할 수만 있다면 그것은 곧 우리들로 하여금 가이아의 존재를 명백히 인정하도록 하는 것이 되고도 남음이 있으리라.
사이버네틱 시스템은 순환논리(circular system) 회로를 갖는 것이 보통이다. 그런데 우리들은 이제까지 인과 관계의 전통적인 선형논리만을 다루어 왔으므로 순환 논리에는 아직 익숙하지 못하여 마치 다른 세계의 것처럼 소연하게 간주한다. 자동온도조절계가 부착된 온도 조절계가 부착된 오븐을 생각해보자. 오븐의 온도를 일정하게 유지하는 것은 전원의 공급일까? 아니면 온도 조절계일까? 아니면 온도 조걸계가 작동시키는 스위치일까? 또는 음식을 익히는 데 적당하도록 우리가 다이얼을 조작하면서 정해 놓은 바로 그 온도 세팅인가? 이와 같이 오븐의 부분을 하나하나씩 분리하여 차례대로 생각해보는 것은 인과 관계분석적 사고 방식이지만 이렇게 하여 어떻게 오븐시스템을 이해할 수 있겠는가? 사이버네틱 시스템을 이해할 수 있는 관건은 그것들을 마치 생명체와 같이 간주하여 부분들의 집합체가 각 부분들의 단순한 합 이상의 존재로 된다는 사실을 인정하는 일이다. 그것들은 오직 operating system으로서 간주되어야만 이해 될 수 있는 대상인 것이다. 오븐의 스위치를 끄거나 오븐을 분해하여 본다고 해서 오븐의 잠재적 효용성을 밝혀 낼 수는 없다, 마치 죽은 시체를 해부하여 본다고 해서 인간의 속성을 알아낼 수는 없듯이.....
이러한 적용은 가이아에게도 마찬가지다. 어떻게 우리들은 가이아에서 자동온도 조절 시스템을 인식 할 수 있을까? 우리들은 열공급원,온도 조절기. 또는 이것들이 함께 묶여 있는 어떤 복잡한 장치를 찾으려고 노력해야 할까? 그런데 앞에서 이미 지적한 바 있듯이 각 부분품들을 따로따로 분석해보는 작업은 사이버네틱 시스템이 어떻게 작동하고 있는지를 밝히고자 할 때에 별로 도움이 되지 못한다.
만약 우리가 범지구적 규모의 사이버네틱시스템(자동조절시스템)이 실제로 존재하며 그것이 동식물들을 부분품으로 이용하면서 능동적으로 기능을 발휘하여 지구의 기후 , 화학적 조성 , 지표면의 지형등을 변화시키고 있다고 하는 이론을 뒷받침하는 충분한 증거를 발견할 수만 있다면 , 우리들은 가이아 가설을 기정 사실화하고 이론으로서 정형화 할 수 있을 것이다.

5. 대기권
우리들은 달 표면애서 찍은 아름다눈 지구의 사진을 바라볼 때, 불현듯 우리가 이 미려한 행성 지구의 한 시민임을 깨닫게 된다. 과거의 지구에서 어떤 일이 진행되었든 간에 오늘날의 우리들은 의심할 여지 없이 태양계에서 가장 아름답고 신비한 행성에서 생활하고 있으며 그곳 생활계의 떳떳한 한 구성원인 것이다. 이제 우리들은 외계에서 지구를 살필 수 있게 됨으로써 우리들의 관심을 자연스럽게 지구로 돌릴 수 있게 되었으며, 특히 대기권의 성질을 밝히는데에 집중할 수 있었다. 우리들은 이미 우리들의 조상들에 대해서 아는 것보다 우리가 살고 있는 지구를 둘러싸고 있는, 눈에 보이지 않는 기체들의 조성과 성질에 대하여 더 많은 것을 알고 있다. 지표면에서 가까운 두터운 공기층에는 반응성 기체들이 미묘한 비율 - 샘명체가 살 수 있는 최적 조건 -로 혼합되어 있는데 , 기체들의 유출입이 끊임없이 진행되고 있는데도 그 균형이 깨진적은 한번도 없었다. 대기권의 바깥쪽은 기체의 농도가 낮고 기체들이 단지 지구의 중력에 의해서 자행되고 있을 따름이지만 그 범위가 1000마일 이상이나 뻗어있다.
이러한 지구의 대기권은 잘 정의된 몇 개의 층으로 나뉘었다. 대기권의 가장 아래쪽을 대류권이라고 한다, 이 대류권은 지표로부터 10킬로키터 높이까지 연장되는데 구름이 형성되고 날씨 변화가 나타나는 공간이다. 이 공간은 공기를 호흡하는 생물들이 서식하는 공간으로 생물계와 무생물계가 서로 상호 작용하는 곳이다. 대류권은 전체 대기권 질량의 3/4을 차지한다.. 지금까지 이 대류권에서는 거의 화학반응이 일어나지 않는 것으로 믿어져 왔으나 최근에 베이츠,융게 박사등에 의해 대류권의 기체들이 태양광에 의해 산소와 반응함으로써 대류권에서 산화되어 가고 있음을 발견하게 되었다.
대류권을 지나면 성층권이 나타난다. 이 대기권이 성층권(stratosphere)라고 불리는 이유는 이곳에서는 공기의 대류가 거의 일어나지 않고 있기 때문이다. 성층권의 온도는 아래로부터 위로 올라갈수록 온도가 낮아지기에 만일 성층권 아래쪽에서 따뜻한 공기가 발생하더라도 위쪽으로 상승할 수 없게 된다. 이러한 온도 분포 때문에 성층권은 대류권과는 달리 안정된 층을 형성하게 된다. 반면에 대류권에서는 100미터씩 올라감으로써 기온이 섭씨 1도씩 내려가는데 이러한 온도분포는 공기의 수직상승을 가능하게 하여 뭉게 구름의 솟아남과 같은 우리에게 익숙한 자연현상이 일어나게 되는 것이다.
