Време науке

Граничне вредности апокалипсе

Да ли постоје границе након чијег прекорачења услови живота на Земљи не могу да се одрже?

Текст: Слободан Бубњевић, Марија Видић

Амстердам, позни октобар 2009. године. Генерална скупштина Римског клуба. Хладно вече на води. Док амстердамски бродићи са застакљеним палубама, један за другим, пристају уз док импресивне градске концертне дворане, из бродова излазе некада значајни доносиоци одлука, пензионисани функционери Уједињених нација, богати привредници и бивши политичари, угледни професори, научници и мислиоци који се окупљају како би, у традицији Римског клуба – једне од оних протоколарних организација за пензионисане доносиоце одлука, још једном анализирали будућност човечанства.

Остало је свега месец дана уочи чувене климатске конференције у Копенхагену, која ће се, мимо свих надања, неславно окончати без новог чврстог међународног договора о смањењу емисије угљен-диоксида. Но, у њеном ишчекивању, током читаве јесени се широм света организују форуми и дискусије о томе шта учинити поводом глобалног загревања. На скупштини Римског клуба названој „Клима, енергија и економски опоравак“, такође се расправља о томе. Биће ту сабране све оне идеје које су се те године могле чути и видети у готово свакој телевизијској емисији или новинском чланку о климатским променама.

Међутим, на овом Римском клубу ће се први пут појавити и један сасвим нов концепт – идеја о планетарним граничним вредностима шведског еколога Јохана Рокстрома и аустралијског климатолога Вила Стефана. Ова идеја, формулисана као научна теза, артикулисаће распрострањени доживљај да планета као систем има своје крајње границе за штетне ефекте које јој човек наноси. Идеја је заснована на околности да је човек од индустријске револуције до данас значајно изменио планету и да постоје границе тих промена, такве да након њиховог прекорачења услови живота на Земљи не могу да се одрже у садашњем стању.

Опсежни извештај о планетарним границама Рокстром и Стефан ће представити у Римском клубу у Амстердаму, на основу рада групе од 26 научника из целог света који се баве планетом и животном средином. Њихов рад у скраћеном издању, под називом А сафе оператинг спаце фор хуманитy, месец дана раније објављује и престижни часопис Натуре, да би после Амстердамске скупштине, он постао општепознат. Након првих реакција, Рокстромов и Стефанов концепт планетарних граница наићи ће како на одобравање тако и на критике, али је извесно – утицаће на нови вид сагледавања ефекта који човек оставља на своје окружење. Три године касније, негативни ефекти почињу све чешће да се пореде са планетарним границама.

Наиме, Рокстром и Стефан су, заједно са другим научницима, прво размотрили девет кључних процеса у животној средини и мерили ниво људског утицаја на њих (климатске промене, ишчезавање живих врста, циклус азота у природи, киселост океана, плодност земљишта, свежа вода, озон, аеросоли и хемијско загађење). Потом је утврђено свих девет планетарних граничних вредности које се не смеју прекорачити. Рокстромов и Стефанов извештај даје и тренутне вредности изабраних девет величина, тако да се показало да је за четири природна процеса (климатске промене, ишчезавање живих врста, циклус азота у природи, киселост океана) гранична вредност увелико прекорачена, што буди врло депресивне погледе на будућност.

Неки нови радови, попут истраживања америчког ботаничара Стефана Рунинга, који показује да на Земљи не може бити више биљака него што их је сада, потврђују постојање бројевних граничних вредности. Но, основна идеја о глобалним граничним вредностима није настала 2009. Она се јављала у разним облицима и раније – већ је била виђена у књизи и извештају такође пред Римским клубом, који је још 1972. године објављен под називом Limits to Growth. Потом се појавила и у извештају Уједињених нација Our Common Future, који је објављен 1987. године.

Идеја о граничним вредностима је, са друге стране, ослоњена на чувени концепт Земље као суперорганизма, који је Гаја хипотезом пре четрдесет година поставио Џејмс Лавлок. По тој идеји, Земља представља једно сложено створење које се, као и сваки организам, пре или касније враћа у равнотежни положај, односно хомеостазу. У међувремену, док се граничне вредности у сваком од процеса на прекораче, загађење нема фаталне последице. Но, након што се то деси, цео систем ће осетити последице и по сваку цену Земљу вратити у нову равнотежу. Колико смо данас далеко од граничних вредности планете? Да ли их Земља заиста има? Колико износе и шта се уопште може са тим учинити?

