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가이아 - 살아있는 생명체로서의 지구

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출판사 서평

가이아 가설이란

'가이아 [Gaia]'란 고대 그리스 신화에 등장하는 대지의 여신을 일컫는 말로, 지구의 생물들을 어머니처럼 보살펴 주는 자비로운 신이다. 이 책은 그 신화를 과학으로 대체했는데, 1970년대 초 영국의 대기학자 제임스 러브록은 지구의 역사와 생물 진화에 대한 종래의 견해들과는 전혀 궤도를 달리하는 새로운 이론을 제시했다. 그는 우리들이 살고 있는 이 지구가 ‘살아 있는 하나의 거대한 유기체’라고 주장했다. 그리고 지구 생물권을 단순히 주위 환경에 적응해서 간신히 생존을 영위하는 소극적이고 수동적인 존재가 아닌, 오히려 지구의 제반 물리·화학적 환경을 활발하게 변화시키는 적극적이고 능동적인 존재라고 규정했다. 그러면서 러브록은 이러한 자신의 이론에 '가이아 가설 [Gaia Hypothesis]'이라고 명명했다. 먼저 러브록은 지난 30여 억 년 동안 대기권이 원소 조성과 해양의 염분 농도가 거의 일정하게 유지돼왔다는 사실에 주목했는데, 만약 생물이 지상에 출현하지 않았다면 절대로 그렇게 될 수 없음을 간파했다. 그리고 탄소, 질소, 인, 황, 염소 등 지구를 구성하는 주요 원소들이 대륙과 해양을 오가며 순환하고 있다는 사실도 발견하였는데, 놀랍게도 이런 물질들의 매개자가 전적으로 생물이라는 점 또한 알아냈다. 생물들은 기후를 조절하고 해안선을 변화시키고, 때로는 대륙을 이동시킬 수도 있었던 것이다. 따라서 러브록은 자연스럽게 이 지구가 생물과 무생물의 복합체로 구성된 하나의 거대한 유기체라는 결론에 이르렀다. 이를 뒷받침하기 위해 저자는 20여 년간에 걸쳐 지구와 생물의 유구한 역사를 연구하면서 지질학, 생물 진화학, 기후학 등에 담겨진 최근의 이론들에 근거한 과학적 증거들을 제시하고 있다.

가이아 가설의 증거와 특징

러브록은 NASA 태양계 조사에 참여하면서 지구의 대기 조성이 주변 행성과는 크게 다른 점을 발견했다. 금성과 화성의 경우, 두 행성은 모두 대기 중 이산화탄소의 비율이 95%를 차지하는 데 비해 지구의 0.03%는 매우 다른 수치였다. 이에 대해 러브록은 원시 지구의 이산화탄소 비율은 금성, 화성과 비슷했지만, 지구가 생명체를 배태하면서 이 생명체가 지구의 대기조성을 바꾼 것이라고 주장했다. 이는 광합성을 하는 세균, 조류[藻類] 등이 이산화탄소를 빨아들이고 산소를 내뿜어 지구 대기를 변화시켰다는 것이다. 그는 이러한 사실에 바탕을 두고, 지구 대기권의 원소 조성과 해양 성분이 지난 30억 년 동안 거의 일정하게 유지돼왔다는 사실에 각별히 주목했다. 먼저, 대기 중의 산소 농도이다. 러브록은 대기 중의 산소 농도가 일정 수준을 유지하고 있다는 사실 역시 가이아 가설의 근거가 된다고 보았다. 산소가 존재하지 않던 원시대기에 광합성 박테리아의 출현 이후 산소 농도가 증가하다가 현재 상태인 21% 수준이 유지되어 생물체가 살 수 있는 것은, 지구 자체가 하나의 생명처럼 역할을 하기 때문이라는 것이다. 대기 중의 산소 농도는 과거 2억 년 동안 15∼20% 범위에서 유지돼왔는데, 이것은 지구가 생물권에서 일어나는 광합성과 호흡양의 조절, 그리고 물질순환을 통해 대기의 산소와 이산화탄소의 농도를 조절하기 때문이다.

