Jedan sasvim nov koncept ekološkog mjerenja stanja na našem planetu – ideja o planetarnim graničnim vrijednostima švedskog ekologa Johana Rokstroma i australijskog klimatologa Vila Stefana, formulirana kao naučni rad, a prezentira našu planetu kao sistem koji ima svoje krajnje granice za štetne efekte koje joj čovjek nanosi. Ideja je zasnovana na okolnosti da je čovjek od industrijske revolucije do danas značajno izmijenio planetu i da postoje granice tih promjena, takve da nakon njihovog prekoračenja uslovi života na Zemlji se ne mogu održati u sadašnjem stanju.

Opsežni izvještaj o planetarnim granicama Rokstrom i Stefan predstavljaju u Amsterdamu, na osnovu rada grupe od 26 naučnika iz cijelog svijeta koji se bave planetom i životnom sredinom.
Njihov rad u skraćenom izdanju, pod nazivom "A safe operating space for humanity", mjesec dana ranije objavljuje i prestižni časopis Nature, da bi poslije Amsterdamske skupštine, on postao opštepoznat. Nakon prvih reakcija, Rokstromov i Stefanov koncept planetarnih granica naići će kako na odobravanje tako i na kritike, ali je izvjesno – uticaće na novi vid sagledavanja efekta koji čovjek ostavlja na svoje okruženje. Tri godine kasnije, negativni efekti počinju sve češće da se porede sa planetarnim granicama.

Naime, Rokstrom i Stefan su, zajedno sa drugim naučnicima, prvo razmotrili devet ključnih procesa u životnoj sredini i mjerili nivo ljudskog uticaja na njih (klimatske promjene, izumiranje živih vrsta, ciklus dušika u prirodi, kiselost oceana, plodnost zemljišta, svježa voda, ozon, aerosoli i kemijsko zagađenje). Potom je utvrđeno svih devet planetarnih graničnih vrijednosti koje se ne smiju prekoračiti.
Rokstromov i Stefanov izvještaj daje i trenutne vrijednosti izabranih devet veličina, tako da se pokazalo da je za četiri prirodna procesa (klimatske promjene, izumiranje živih vrsta, ciklus dušika u prirodi, kiselost oceana) granična vrijednost uveliko prekoračena, što nagovještava depresivne poglede na budućnost.

Neki novi radovi, poput istraživanja američkog botaničara Stefana Runinga, koji pokazuje da na Zemlji ne može biti više biljaka nego što ih je sada, potvrđuju postojanje brojevnih graničnih vrijednosti. No, osnovna ideja o globalnim graničnim vrijednostima nije nastala 2009. Ona se javljala u raznim oblicima i ranije – već je bila viđena u knjizi i izvještaju takođe pred Rimskim klubom, koji je još 1972. godine objavljen pod nazivom Limits to Growth. Potom se pojavila i u izvještaju Ujedinjenih nacija Our Common Future, koji je objavljen 1987. godine.

Ideja o graničnim vrijednostima je, sa druge strane, oslonjena na čuveni koncept Zemlje kao superorganizma, koji je Gea hipotezom prije četrdeset godina postavio Džejms Lavlok. Po toj ideji, Zemlja predstavlja jedno složeno stvorenje koje se, kao i svaki organizam, prije ili kasnije vraća u ravnotežu, odnosno homeostazu.
U međuvremenu, dok se granične vrijednosti u svakom od procesa na prekorače, zagađenje nema fatalne posljedice. No, nakon što se to desi, cijeli sistem će osjetiti posljedice i po svaku cijenu Zemlju vratiti u novu ravnotežu. Koliko smo danas daleko od graničnih vrijednosti planete? Da li ih Zemlja zaista ima? Koliko iznose i šta se uopće može sa tim učiniti?

1. Nestanak biodiverziteta

Broj izumrlih vrsta u milionima godišnje

Granična vrijednost – 10
Trenutna vrijednost >100
Vrijednost prije industrijske revolucije – 0,1-1
Granica je prijeđena

Izumiranje vrsta u XXI vijeku postalo je drastično – prema nekim procjenama nestaje čak 140.000 vrsta godišnje. Neki naučnici predviđaju da će do 2050. godine sa planete nestati oko 30 odsto postojećih vrsta, a novije studije takođe predviđaju da će za 20 godina nestati četvrtina vrsta sisavaca. Među naučnicima postoji konsenzus da je stopa izumiranja vrsta trenutno viša nego bilo kada u ljudskoj historiji. Uništavanje životne sredine, povećan lov, zagađenje i izuzetno uvećanje ljudske populacije najveća su prijetnja biljnim i životinjskim vrstama.