한편 태양으로부터 오는 자외선은 성층권의 윗부분에서 산소 분자를(O2)를 분해시켜 산소 원자(O)로 만들어 버린다. 이 산소원자는 다시 산소 분자(O2)로 결합되거나 세 개로 결합되어 오존(O3)을 형성하게 된다. 이러한 오존은 다시 자외선에 의해 분해되기 때문에 성층권안에서는 분해와 생성의 속도에 균형이 이루워져 오존의 농도는 최대 5ppm(1ppm:1/100만)의 농도로 성층권에 존재한다.. 성층권의 대기는 이러한 독성이 있는 오존의 존재 때문에 생물이 살 수가 없다. 또한 성층권에서는 무수히 많은 기체가 화학반응을 활발히 일으키고 있는 곳이다.
성층권의 오존량의 감소가 지구의 생물들에게 어떤 영향을 끼칠 것인지에 대해서는 추측이 무성하지만 아직까지 확실히 증명된 바는 거의 없다. 이러한 오존 문제를 제외하면 성층권과 지상의 생물과는 별 관계가 없는 것처럼 보인다. 또한 대류권에 대한 측정과 연구 또한 미진한데, 이러한 사실은 대류권이 가이아게 가장 관련이 깊은 공기층이라는 점에 비추어 볼 때 매우 슬픈 현실이다.
성층권의 윗부분은 태양광의 여과되지 않은 빛으로 더욱 맹려한 화학반응으로 대부분의 분자들이 쪼개져 구성 원자나 이온 , 전자 형태로 존재하고 있는 층으로 흔히 전기 전도층을 형성하고 있기 때문에 장거리 통신에 유용하게 이용되고 있는 층이다. 대기권의 가장 바깥쪽은 공기가 아주 희박한 층으로 1㎤ 당 단지 수백개의 원자만이 존재하는 곳으로 우리는 이곳을 외기권이라고 부른다.
이미 앞에서 설명하였다시피 나는 육상의 대기 환경이 여러 기체들의 단순한 집합체가 아니라 이들이 생물학적으로 중요한 역할을 담당하도록 미묘한 조화를 이루고 있을 것이라는 가능성에 깊은 흥미를 느끼고 있었다. 일련의 실험과 관찰을 통하여 지구 대기권의 화학적 조성은 너무나 미묘하고 일반적인 상태에서 조성되는 조성비율과는 차이가 현저히 나서 - 표 1 참조 - 이것들이 결코 우연히 그렇게 이룩되었다거나 또는 무질서적으로 그렇게 유지되는 것이 아니라는 인식이 심각하게 제기 되었다. 그러면서도 이러한 명백한 무질서의 와중에서 비교적 균일하고 생물계에 유리한 조건이 어떻게든 유지되고 있다는 사실은 지극히 놀라운 일이다. 우리는 이러한 현상을 가이아 이론으로 설명할 수 있을 것이다. 즉 생물권이 우리 주변의 대기 조성을 능동적으로 조절 유지시키며, 그 결과 자연스럽게 지상의 생물들을 위한 가장 적절한 환경이 조성되고 있다는 것이다. 우리는 이제 마치 생리학자가 우리 몸속의 한 부분인 혈액의 성분을 조사해 봄으로써 생체를 유지시키는 데 혈액이 어떤 기능을 수행하는지를 밝혀내듯이 대기의 성분을 살펴보려고 한다.
화학의 관점에서 본다면 산소는 비록 양적으로는 최대가 아니더라도 대기의 가장 중요한 기체로서 손색이 없다고 말할 수 있다. 산소는 지구에서 필요한 불의 연소와 새가 창공을 날며 우리 인간들이 달리고 ,겨울에는 몸을 따뜻하게 유지하고 , 생각을 집중할 수 있도록 하기에 충분한 정도로 화학적 포텐셜(chemical potential)의 차이를 제공한다. 그런데 이러한 역할을 하는 산소가 대기중에서 일정한 농도로 유지되고 있다는 사실은 곧 능동적 조절 시스템의 존재를 시사하는 것이다. 아마도 무엇인가가 대기권의 산소농도를 감지하고 그것이 적정 농도에서 얼마나 떨어졌는지에 대하여 경고를 발하고 있으리라. 이러한 조절 시스템은 산소조절가스(메탄 가스)의 생성량을 조절하여 -메탄가스는 슾지,늪지,하구등 탄소화합물이 풍부히 묻혀 있는 곳에서 박테리아의 혐기성 발효에 의해 생성되고 있으며, 발생된 메탄은 대기중에서 산소와 반응하여 산화함으로써 대기중의 산소농도를 떨어뜨리는 역할을 하고 있다.- 대기중의 산소농도를 일정하게 유지하고 있다. 이러한 산소의 대기중에서의 순환은 그림6을 참조바란다.
산소외에도 지구의 생물권이 살아가기 위한 중요한 인자인 대기중의 이산화 탄소와 물의 조성에 대하여도 지구의 생물들이 살아가기 위한 최적의 조건을 만들기 위해서 자가조절시스템을 가지고 그 조성을 조절한다는 살아있는 생명체로서의 지구 이론 즉 가이아 이론에 의해 설명될 수 있을 것이다.