Наука Ведущая группа ученых-экологов уверена, что люди должны не пересекать определенных границ для того, чтобы избежать экологической катастрофы. Пересечение этих границ может и не убьет Землю как таковую, но может привести к неблагоприятным последствиям и поставить существование человечества под угрозу.
В октябре 2009 года исследователи разделили эти границы на две части. "Первая граница – это переломный момент, который повлечет за собой необратимые катастрофические последствия", - объясняет Джонатан Фоли (Jonathan Foley), эколог университета Миннесоты. "Другая – это более постепенные, но все же невиданные ранее изменения".
Люди уже вытолкнули планету за некоторые из границ, речь в данном случае идет об изменениях в азотном цикле и климатических изменениях. Но некоторые ученые отметили, что эти границы кажутся произвольными. Тем не менее, многие положительно восприняли идею о выдвижении теории границ. Ниже представлены семь основных планетарных границ.
Стратосферный озон
Озоновый слой Земли, возможно, скоро достигнет своего минимального размера, если политические лидеры и ученые не сплотятся для регулирования количества химических веществ, защищающих нас от солнечной радиации. Монреальский протокол запретил использование хлорфторуглеродов еще в 1989 году, что несомненно помогло изгнать так долго маячащий над нами призрак будущего мира с постоянной озоновой дырой над Антарктикой.
Экологи взяли за основу необходимость 5-процентного снижения концентрации озона в стратосфере (верхний слой атмосферы), основываясь на данных об уровнях озона с 1964 по 1980 годы.
Землепользование
Сельское хозяйство и промышленность – это уже давно сформировавшаяся основа человеческой цивилизации. На сегодняшний день урожаи собираются с 12 процентов всей земли. Сейчас ученые-экологи предложили лимит в 15 процентов, при этом они утверждают, что животные и растения в данном случае не потеряют мест обитания, а человечество только приобретет выгоду.
"Установление предела – это здравая мысль, но слишком преждевременная", - говорит Стив Басс (Steve Bass), старший научный сотрудник международного института окружающей среды и развития в Лондоне. Басс отметил, что неустановленный предел может оставить политиков при своем мнении относительно этого вопроса. В конце концов, превращение земли в сельскохозяйственные угодия и промышленность – это огромная выгода для человеческой популяции.
Тем не менее, по словам Басса, пределом использования почв может стать предел их деградации. Это поможет оценить степень воздействия на окружающую среду различных видов землепользования, таких, как, к примеру, интенсивное возделывание пахотных земель по сравнению с более стабильной обработкой почв. Слабое использование земель, как показывает история, привело к потере почвой плодородности, а также к сильнейшим пылевым бурям.
Использование пресноводных ресурсов
Питьевая вода – это первый, необходимый для жизни продукт, но люди, кроме этого, используют огромное количество воды для выращивания сельскохозяйственных культур. Фоли и его коллеги предложили, что объем используемых вод из "голубых" источников (реки, озера, подземные источники) не должен превышать 4000 кубических километров в год. В настоящее время люди используют 2600 кубических километров ежегодно.
"Но этот глобальный лимит слишком высок", - заявил Дэвид Молден (David Molden), научный сотрудник международного института управления водными ресурсами в Шри-Ланке. Молден утверждает, что при этом обязательно следует учитывать местные условия проживания той или иной народности, а именно возможность доступа людей к пресной воде, наличие инфраструктуры, наличие денег, а также то, какой объем воды в каждом регионе используется.
Интенсивное сельское хозяйство в определенном регионе может поглощать большую часть пресной воды, не говоря уже о постоянно растущем спросе на выращивание биотопливных культур. Другой регион, в котором так же много пресной воды, возможно, использует очень малый ее процент на сельское хозяйство. Поэтому, лимит воды должен быть высчитан для каждого региона по отдельности. Тем не менее, Молден назвал саму идею о планетарных границах, важным шагом и отправной точкой защиты земли.
Окисление океана
Содержание высокого уровня углекислого газа в океанских водах может растворить минералы, необходимые для полноценной жизни коралловых рифов и других морских организмов. Это привело к тому, что ученые экологи ввели термин "окисление океана" в связи с увеличением выбросов углекислых парниковых газов. Это еще одна граница, пересечение которой может иметь катастрофические последствия как для морской жизни, так и для людей, которые зависят от ресурсов. Определение границы фокусируется на арагоните – минеральном строительном блоке, используемом коралловыми рифами. Количество арагонита должно соответствовать 80-процентному доиндустриальному уровню. Именно такое соотношение отражает количество арагонита, растворенного в морской воде.
"Установленные границы были вычислены в результате проведения лабораторных экспериментов, которые показали, что меньшее содержание арагонита приводит к замедлению роста коралловых рифов", - отметил Питер Брюэр (Peter Brewer), химик научно-исследовательского института в Калифорнии. Некоторые морские жители смогли, по-видимому, выжить, но, тем не менее, постоянно растущее "подкисление" океана, скорее всего, погубило много жизней, обитающих в районе рифов.
Одна из главных проблем: Брюэр не знает, смогут ли специалисты составить серьезный план, который сможет убедить людей оставаться в рамках экологических ограничений и не переходить их.
Потеря биоразнообразия
Сегодня виды вымирают со скоростью от 10 до 100 на миллион за каждый год, и еще очень многие находятся на грани исчезновения. Ученые экологи утверждают, что исчезновение видов должно происходит со скоростью 10 видов на миллион за год – это граница, которую нынешние темпы исчезновения уже давно перешли.
"Сложность состоит в том, чтобы отслеживать жизнедеятельность всех видов для измерения темпов вымирания", - отмечает Кристиан Сампер (Cristian Samper), директор Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне. Ученые даже не всегда успевают обнаружить тот или иной вид, а он уже вымирает. Особенно остро этот вопрос стоит с неизвестными видами насекомых и большинством морских беспозвоночных.
Также важно учесть тот факт, что прошлые массовые вымирания, такие как пермо-триасовое вымирание видов, тоже превысило предложенную учеными скорость. А некоторые виды обладают естественным более быстрым темпом вымирания по сравнению с другими видами. В итоге, Сампер предложил ввести два варианта темпов исчезновения видов. Вместо того, чтобы фокусироваться исключительно на скорости вымирания, ученые могли бы сосредоточиться на численности, распространенности и наличии угроз существования определенного вида. Они могли так же вычислить вероятный период исчезновение вида, основываясь на эволюционной истории различных отраслей древа жизни.
Циклы азота и фосфора
Азот – это ключевой элемент, необходимый для жизни, и именно доступное его количество определяет, сколько растений и культур произрастет. Фосфор же, в свою очередь, является важным питательным веществом для растений и животных. Ограниченное количество двух элементов сбивает цикл функционирования всех элементов, что приводит к исчерпыванию имеющихся резервов и к экологическому повреждению или утрате видов вследствие недостаточной концентрации.
Экологи высчитали, что человек не должен добавлять больше 25 процентов полученного азота к натуральному, который поступает из атмосферы в почву. Что касается фосфора, то в данном случае речь идет о цифре в два раза меньшей. "Эти границы кажутся мне слишком произвольными", - говорит Уильям Шлезингер (William Schlesinger), ведущий специалист института по изучению экосистем в Милбруке, Нью-Йорк. Он отметил, что почвенные бактерии и управление экосистемами могут изменить уровень азота, поэтому круговорот азота может претерпевать большие изменения, как под воздействием деятельности человека, так и при его отсутствии.
Более того, он говорит, что предлагаемый граничный цикл фосфора очень неустойчив, и в пределах 200 лет, все запасы могут быть исчерпаны.
Изменение климата
Многие ученые и политики придерживаются установленной самой высокой границы нормы (350 частиц на миллион (ppm)) в качестве долгосрочного целевого предела концентрации углекислого газа в атмосфере. Стоит отметить, что граница была пройдена еще в 1988 году. "Тем не менее, достижение этого уровня не решит всех проблем", - говорит физик и климатолог Оксфордского университета Майлс Аллен (Myles Allen). Он утверждает, что действия, необходимые для того, чтобы избежать опасных климатических изменений, остаются неизменными независимо от долгосрочной целевой концентрации углекислого газа.
Аллен добавил, что современный человек никак не сможет повлиять или держать под контролем уровень концентрации углекислого газа. Помимо этого, он критикует предложенную границу, объясняя это более высокой чувствительностью климата. Но, тем не менее, Аллен добавил, что установленный порог все же может служить полезной цели. Это потому что ученым известно, что от 15 до 20 процентов выбросов CO2 задерживаются в атмосфере на неопределенный срок. Выработка чуть менее 1 триллиона тонн в период антропогенной эпохи (настоящее время) приведет к долгосрочной концентрации CO2 в 350 частиц на миллион.