2. Biokemijska granica

2a. Dušik uklonjen iz atmosfere
(miliona tona godišnje)

Granična vrijednost – 35
Trenutna vrijednost – 121
Vrijednost prije industrijske revolucije – 0
Granica je pređena

2b. Fosfor koji je dospio do oceana
(miliona tona godišnje)

Granična vrednost – 11
Trenutna vrednost – 8,5-9,5
Vrijednost prije industrijske revolucije – -1
Granica nije pređena

U prirodno cirkuliranje dušika oduvijek su se miješali farmeri koji proizvodnju pospješuju sađenjem mahunarki poput djeteline. Onda je njemački kemičar Fric Haber prije jednog vijeka izmislio proces kojim bi dušik iz atmosfere pretvorio u kemijsko gnojivo. Danas se oko 80 miliona tona dušika koristi za gnojenje polja. Navodnjavanjem se taj dušik sliva u rijeke i oceane, ubija osjetljive vrste i uništava ekosistem.

Zato je izuzetno važno obrađivati zemlju na ekološki prihvatljiv način, što je opisano u prethodnom postu o bakrenom plugu.

Fosfor koji se takođe koristi za gnojenje dio je istog problema. Gotovo polovina od 20 miliona tona koje se tokom godine iskopaju, završi u oceanu.

3. Kiselost oceana

Globalni prosječni odnos zasićenosti aragonita (ne smije biti manji od 2,75:1)
Granična vrijednost – 2,75
Trenutna vrijednost – 2,9
Vrijednost prije industrijske revolucije – 3,44
Granica nije pređena

Do pre jedne decenije nije se mnogo govorilo o kiselosti oceana, ali naučnici tvrde da je stvar jednostavna, i nimalo naivna: previše ugljen-dioksida u atmosferi znači da i oceani apsorbiraju više CO2, stvarajući ugljenu kiselinu.
Naučnici navode da je pH vrednost (kiselost) površine oceana pala sa 8,16 tokom industrijske revolucije, na sadašnjih 8,05. Sama kiselost nije problem ali ona dalje utiče na kemijsku ravnotežu oceana tako što smanjuje količinu kalcijum-karbonata na površini vode. Kalcijum-karbonat važan je sastojak za mnoga morska stvorenja, uključujući koralje i sve životinjice koje imaju školjku i kojima bi, u slučaju da se ovakav trend nastavi – prijetilo izumiranje.

4. Klimatske promjene

Radijaciono forsiranje
Koncentracija karbon-dioksida u atmosferi (Ppm)
Granična vrijednost – 350
Trenutna vrijednost – 387
Vrijednost prije industrijske revolucije – 280
Granica je pređena

Radijaciono forsiranje mjeri razliku između dolazeće i odlazeće radijacijske energije preko različitih slojeva atmosfere. Rezultat pozitivnog radijacijskog forsiranja je otopljavanje. Naučnici su izračunali da je od industrijske revolucije i 1750. godine emisija CO2 porasla drastično. Zapravo, smatra se da je postojeći nivo najviši u poslednjih 800.000 godina, a vjerovatno i posljednjih 20 miliona godina.

Jedan dio tog CO2 nastaje u prirodnim procesima: proizvode ga biljke, vulkani, sagorijevanje, odnosno propadanje organske materije i slično. Ali, čovjek svojim svakodnevnim aktivnostima stvara onaj problematičan dio. Sagorijevanje fosilnih goriva ubjedljivo najviše podiže nivo CO2 u atmosferi, a na drugom mjestu je uništavanje šuma.

Na primjer, 1990. godine kroz sagorijevanje fosilnih goriva i proizvodnju cementa u svijetu je ispušteno 6,15 gigatona ugljika, a 20 godina kasnije, tokom 2010, čovjek je na isti način generirao 9,14 gigatona. Tokom 1990, promjene u namjeni zemlje uzrokovale su ispuštanje 1,45 gigatona ugljika, dok je 2010. na isti način stvoreno 0,87 gigatona ugljika.

Ugljen-dioksid se tako iz godine u godinu taloži u atmosferi, tako da je 2009. godine dostigao nivo koji je za 39 odsto viši od vrijednosti preindustrijske ere.

5. Plodna zemlja

Granična vrijednost zemlje pod usjevima – manje od 15 odsto zemlje (bez zemlje pod ledom)
Trenutna vrijednost – 11,7
Vrijednost prije industrijske revolucije – niska
Granica nije pređena

Trenutno se usjevi uzgajaju na oko 16 miliona kvadratnih kilometara. Očekuje se da će se granična vrijednosti od 15 odsto površine zemlje (ne računajući onu pod ledom) dostići sredinom veka. Naučnici napominju da je najveći problem stvaranje obradive zemlje na mjestima gde su rasle tropske šume. Oko polovine tropskih šuma je nestalo upravo na ovaj način zbog čega se širenje obradivog tla smatra vodećim problemom koji izaziva klimatske promjene i stvara negativan uticaj na kruženje vode. Nešto manji problem, sa istim posljedicama, je širenje urbanih naselja na nekada zelene dijelove kontinenata, najviše u južnoj Aziji, u Sjevernoj Americi i pojedinim dijelovima Europe.