 1. Нестанак биодиверзитета

Број изумрлих врста у милионима годишње
Гранична вредност – 10
Тренутна вредност >100
Вредност пре индустријске револуције – 0,1-1
Граница је пређена

Изумирање врста у 21. веку постало је драстично – према неким проценама нестаје чак 140.000 врста годишње. Неки научници предвиђају да ће до 2050. године са планете нестати око 30 одсто постојећих врста, а новије студије такође предвиђају да ће за 20 година нестати четвртина врста сисара. Међу научницима постоји консензус да је стопа изумирања врста тренутно виша него било када у људској историји. Уништавање животне средине, повећан лов, загађење и изузетно увећање људске популације највећа су претња биљним и животињским врстама.

2. Биогеохемијска граница

2а. Азот уклоњен из атмосфере
(милиона тона годишње)

Гранична вредност – 35
Тренутна вредност – 121
Вредност пре индустријске револуције – 0
Граница је пређена

 

 

2б. Фосфор који је доспео до океана
(милиона тона годишње)

Гранична вредност – 11
Тренутна вредност – 8,5-9,5
Вредност пре индустријске револуције – -1
Граница није пређена

У природно циркулисање азота одувек су се мешали фармери који производњу поспешују сађењем махунарки попут детелине. Онда је немачки хемичар Фриц Хабер пре једног века измислио процес којим би азот из атмосфере претворио у хемијско ђубриво. Данас се око 80 милиона тона азота користи за пођубравање поља. Наводњавањем се тај азот слива у реке и океане, убија осетљиве врсте и уништава екосистем.

Фосфор који се такође користи за ђубрење део је истог проблема. Готово половина од 20 милиона тона које се током године ископају, заврши у океану.

3. Закисељење океана

Глобални просечни однос засићености арагонита (не сме бити мањи од 2,75:1)
Гранична вредност – 2,75
Тренутна вредност – 2,9
Вредност пре индустријске револуције – 3,44
Граница није пређена

До пре једне деценије није се много говорило о киселости океана, али научници тврде да је ствар једноставна, и нимало наивна: превише угљен-диоксида у атмосфери значи да и океан апсорбује више CО2, стварајући угљену киселину. Научници наводе да је pH вредност (киселост) површине океана пала са 8,16 током индустријске револуције, на садашњих 8,05. Сама киселост није проблем али она даље утиче на хемијску равнотежу океана тако што смањује количину калцијум-карбоната на површини воде. Калцијум-карбонат важан је састојак за многа морска створења, укључујући корале и све животињице које имају шкољку и којима би, у случају да се овакав тренд настави – претило изумирање.

4. Климатске промене

Радијационо форсирање
Концентрација карбон-диоксида у атмосфери (Ппм)
Гранична вредност – 350
Тренутна вредност – 387
Вредност пре индустријске револуције – 280
Граница је пређена

Радијационо форсирање мери разлику између долазеће и одлазеће радијационе енергије преко различитих слојева атмосфере. Резултат позитивног радијационог форсирања је отопљавање. Научници су израчунали да је од индустријске револуције и 1750. године емисија CО2 порасла драстично. Заправо, сматра се да је постојећи ниво највиши у последњих 800.000 година, а вероватно и последњих 20 милиона година.

Један део тог CО2 настаје у природним процесима: производе га биљке, вулкани, сагоревање, односно пропадање органске материје и слично. Али, човек својим свакодневним активностима ствара онај проблематичан део. Сагоревање фосилних горива убедљиво највише подиже ниво CО2 у атмосфери, а на другом месту је уништавање шума.

На пример, 1990. године кроз сагоревање фосилних горива и производњу цемента у свету је испуштено 6,15 гигатона угљеника, а 20 година касније, током 2010, човек је на исти начин генерисао 9,14 гигатона. Током 1990, промене у намени земље узроковале су испуштање 1,45 гигатона угљеника, док је 2010. на исти начин створено 0,87 гигатона угљеника.

Угљен-диоксид се тако из године у годину таложи у атмосфери, тако да је 2009. године достигао ниво који је за 39 одсто виши од вредности преиндустријске ере.