두 번째, 오존층의 존재이다. 오존층은 지구의 온도를 적절하게 유지시켜 주고 생물체에 유해한 자외선을 차단시켜 주는 것으로, 이것은 바다 표면에 서식하는 말류의 화학 작용에 의해 조절된다. 오존층이 형성되면서 자외선의 강도가 약해졌고, 따라서 지구 곳곳에 많은 생물들이 등장해 활발한 광합성으로 대기 중의 산소 농도를 현재처럼 21%로 유지하는 기초가 되었다는 것이다. 세 번째, 대기 중의 이산화탄소 용량이다. 대기 중의 이산화탄소는 지구 대기의 약 0.03% 정도를 차지하고 있는데 화석연료의 사용, 산불, 화산 활동 등에 의해 이산화탄소의 농도가 증가하지만, 열대우림의 광합성에 의해 많은 이산화탄소가 고정되기 때문에 일정량의 농도를 유지할 수 있는 것이다. 결국 지구 자체의 생물체가 유기적으로 이산화탄소의 농도를 조절하게 되는 셈이 된다. 러브록은 그 밖에도 해양의 염분농도가 일정하게 유지되는 현상 역시 가이아 가설의 근거가 될 수 있다고 보았다. 이상의 근거들을 요약하면 결국 지구상의 다양한 생물 요소들이 지구의 대기와 해양의 조성을 조절하면서, 대기와 해양의 상태가 거의 일정하게 유지된다고 보고 있다. 다시 말해, 지구는 스스로의 상태를 조절할 수 있는 살아 있는 생명체, 즉 가이아라고 할 수 있는 것이다. 이러한 가이아는 다음과 같은 특징을 지니고 있다.

① 가이아는 스스로 모든 생물들에게 적합한 환경 조건을 만들어 준다. 따라서 인간이 가이아의 기능에 지장을 줄 정도로 간섭하지 않는다면, 가이아는 그 속성을 그대로 유지할 것이다.
② 가이아는 마치 생물처럼 중요한 기관들을 지니고 있으며, 또한 부속 기관을 가지고 있어 필요에 따라 신축, 생장, 소멸이 가능하고 장소에 따라 역할이 달라질 수 있다.
③ 가이아는 매우 정교한 자기 제어 시스템처럼 스스로를 조절하는 능력을 지닌다.

가이아 이론과 환경오염

가이아 이론의 관점에서 바라보는 러브록의 환경오염에 대한 시각을 다음과 같이 정리할 수 있다. 먼저, 러브록은 범지구적인 환경문제를 다루는 데 있어 과학자들의 편향적인 시각이나 환경보호주의자들의 편협한 인간중심적인 태도, 그리고 정치가들의 독선과 일반 대중들의 맹목적성 등을 모두 경계하고 있다. 그에게 있어 중요한 것은 인간만을 위한 환경보전이 아니라, 인간과 자연 모두를 위한 보다 합리적이고 과학적인 환경보전의 노력이라고 할 수 있다. 두 번째로, 그는 범지구적인 환경문제가 자칫 오도되어 그것을 극복하기 위한 조치를 취한다는 것이 어느 일방에게만 전적으로 혜택이 돌아가거나 또는 더 큰 피해를 초래할 수도 있는 환경보전운동의 위험성을 항상 경고하고 있다. 그래서 그는 1970년대 초에 일부 생태학자들과 과격한 환경보호주의자들 때문에 알래스카에서 미국 본토까지 파이프라인의 건설이 지연되었던 결과 1974년에 오일 쇼크가 발생했다는 사실을 크게 안타까워했다. 마찬가지 이유에서 그는 체르노빌 원전사고 이후 스웨덴의 래프족 거주 지구에서 방사능에 오염되었다는 이유로 그들의 유일한 식량이라 할 수 있는 순록을 수천 마리나 살해하였다는 점에 대해서 크게 우려했다. 그는 오직 순록에만 의지해서 생활하는 래프족 사람들에게 있어서는 그러한 처방의 결과가 오히려 그렇게 하지 않았을 경우 그들에게서 발생할 수 있는 이론적인 암 발생률의 증가 이상으로 더 해로울 수도 있다는 점을 직시했던 것이다. 세 번째로, 범지구적인 환경문제를 다루는 데 있어서 러브록은 아직까지 우리들의 지식이 부족함을 한탄하며 보다 다양한 전일적인 시각에서 환경문제에 접근할 것을 권고하고 있다. 앞에서의 CFC와 오존층 파괴의 예에서 러브록이 보여주는 관점은 평범한 과학자들이 갖는 시각과 전혀 궤를 달리하는데, 이러한 그의 입장을 고려해봄으로써 우리들은 동일한 환경문제에 대해서 전혀 다른 해결책을 발견할 수도 있다는 점을 깊이 인식해야 할 것이다.

