Ось справжнє обличчя Геї
Складне переплетення 9 життєво важливих систем
Нові штучні сутності
Складне переплетення 9 життєво важливих систем
Нові штучні сутності
Клімат, ліси, океани ... Думати про майбутнє Геї означає думати про 9 взаємозв’язних систем у формі головоломки: ця нахиляється, і планета може змінити своє обличчя. Новий інструмент для прогнозування впливу людської діяльності. І спробуйте діяти ?
Не турбуйся надто про Гею. Навіть якщо наша діяльність у підсумку переверне її з ніг на голову, у неї буде інше життя, таке саме захоплююче. З іншого боку, для таких організацій, як ми, які живуть сьогодні там, це наголосило б на важкі часи. Оскільки геологічний період, який оселився впродовж 10 000 років, надзвичайно сприятливий для людських суспільств через помірний клімат та загальну стабільність.
Таким чином, цей період, який називали голоцен, прозвали "Едемським садом".
Розуміння меж стабільності цього голоцену: це мета групи відомих міжнародних вчених, більшість з яких згруповані в Стокгольмському центрі стійкості. Ці дослідники, які мають слух багатьох осіб, що приймають рішення, починаючи від ООН до Давоського форуму, працюють з 2009 року, щоб визначити, які процеси загрожують ввести нас до нового планетарного режиму. Вони виділили дев'ять основних компонентів системи Землі, наділених власною динамікою та пов'язаних між собою складними взаємодіями.
"Ця система цілком відповідає гіпотезі Гея, ми просто її вдосконалили, пояснює один із піонерів групи, Вілл Стеффен.
Ми включили багато науки про складні системи, яка вивчає переходи між державами. баланс. І тоді ми тепер знаємо, що біосфера, яка відіграє вирішальну роль, іноді є стабілізатором, іноді прискорювачем змін. Тож наука стала більш складною та вишуканою, але рамки Gaia все ще існують ".
Результат? Багато з цих процесів пов'язані з переломними точками, перетинання яких призведе до безповоротного відведення нас від голоцену. Тому команда визначила 9 "планетарних меж", що дозволяють залишатися на безпечній відстані від цих масштабів. Деякі з них недостатньо зрозумілі, інші все частіше визначаються кількісно, але два вже подолані. Оновлення про стан цих основних систем, критичних для стабільності Геї.
Це переплетення збільшує ризик глобальної дестабілізації
Перші звіти МГЕЗК наголошували насамперед на всіх ризиках глобального потепління, і лише на рівні 5 + + 6 ° С бачили ризик глобальної дестабілізації. Але с
Центральна система в точці зламу
Відповідно до гіпотези Гея, модель дослідників підтверджує центральність живих істот у функціонуванні системи Землі. "Ми надаємо цілісності біосфери головне значення, оскільки вона лежить в основі системи, і всі інші межі мають на неї наслідки. І навпаки, її ослаблення може призвести до переходу інших меж ", говорить кліматолог Уілл Стеффен з Австралійського національного університету.
Проблема полягає в тому, що динаміку біорізноманіття дуже важко виміряти. Зокрема щодо функціонального біорізноманіття, тобто здатності організмів в екосистемі забезпечувати всі необхідні функціональні можливості (поглинання вуглецю, переробка поживних речовин тощо). "У нас навіть немає задовільного вимірювального приладу для всього цього, шкодує дослідника, і ми не знаємо, чи є переломні пункти, за якими ми спостерігали б колапси, - чи не могла відбуватися тривала прогресивна ерозія живого, яке поступово втрачало б свої функціональні можливості ... "
Також нелегко виміряти інший компонент біорізноманіття, генетичне різноманіття, який є резервуаром, з якого біосфера черпає адаптацію до змін - суттєва здатність, зважаючи на потрясіння, що попереду. Згідно з оцінками скам'янілостей, звичайна швидкість вимирання становить приблизно 1 вимирання на мільйон видів на рік (E/MEA). Іншими словами, з 1 мільйона видів 1 вид в середньому щороку зникає.
"В принципі, вимирань не повинно бути більше, ніж ця швидкість, але ми вважаємо, що система має певну стійкість. Тому ми встановили ліміт 10 E/MEA ", пояснює Уілл Стеффен. Однак сьогодні ми знаходимося між 100 і 1000 E/MEA! Звідси попередження про біорізноманіття. Знання того, що це вимірювання дає лише недосконале уявлення про масштаби втрат: ділення чисельності виду на 10 або 100, навіть якщо воно не зникає, представляє безперечну генетичну втрату. Інший показник, заснований на порівнянні кількості особин, які сьогодні переносять екосистеми, та показників доіндустріальної ери, може заповнити цю прогалину. Залишиться визначити, які межі ми могли б це встановити.
"Нещодавні пожежі в Австралії є прекрасним прикладом переломного моменту для біосфери, Уілл Стеффен зазначає: екосистеми, які відростуть, не будуть такими, що згоріли, вони будуть більш посушливими та краще пристосованими до вогню, але будуть зберігати менше вуглецю. Життя пристосовується до нового середовища ... і, отже, робить його незворотним. "
Парк Макгадікгаді та Нксай Пан (Ботсвана)
Тиск людини на наземну біосферу (відсоток ендемічних видів, що залишились)
Межа хімічної стабільності наближається
Незважаючи на регіональні відмінності, океан є надзвичайно стабільною хімічною системою: завдяки складному комплексу хімічних та біологічних реакцій він підтримує відносно постійний рН. За винятком того, що збільшення кількості атмосферного повітря, що виділяється внаслідок діяльності людини, яка має тенденцію до розчинення в поверхневому шарі океану, порушує цю рівновагу: збільшує кількість вільних іонів Н +, іншими словами, підкислення. Це зросло на 30% з доіндустріальної ери. Це має наслідки для інших систем Землі, зокрема живих істот: підкислення порушує процеси кальцифікації багатьох морських тварин під час побудови їх черепашок або скелетів. Ціною більших метаболічних зусиль ці організми можуть певною мірою адаптуватися до нього. Тоді їх шкаралупа буквально почне розчинятися, унеможливлюючи виживання тварини. Особливо страждають корали, в яких проживає майже 25% морського біорізноманіття, як і багато не менш важливих організмів планктону в харчових ланцюгах.