5. Плодна земља

Гранична вредност земље под усевима – мање од 15 одсто земље (без земље под ледом)
Тренутна вредност – 11,7
Вредност пре индустријске револуције – ниска
Граница није пређена

Тренутно се усеви узгајају на око 16 милиона квадратних километара. Очекује се да ће се гранична вредности од 15 одсто површине земље (не рачунајући ону под ледом) достићи средином века. Научници напомињу да је највећи проблем стварање обрадиве земље на местима где су расле тропске шуме. Око половине тропских шума је нестало управо на овај начин због чега се ширење обрадивог тла сматра водећим проблемом који изазива климатске промене и ствара негативан утицај на кружење воде. Нешто мањи проблем, са истим последицама, јесте ширење урбаних насеља на некада зелене делове континената, највише у јужној Азији, у Северној Америци и појединим деловима Европе.

6. Свежа вода

Глобална човекова потрошња воде (у кубним километрима годишње)
Гранична вредност – 4000
Тренутна вредност – 2600
Вредност пре индустријске револуције – 415
Граница није пређена

Захваљујући човековом преусмеравању многих токова и грађењу брана, четвртина речног система планете Земље више не стиже до океана, макар у једном делу године. Исушује се земљиште, изумиру биљке, риба и друге животиње.

Човек себи и остатку живог света ствара неколико животних проблема: настаје мањак пијаће воде, недовољно је воде за наводњавање биљака, а недостатак воде утиче и на климатске промене. Тамо где стиже знатно мање воде до мора, лета постају топлија и зиме хладније, а суша влада читаве године. Очекује се да ће сеча амазонских шума смањити влажност тропске Америке, а ланчано ће променити и климу у северној хемисфери, укључујући и монсуне у Азији.

7. Концентрација озона

Концентрација стратосферског озона (Добсона)
Гранична вредност > 276
Тренутна вредност – 283
Вредност пре индустријске револуције – 290

Дијагноза у случају концентрације озона гласи: безбедна, побољшава се. Озонска рупа која се формирала у стратосфери над Антарктиком током седамдесетих година била је прекретница у еколошкој свести људи. У то време још није постојало разумевање да хемикалије које користимо могу да нас оштете на један тако „удаљени“ начин. Захваљујући алармирању јавности, реакција је била брза: забрањене су бројне хемикалије које утичу на уништавање озона и научници кажу да смо сада безбедни, али напомињу да опуштања не сме бити. Проблем је у томе што глобално отопљавање површине Земље чини да стратосфера остане хладнија и прети отварањем нове озонске рупе над северним континентима.

8. Атмосферске аеросоли

Укупна честична концентрација у атмосфери
Вредности још нису измерене
Није познато да ли је граница пређена

Док сагорева угаљ, уништава отпад, пали шуме, човек „обогаћује“ атмосферу са чађи, сулфатима и другим врло штетним супстанцама. Глобална концентрација аеросоли је дупло виша него у време пре индустријске револуције, а многи научници се слажу да је ова врста загађења једна од граница наше планете. Међутим, читава област није довољно испитана, а ни измерена. Укупна концентрација ових загађења у атмосфери није позната, а чак ни њихово садејство није потпуно јасно. На пример, сулфати (који рефлектују сунчево зрачење) узрокују хлађење, а чађ (која га апсорбује) – загревање.

Утицај на човеково здравље много је јаснији: због таложења аеросоли у плућима човека милиони људи годишње умру од болести повезаних са болестима плућа и срца.

9. Хемијско загађење

Концентрација токсичних супстанци, тешких метала, пластике, радиоактивног и другог загађења у животној средини
Вредности још нису измерене
Није познато да ли је граница пређена

До сада смо направили милионе различитих хемијских производа у којима је око 100.000 хемијских компоненти. Као и атмосферске аеросоли, и хемијска загађења пре свега могу изазвати последице по здравље човека и живог света уопште. Најопаснији су, сматрају научници, тешки метали као што је олово, затим органски загађивачи и радиоактивне супстанце. Многе од њих таложе се у ткивима и полако и константно трују организам.

Утицај многих од ових супстанци још није испитан. Нека истраживања сугеришу да су аутизам и хиперактивност код деце узроковани управо излагањем високим концентрацијама неких хемикалија. Но, за сада се све своди на мала истраживања, па је границу сувише рано поставити.

ВРЕМЕ НАУКЕ

Текст преузет из последњег броја „Времена науке“, специјалног издања за науку и технологију – једног од 88 пројеката промоције и популаризације науке, које у 2012, у оквиру јавног позива, финансијски подржава Центар за промоцију науке.

Истражите и друге теме из ВРЕМЕНА НАУКЕ.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs