ArtykulyPowiązania

Granice Ziemi [1/4]

Jak dotąd Ziemia była bardzo łaskawa dla rodzaju ludzkiego. Wszystkie ludzkie osiągnięcia w ostatnich 10000 lat – rolnictwo, miasta, kultura, przemysł i populacja sięgająca 7 miliardów – miały miejsce w bardzo sprzyjającym okresie, w którym naturalne systemy regulacyjne utrzymywały wszystko, począwszy od klimatu do zaopatrzenia w wodę słodką, w granicach umożliwiających rozkwit cywilizacji.

Granice Ziemi

Źródło: New Scientist

Ta wiosna w historii ludzkości nosi nazwę Holocenu. Teraz jednak weszliśmy w nową erę zwaną Antropocenem, charakteryzującym się ludzką dominacją nad kluczowymi systemami ,które podtrzymują życie na Ziemi. Staliśmy się samozwańczymi kapitanami statku kosmicznego „Ziemia”, ale w naszym nieodpartym pragnieniu panowania nad naturą, być może zapomnieliśmy o znaczeniu systemów, które pozwoliły homo sapiens zdominować całą planetę.

Potrzeby i pragnienia 7 miliardowej populacji sprawiają, że Ziemia niebezpiecznie zbliża się do punktu krytycznego. Wiemy już o zmianie klimatu, ale co z pozostałymi zagrożeniami? Kiedy zanieczyszczenia, zakwaszenie oceanów, masowe wymieranie, martwe strefy oceaniczne i inne ekologiczne problemy zaczną bezpośrednio wpływać na nasze życie? Wiemy, że nie możemy w nieskończoność naginać wytrzymałości tych systemów, ale w jakim momencie dojdzie do ich załamania?

W zeszłym roku Johan Rockström, dyrektor Sztokholmskiego Instytutu Środowiska w Szwecji , spotkał z grupą 28 naukowców specjalizujących się w naukach o Ziemi , by odpowiedzieć na to pytanie. Wśród członków zespołu znajdował się laureat nagrody Nobla Paul Crutzen, klimatolog James Hansen z NASA, specjalista od punktów krytycznych Tim Lenton oraz niemiecki ministerialny doradca ds. zmian klimatu Hans Joachim Schellnhuber.

Zidentyfikowali oni 9 kluczowych globalnych systemów, które są konieczne do przetrwania gatunku ludzkiego. Następnie określili w jakim stopniu nagięliśmy ich wytrzymałość oraz oszacowali jak daleko jeszcze możemy się posunąć by nie zagrozić własnemu przetrwaniu. Ostrzegli, że poza pewną granicą narażamy się na nieodwracalne i gwałtowne zmiany środowiskowe, które uczynią planetę miejscem znacznie mniej przyjaznym życiu.

Jak podkreśla Rockström granice te są zgrubne, co wynika z wielu niepewności i braku wystarczających informacji. Ponadto zachodzą między nimi skomplikowane i nie do końca zrozumiałe interakcje. Jednakże sam koncept granic jest postępem w stosunku do tradycyjnego podejścia stosowanego przez ludzi zajmujących się ochroną środowiska, polegającego na minimalizacji wszelkiego wpływu ludzkiej działalności na planetę. Zamiast tego idea granic definiuje nam coś w rodzaju „bezpiecznej przestrzeni” rozwoju naszej cywilizacji”. A oto one:

1. Zakwaszenie oceanów

Zakwaszenie oceanów

Granica – globalny średni stopień nasycenia aragonitu (polimorficzna odmiana węglanu wapnia) nie niższy niż 2.75:1
Poziom przedindustrialny – 3.44 : 1
Obecny poziom – 2.90 : 1
Diagnoza – Jak dotąd nie wyszliśmy poza bezpieczny poziom, jednakże niektóre obszary oceanów mogą przekroczyć dopuszczalną granicę w połowie tego stulecia

Temat ten jest stosunkowo nowy i był rzadko dyskutowany jeszcze 10 lat temu. Więcej CO2 w atmosferze oznacza, że więcej tego gazu rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas węglowy. Od początków ery przemysłowej poziom pH oceanów spadł z 8.16 do 8.05, co jest równoznaczne z 30 wzrostem stężenie kationów wodorowych.