이런 점에서 러브록이 인류의 장래를 위협하는 가장 심각한 환경오염 문제로 핵폭탄과 산성비와 오존층 파괴가 아니라 3C, 즉 승용차[car]와 가축[cattle]과 기계톱[chainsaw]을 꼽는 것은 우리들에게 시사하는 바가 크다고 하겠다. 러브록은 가이아가 대단한 자가조절 능력을 발휘하는 거의 불멸의 존재라는 점을 인정하고 있다. 그렇지만 다른 한편으로 그는 가이아가 몇 가지 환경적 재난에는 대단히 취약하다는 점을 크게 강조하기도 한다. 마치 우리 자신의 몸을 유지하는 데 있어서 팔다리의 중요성과 두뇌, 허파, 심장의 중요성이 서로 다르듯이, 지구를 구성하는 가이아의 각 부분도 그 중요성이 서로 다르다는 것이다. 마찬가지로 러브록은 감기와 폐결핵에 대한 인체의 저항력이 다른 것처럼 환경오염도 그 종류에 따라서 가이아에 미치는 영향이 크게 다르다는 점을 지적한다. 러브록은 열대우림 지역을 지구에서 가장 소중한 부분으로 간주하고 있다. 열대우림은 방대한 양의 수증기를 발산하고 동시에 구름의 형성을 돕는 여러 종류의 가스와 입자상 물질들을 엄청나게 방출하고 있다. 이렇게 형성된 흰구름은 그 자체가 태양열을 반사해서 외계로 빠져나가는 에너지의 양을 늘리고 또 구름들에서 비를 내리게 하여 대기권의 온도를 낮추는 데에 커다란 기여를 하고 있다. 이러한 열대우림을 손상시키는 일은 대규모적인 핵전쟁보다도 더 가이아에 끔찍한 일이라고 그는 우려한다. 러브록은 행성 지구가 현재 지구온난화의 초입에 들어서고 있다는 기상학자들의 주장에 동조하고 있다. 그리고 그의 가이아 이론은 이러한 지구온난화의 추세가 열대삼림의 파괴에 덧붙여질 때 전혀 예기치 못한 방향에서 우리 인류를 포함하는 생물권에 엄청난 재난을 초래하게 될 것이라는 준엄한 경고를 발하고 있다.

가이아 이론의 의의

1970년대 초 러브록에 의해 처음 제안된 가이아 이론은 지난 30여 년 동안 지구의 역사와 자연을 탐구하는 거의 모든 학문 분야에서 진지하게 연구, 검토되었으며, 그 결과 이제는 지구 생물권과 인류의 운명을 예언하는 과학적 지침서로 널리 인정받고 있다. 이 이론은 종교계와 철학계 등을 비롯한 사화과학의 많은 부분에서도 열띤 찬반 논쟁의 대상이 되어왔는데, 1980년대 후반에 이르러서는 신과학을 선도하는 주요 학문 분야의 하나로 뚜렷한 위상을 확립하고 있다. 가이아 이론은 지구의 운명과 인류의 미래에 대해 명쾌한 해답을 제공한다는 점에서, 그리고 환경오염의 시대를 살아가는 현대인들에게 새로운 인식의 전기를 부여한다는 점에서 그 의미의 중요성을 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 먼저 러브록은 지구 생태계를 개별자들이 아닌 상호작용을 하는 유기체로 파악하는 관점을 제공하였다. 이러한 통찰은 우리들에게 자연 환경을 탐구하는 새로운 세계를 열어주었으며 이러한 연구 관점은 자신의 전문 분야로만 전문화 되어가는 현대 과학의 연구에 대해서도 경고와 함께 새로운 방향을 제시하고 있다. 이러한 것으로 볼 때 가이아 이론의 탄생과 그것이 미칠 수 있었던 사회적 영향력은 환원주의적 사고가 판을 치고 있는 현대사회와 과학계에 전일주의적 사고의 중요성을 보여주는 한편의 극적인 드라마였다고 할 수 있다. 이 이론은 작게는 행성 지구와 그 속에서 살고 있는 생물들의 역사를 조망하는 새로운 관점을 제공해주며, 크게는 우리 인간과 우리가 속해 있는 지구 생물권과의 소중한 관계를 다시 한번 생각하게 해준다는 점에서 그 의미를 되새겨 볼 수 있다. 그리도 더 나아가 환경오염에 대한 인식이나 과학을 하는 방법론까지도 새로운 검증을 필요로 하게 만들었다는 점에서 그 과학적 의의와 중요성은 크다고 할 수 있다.

목차

서문 | 가이아, 지구는 살아있다

1장. 서론
2장. 태초에는
3장. 가이아의 인식
4장. 사이버네틱스
5장. 대기권
6장. 해양
7장. 가이아와 인간
8장. 가이아와의 공존
9장. 에필로그

옮긴이 해제 | 살아 있는 지구의 개념을 되살리다
용어 해설
참고 문헌

본문중에서

1974년 이 책을 처음 쓰기 시작하던 당시에 나는 비록 '가이아[Gaia]'에 대해 어느 정도 생각은 했지만 그것이 의미하는 어떤 명백한 실체를 마음에 두고 있었던 것은 아니었다. 단지 내가 알고 있었던 것은 기껏해야 지구가 화성이나 금성과는 전혀 다른 존재라는 정도였다. 즉 지구는 다른 행성들과는 달리 생물들이 살기에 적합하도록 항상 스스로 환경을 조절하는 특별한 능력을 가진 존재라는 것이었다. 그리고 나는 지구가 갖는 이런 속성이 태양계 내에서 지구가 차지하는 특별한 위치 때문이 아니라 지표면에서 생활하는 생물체들의 덕분이라는 것도 알고 있었다. '가이아'라는 명칭은 내 친구인 소설가 윌리엄 골딩 [William Golding : 인간의 속성을 적나라하게 파헤친 소설 「파리대왕」으로 1983년 문학 노벨상을 수상했다 - 옮긴이]이 붙여주었다. 그는 살아 있는 지구를 표현하는 이름으로 당연히 그리스 신화에 등장하는 대지의 여신 가이아를 차용하는 것이 당연하다고 생각했던 것이다. 1970년대 무렵까지 우리는 아직 환경에 대해 큰 관심을 갖고 있지 않았다. 우리가 잘 알고 있다시피 레이첼 카슨 [Rachel Carson] 이 농부들이 마구잡이로 농약을 뿌린 결과 시골의 정취가 사라지고 있다는 사실을 경고했지만 그것도 그리 큰 관심을 끌지 못했다. 또한 지구의 기후 변화, 생물종의 다양성, 오존층, 산성비 등의 문제들이 단순한 아이디어 차원에서 과학계에서 논의되기는 했지만 일반 대중의 관심사가 되기에는 아직도 멀었던 시절이었다. 하지만 그 당시는 동서냉전이 한창 진행 중이던 시대로 우리 모두는 알게 모르게 상당한 정도까지 그 보이지 않는 전쟁에 참여하고 있었다.

그 당시 나는 미항공우주국[NASA]의 행성탐사 프로그램에 관여하고 있었던 과학자로서 화성탐사용 실험기구들을 실어 쏘아올렸던 로켓 발사체가 단지 순수한 과학적 목적을 위해 쓰여지는 것이 아니라는 점은 어렴풋이 알고 있었다. 우리는 미국과 소련 사이에서 벌어지고 있는 전쟁에 사용될 수 있는 가공할 무기 위에 올라타고 있었던 것이다. 화성의 한 지점을 향해 정확하게 나아갈 수 있는 항법장치라면 당연히 적의 미사일 대공세를 파괴하는 데에도 문제없이 사용될 수 있을 터였다. 하지만 냉전은 우주과학보다 훨씬 더 뒤틀려 있었다. 내가 생각하기로 그 당시 냉전이 초래했던 가장 커다란 폐해의 하나는 우리가 행성 지구에 대해 잘못된 이해를 갖게 했다는 점이다. 우리는 조금씩 핵무기가 사용되는 열전 [hot war] 에 대해 공포심을 갖게 되었고, 그렇게 되면 지구 전역의 문명이 한꺼번에 파괴될 것이라는 점을 잘 인식하고 있었다. 이런 실제적인 두려움이 급기야 서구 세계에서 비핵화 운동 [CND, Campaign for Nuclear Disarmament] 을 불러일으켰고, 그것이 최초의 국제적 환경운동으로 발전하게 되었다. 그 당시에는 핵전쟁이 야기할 수 있는 결과에 대한 우려가 너무나 컸던 나머지 핵폭발에서 기인하는 방사능 문제만이 우리가 가지는 두려움의 전부라고 할 수 있었다. 부지불식간에 우리의 생활 터전이 훼손되고 온실가스로 지구 대기권이 확장되고 있다는 정도의 문제들은 1970년대와 80년대에는 거의 사람들의 관심거리가 되지 못했으며, 특히 모든핵무기를 제거해야 한다는 운동을 벌이는 사람들에게는 더욱 그랬다.
(/ pp.9~11)

저자소개

제임스러브록 [저] 신작알림 SMS신청 작가DB보기
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영국의 과학자이자 발명가, 저술가로서 1994년 이후 옥스퍼드 대학 그린 칼리지(Green College, University of Oxford)의 명예 객원교수를 맡고 있다. 그는 1974년에 영국 왕립원의 회원에 피선되었으며 1990년에는 네델란드 학술원이 수여하는 제1회 지구환경 암스테르담 상(Amsterdam Prize for the Environment)의 수상자가 되었다. 이밖에도 1996년에는 이탈리아 노니노 가문이 수여하는 노니노 상(Nonino Prize)과 볼보회사의 볼보 환경상(Volvo Environment Prize)를 받았고 1997년에는 일본의 아사이유리재단이 수여하는 권위 있는 푸른지구상(Blue Planet Prize

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서울대학교 사범대학 생물학과를 졸업하고 한국과학기술원(KAIST) 생물공학과에서 석사학위를, 미국 미시간대학교에서 환경학 박사학위를 받았다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경공학부 연구원과 미시간대학교 박사후연구원(postdoc.)을 역임했으며, 한국전력공사 전력연구원에서 책임연구원으로 근무했다. 1999년부터 비영리 공익 연구소인 세민환경연구소 소장으로 재직하고 있으며 계간 <과학사상>의 편집위원이기도 하다.



저서로는 <생물학의 미래>, <21세기 국가수자원정책>, <3조원의 논쟁 새만금 사업> 등이 있으며, <한국의 환경비전 2050>을 비롯한 여러 공

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