6. Svježa voda

Globalna čovjekova potrošnja vode (u kubnim kilometrima godišnje)
Granična vrijednost – 4000
Trenutna vrijednost – 2600
Vrijednost pre industrijske revolucije – 415
Granica nije pređena

Zahvaljujući čovjekovom preusmjeravanju mnogih tokova i građenju brana, četvrtina riječnog sistema planete Zemlje više ne stiže do oceana, makar u jednom dijelu godine. Isušuje se zemljište, izumiru biljke, riba i druge životinje.

Čovjek sebi i ostatku živog svijeta stvara nekoliko životnih problema: nastaje manjak pijaće vode, nedovoljno je vode za navodnjavanje biljaka, a nedostatak vode utiče i na klimatske promjene. Tamo gdje stiže znatno manje vode do mora, ljeta postaju toplija i zime hladnije, a suša vlada čitave godine. Očekuje se da će sječa amazonskih šuma smanjiti vlažnost tropske Amerike, a lančano će promjeniti i klimu u sjevernoj hemisferi, uključujući i monsune u Aziji.

7. Koncentracija ozona

Koncentracija stratosferskog ozona (Dobsona)
Granična vrijednost > 276
Trenutna vrijednost – 283
Vrijednost prije industrijske revolucije – 290

Dijagnoza u slučaju koncentracije ozona glasi: sigurna, poboljšava se. Ozonska rupa koja se formirala u stratosferi nad Antarktikom tokom sedamdesetih godina bila je prekretnica u ekološkoj svijesti ljudi. U to vrijeme još nije postojalo razumijevanje da kemikalije koje koristimo mogu oštetiti na jedan tako “udaljeni” način. Zahvaljujući alarmiranju javnosti, reakcija je bila brza: zabranjene su brojne kemikalije koje utiču na uništavanje ozona i naučnici kažu da smo sada sigurni, ali napominju da opuštanja ne smije biti. Problem je u tome što globalno otopljavanje površine Zemlje čini da stratosfera ostane hladnija i prijeti otvaranjem nove ozonske rupe nad sjevernim kontinentima.

8. Atmosferske aerosoli

Ukupna čestična koncentracija u atmosferi
Vrijednosti još nisu izmjerene
Nije poznato da li je granica pređena

Dok sagorijeva ugalj, uništava otpad, pali šume, čovjek “obogaćuje” atmosferu sa čađi, sulfatima i drugim vrlo štetnim supstancama. Globalna koncentracija aerosoli je duplo viša nego u vrijeme prije industrijske revolucije, a mnogi naučnici se slažu da je ova vrsta zagađenja jedna od granica naše planete. Međutim, čitavo područije nije dovoljno ispitano, a ni izmjereno. Ukupna koncentracija ovih zagađenja u atmosferi nije poznata, a čak ni njihovo međudijelovanje nije potpuno jasno. Na primjer, sulfati (koji reflektiraju sunčevo zračenje) uzrokuju hlađenje, a gar (koja ga apsorbira) – zagrijevanje.

Uticaj na čovjekovo zdravlje mnogo je jasniji: zbog taloženja aerosoli u plućima čovjeka milioni ljudi godišnje umru od bolesti povezanih sa bolestima pluća i srca.

9. Kemijsko zagađenje

Koncentracija toksičnih supstanci, teških metala, plastike, radioaktivnog i drugog zagađenja u životnoj sredini
Vrijednosti još nisu izmjerene
Nije poznato da li je granica pređena

Do sada smo napravili milione različitih kemijskih proizvoda u kojima je oko 100.000 kemijskih komponenti. Kao i atmosferske aerosoli, i kemijska zagađenja prije svega mogu izazvati posljedice po zdravlje čoveka i živog svijeta uopće. Najopasniji su, smatraju naučnici, teški metali kao što je olovo, zatim organski zagađivači i radioaktivne supstance. Mnoge od njih talože se u tkivima i polako i konstantno truju organizam.

Uticaj mnogih od ovih supstanci još nije ispitan. Neka istraživanja sugeriraju da su autizam i hiperaktivnost kod djece uzrokovani upravo izlaganjem visokim koncentracijama nekih kemikalija. No, za sada se sve svodi na mala istraživanja, pa je granicu suviše rano postaviti.