Zakwaszenie samo w sobie nie jest problemem, ale ma wpływa ono na wiele innych aspektów chemii oceanów. Najważniejszym z nich jest obniżenie ilości rozpuszczonego w wodzie węglanu wapnia.

Na razie nie ma to wielkiego znaczenia. Jednakże punkt krytyczny zostanie osiągnięty w momencie gdy poziom aragonitu, formy węglanu wapnia, będzie zbyt niski, by organizmy morskie – w tym koralowce – mogły budować z niego swoje szkielety. Po przekroczeniu pewnego progu szkielety węglanowe ulegają rozpuszczeniu.

Jak dotąd stopień nasycenia aragonitu spadł z 3.44:1 do 2.90:1. Oznacza to, że średnio jest go nadal około 3 razy więcej od poziomu niezbędnego do budowania szkieletów. Istnieją jednak znaczne regionalne zróżnicowanie w poziomie nasycenia tego związku. Szacuje się, że już do roku 2050 na znacznych obszarach Oceanu Arktycznego i Oceanu Południowego spadną poniżej progu 1:1.

Tak naprawdę to nikt dokładnie nie wie, co się wtedy stanie. Niektóre gatunki mogą wyginąć. Dla innych – np. dla koralowców, już teraz osłabionych przez zanieczyszczenia i cieplejszą wodę, byłby to śmiertelny cios. Bardziej puste oceany miałyby mniejszą zdolność do pochłaniania CO2 z atmosfery. By zapobiec takiemu scenariuszowi Rockström proponuje by utrzymywać średni globalny stopień nasycenia aragonitu powyżej progu 2.75:1. Oznaczałoby to utrzymanie stężenia CO2 na poziomie 430 cząsteczek na milion, który jest niższy od rekomendowanego przez naukowców poziomu 450 cząsteczek na milion. Przy obecnych trendach emisji CO2 krytyczny poziom stężenia tego gazu osiągniemy w ciągu 10 lat.

2. Warstwa ozonowa

Warstwa ozonowa

Granica – Średnia koncentracja stratosferycznego ozonu na poziomie nie mniejszym niż 276 Dobsonów.
Poziom obecny – 283 Dobsony
Wniosek. Stan bezpieczny i poprawiający się.

Dziura ozonowa, która uformowała się nad Antarktydą w latach ‘70 była klasycznym przykładem środowiskowego punktu krytycznego. Niszczące ozon związki chemiczne gromadziły się w zimnej stratosferze. Ten proces trwał aż do momentu, kiedy nagle i niespodziewanie warstwa ozonowa przeszła do nowego stabilnego stanu, charakteryzującym się brakiem ozonu w okresie wiosennym. Nikt nie przewidział nadejścia tego zjawiska, tak jak nikt nie rozumiał chemii atmosfery obszarów polarnych, które wzmacniały niszczącą właściwość związków chemicznych, prowadząc tym samym do efektu dodatniego sprzężenia zwrotnego.

Świat zareagował szybko. Większość winnych całego zamieszania związków jest obecnie zakazana, co pozwoliło uniknąć najgorszego scenariusza. Jednakże zagrożenie całkowicie nie minęło. W związku z globalnym ociepleniem, którego jednym z efektów jest wychłodzenie stratosfery, może dojść do sytuacji w której pozostałe jeszcze związki niszczące ozon mogą się uaktywnić nad obszarami polarnymi półkuli północnej, doprowadzając do powstania nowej dziury ozonowej.

Poza obszarami polarnymi sytuacja wygląda na bezpieczną. Mimo to, naukowcy, a wśród nich laureat nagrody Nobla w dziedzinie badań nad warstwą ozonową Paul Crutzen, zalecają utrzymanie średniej globalnej koncentracji ozonu powyżej 276 Dobsonów. Ponieważ stężenie niszczących ozon związków spada, przewiduje się, że raczej nie przekroczymy tego punktu krytycznego.

Tłumaczenie: Tomasz Kłoszewski

ang Źródło: New Scientist

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly