Činnosť človeka je už taká rozsiahla, že významne ovplyvňuje kľúčové regulačné a regeneračné procesy biosféry.
Znečistené mesto a odpad. Činnosť človeka je v súčasnosti už veľmi rozsiahla. Zdroj: iStockphoto.com
Žijeme v zatiaľ oficiálne nevyhlásenej geologickej epoche, zvanej antropocén. Ten naberá na intenzite a čas na riešenie globálnych výziev sa kráti. Činnosť človeka je v súčasnosti už natoľko rozsiahla, že významne ovplyvňuje kľúčové regulačné a regeneračné procesy biosféry. Už pred tromi desaťročiami na to začal naliehavo upozorňovať britský prírodovedec James Lovelock vo svojom podobenstve o „živej“ Zemi ako bohyni Gaie. V prípade uskutočnenia extrémnych scenárov, ktoré zdravie celej Zeme podlamujú najviac, by sa výrazne znížila jej schopnosť uživiť miliardy ľudí. V najnovších výskumoch vedci odhaľujú ďalšie negatívne trendy a upozorňujú na masové vymieranie druhov a pokračujúce prekračovanie planetárnych hraníc. Žijeme podľa nich v „neprebádaných vodách“.
Medzinárodný tím 29 vedcov vedený Katherinou Richardsonovou z Kodanskej univerzity v Dánsku napísal novú štúdiu, v ktorej zmapoval vplyv človeka na kľúčové planetárne hranice. Štúdia nadväzuje na predchádzajúci výskum, ktorý identifikoval deväť planetárnych procesov umožňujúcich správne fungovanie, stabilitu a resilienciu (odolnosť) Zeme. Tento prístup nadväzuje na ideu antropocénu, podľa ktorej má človek schopnosť rozhodovať o globálnych regulačných procesoch na celoplanetárnej úrovni, pričom obdobie holocénu predstavuje referenčné obdobie, v porovnaní s ktorým vedci hodnotia dosah ľudských aktivít. Logika použitia holocénu spočíva v skutočnosti, že kľúčové parametre v ňom kolísali v malom rozmedzí: klimatotvorné faktory (orbitálne cykly, sopečná a solárna aktivita) a globálna teplota sa držali v rozmedzí ±0,5 stupňa Celzia, jednotlivé biómy a ich čistá primárna produkcia boli stabilné, rovnako ako objem dopadajúcich zrážok, pričom rýchlosť vymierania druhov bola extrémne pomalá. Kým v roku 2009 vedci identifikovali prekročenie hraníc v troch z celkovo 9 procesov, pričom dva neboli identifikované, v roku 2015 to boli už štyri a v roku 2023 ľudstvo prekračovalo šesť kľúčových procesov, z ktorých sa podarilo kvantifikovať všetky.
Vývoj výskumu prekračovania planetárnych hraníc človekom. Postupom času sa podarilo kvantifikovať všetky kľúčové procesy zabezpečujúce prežitie človeka a integritu biosféry. (Zdroj: Stockholm Resillience Centre)
Vplyv človeka narastá
Aktualizované poznatky ukazujú, že ľudstvu ako celku sa nedarí tlmiť svoj negatívny vplyv. Autori upozorňujú, že k jednotlivým problémom, akými sú klimatická zmena, strata biodiverzity či znečistenie vzduchu, nepristupujeme komplexne, čo je vo svojom dôsledku často kontraproduktívne. Jednotlivé procesy totiž navzájom súvisia a dochádza pri nich k nelineárnym interakciám. Pri vytváraní realistických scenárov schodnej budúcnosti je nevyhnutné pristupovať k planéte ako k jednému holistickému celku. Typický príklad predstavuje problematika aerosólov (pevných častíc, ktoré majú podobu najmä oxidov síry) v nadväznosti na klimatickú zmenu. Okrem toho, že sú aerosóly znečisťujúce a zdraviu a okolitému prostrediu škodlivé látky, majú aj významný chladiaci účinok na tepelnú bilanciu atmosféry. Ukazuje sa, že prudké znižovanie emisie aerosólov najmä z lodnej morskej dopravy môže zohrávať rozhodujúcu úlohu pri zrýchlení trendu zvyšovania globálnej teploty. Paradoxom je, že hoci sa darí znižovať spotrebu aerosólov na globálnej úrovni, čo prispieva k zníženiu úmrtí, ľudstvo ako celok to približuje rýchlejšie k nevratným zmenám v klimatickom systéme. Súčasná rýchlosť akumulácie energie v klimatickom systéme už prekročila energetický ekvivalent 13 atómových bômb zhodených na Hirošimu za sekundu, pričom ešte pred 10 rokmi to boli „iba“ 3 Hirošimy za sekundu.
