Die Gaia-Hypothese

Abbildung 6: Der Mathematiker Alan Turing spekulierte schon 1952 darüber, ob
man die Strukturbildung von Radiolarien durch spezielle Reaktions-
Diffusionsgleichungen beschreiben kann. Die Tafel stammt aus dem
berühmten selbstgezeichneten Atlas von Ernst Haeckel aus dem Jahre
1862.
Neben der Populationsdynamik unseres Gaia-Planeten müssen nun die thermische
Bilanz des Planeten betrachten. Wie sieht die Temperaturverteilung aus und welcher
Gleichung folgt sie? Ohne Betrachtung der Winde und meteorologischen Prozesse nehmen
wir hier einfach an, daß für den Wärmetransport zwischen unterschiedlichen Spezies
eine Wärmeleitungsgleichung gültig ist. In der berühmten klassischen Arbeit von
Watson & Lovelock von 1983 wurde noch eine adhoc Gleichung für die Temperatur der
unterschiedlichen Spezies benutzt – eine problematische und letztendlich unphysikalische
Betrachtung. Die einfachste Fouriersche Wärmeleitungsgleichung für die globale
Temperatur des Daisy- Problems lautet
C p
∂T(x, t)
∂t
= κ ∂2 T (x, t)
∂x 2 − σ B T 4 (x, t)+S(x, t)(1− A eff (x, t)) , (6)
wo C p die spezifische Wärmekapazität, κ eine Diffusionskonstante und σ B die Stefan-
Boltzmann Konstante bedeutet. S(x, t) ist die Solarkonstante als Funktion von x (“geo-
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