Отже, те, чого вчені бояться, - це дестабілізація океану з масовим марнотратством та глобальним зубожінням. "Швидкість насичення арагоніту", мінералу, який розчиняється від певної кислотності і дозволяє оцінити кальцифікацію, вже впала до 84% від доіндустріального значення. Однак вчені вважають, що, щоб уникнути переломного моменту, ви не повинні опускатися нижче 80%. Отже, ми наближаємось до межі хімічної стабільності океанічної системи, але ми б уникнули її, зменшивши атмосферний вуглець до 350 ppm (частин на мільйон), межі, встановленої також для зміни клімату. Примітно, що навіть якби людство вдалося до геоінженерії для охолодження клімату, хімічна дестабілізація океану тривала б, оскільки це спричинено CO2.
Великий Бар'єрний Риф (Австралія)
Складні ефекти, які важко оцінити
Аерозольний цикл, тобто частинки та краплі, завислі в повітрі, потенційно має настільки сильні наслідки для клімату та біорізноманіття, що вчені включили його до дев'яти найпоширеніших планетних процесів. Великі виверження вулканів (які утворюють сірчані аерозолі) в минулому вже спричинили великі вимирання, безсумнівно, пов’язані з раптовими кліматичними змінами, яскраво демонструючи їх значення. Однак їх присутність в атмосфері значно зросла внаслідок певної діяльності людини (промисловість, транспорт, спалення сільського господарства, опустелювання тощо).
Зі значними наслідками для хмарності, опадів, радіаційного балансу Землі та різних місцевих метеорологічних явищ. Наприклад, було помічено, що азіатський мусон (пов’язаний із щорічним припливом величезних мас вологого морського повітря, «всмоктуваного» потеплінням внутрішньої частини континенту) слабший у роки сильних аерозолів, що свідчить про те, що «там є місцевим пунктом перекидання.
Аерозолі ефективно переносять серце континенту в "тінь", обмежуючи теплові контрасти, що генерують дощі. Сахелійський мусон також слабшає через кілька років, але без зв'язку з людською діяльністю.
Безперечно, проте, поганий мусон римується із поганим урожаєм, ослабленими лісами та підвищеним ризиком пожеж. А отже можливі переходи.
На додаток до його безпосереднього впливу на здоров'я організмів, цілком можливо, що за певний поріг, перетнутий, наприклад, через мегапожежі (як в Австралії цієї зими), перевантаження аерозолями тоді несподівані глобальні наслідки. Але стан знань поки що не дозволяє нам цього сказати, ані оцінити ці пороги.
Вулкан Ейяфьяллайокукль (Ісландія)
Ризик глобального ефекту доміно стає все яснішим
Глобальне потепління, безсумнівно, є планетною межею, яка була найбільш вивченою і на якій існує найбільше даних та моделей. Його особливість ? "Кліматична система - це, мабуть, один із найменш тонко регламентованих і найбільш ритмових процесів"., говорить Ендрю Уотсон, професор екологічних наук Університету Східної Англії. Що підкреслює існування незліченних різких кліматичних переходів в історії Геї, в тому числі в холодний період, що безпосередньо передував голоцену, що відзначався періодичними (кожні 1500 років) піками температури 5 ° C через 30 або 40 років (так званий "Дансгаард-Ешгер" події ").
Тож де межі клімату голоцену ?
"Ми достатньо впевнені, що якщо ми не перевищимо 1,5 ° C потепління, нічого поганого не станеться, говорить кліматолог Вілл Стеффен . Але є багато аргументів, які дозволяють нам стверджувати, що після 2 ° C зміни будуть глибокими і незворотними. "
Насправді сам клімат є результатом взаємодії багатьох підсистем, стабільність яких важлива для діяльності людини. Ми можемо навести кілька величезних екосистем, таких як коралові рифи, бореальні або амазонські ліси, або океанічні течії Атлантики, індійські та сахельські мусони ...
У статті, опублікованій у листопаді 2019 року, міжнародна команда, очолювана Тімом Лентоном з Університету Ексетера, попередила, що існує, мабуть, десяток цих підсистем, які можуть перейти і створити "ефект доміно" на клімат, кожна дестабілізація ризикуючи спричинити інше, іноді дуже віддалене (див. карту). Одним із прикладів є зникнення літнього арктичного морського льоду, який зараз здається незворотним. Створюючи величезну територію, в якій набагато менше холоду в цьому регіоні (відкрите море поглинає набагато більше тепла, ніж лід, який відображає випромінювання), зникнення зграї криги ризикує послабити океанські течії Атлантики, які "зануренням із холодних полярних вод. Однак ці течії, в свою чергу, сприяють зростанню опадів у тропічних лісах Амазонки, які також можуть раптово погіршитися. !
Існує безліч інших сценаріїв згубних ланцюгів, з невизначеною ймовірністю. Але насправді існує ризик перекидання на значно тепліший планетарний режим ("парникова Земля"). Багато аргументів свідчать про можливість нового стану рівноваги Землі на 5 або 6 ° C вище, ніж сьогодні. Такий стан створить планету зі зниженою придатністю для життя, із сильно виснаженою біосферою, яка буде оборотною лише протягом тривалих геологічних періодів.