Vymieranie druhov výrazne prekračuje prirodzenú rýchlosť
Okrem znižovania emisií aerosólov je ľudstvo úspešné v odstraňovaní zlúčenín narušujúcich ozónovú vrstvu, v bezpečnej zóne sa zatiaľ nachádzame aj pri okysľovaní (poklese pH) svetového oceánu. Tým sa však výpočet úspechov vyčerpal a v ostatných smeroch sme ďaleko za udržateľnými hranicami. Čo je horšie, od bezpečných limitov sa vzďaľujeme veľmi rýchlo. Najviac prekračujeme riziká v súvislosti s využívaním fosforu a dusíka, podobne sme na tom s udržaním funkčnej a genetickej integrity biosféry (vymieranie druhov) či vypúšťaním nových chemických zlúčenín do prostredia (ako sú napríklad všadeprítomné mikroplasty) a za nimi nasleduje problém klimatickej zmeny. V prípade straty biodiverzity a vypúšťania chemických látok do ovzdušia existuje najväčšia neistota najmä v súvislosti s hornou hranicou ich potencionálnych dôsledkov na udržateľný vývoj v budúcnosti.
Podľa autorov štúdie je rýchlosť vymierania druhov o rád až dva rýchlejšia ako v období najmenej posledných 10 miliónov rokov. Okrem samotného vymierania druhov vo vzťahu k funkčnej integrite biodiverzity zohráva dôležitú úlohu aj naše zaobchádzanie s čistou primárnou produkciou biosféry. Tu podľa vedcov došlo k narušeniu bezpečného hospodárenia už na začiatku 18. storočia, pričom aktuálne sú najviac ohrozené tropické oblasti (pre odlesňovanie) a niektoré lesy chladnejšieho severného pásma. V prípade klimatickej zmeny sú autori ešte prísnejší ako Parížska klimatická dohoda a za bezpečný limit otepľovania považujú hranicu 1 stupeň Celzia, pričom pri oteplení nad 1,5 stupňa Celzia je riziko možných a vzájomne prepojených nevratných zmien už privysoké. Podľa ich odhadu by sme mali súčasnú koncentráciu oxidu uhličitého v atmosfére (420 milióntin) znížiť na 350 milióntin (ppm).
Priestor na ťažbu fosílnych palív už takmer nezostal
V novej nezávislej štúdii pod vedením Robina Labolla z Centra pre environmentálnu politiku v Londýne vedci aktualizovali množstvo uhlíka, ktoré môže ľudstvo ešte vypustiť, aby nedošlo k prekročeniu limitu oteplenia nad 1,5 stupňa Celzia. Najnovší odhad hovorí, že na dosiahnutie aspoň polovičnej (50-percentnej) šance udržania tejto hranice oteplenia nesmie ľudstvo od januára 2023 vypustiť viac ako 250 miliárd ton oxidu uhličitého. Ide o objem, ktorý sa dostane do atmosféry za šesť rokov súčasnej globálnej spotreby fosílnych palív. Inými slovami, najneskôr do roku 2034 by sme mali byť schopní globálne fungovať bez fosílnych palív. Neexistujú realistické scenáre, ktoré by takýto vývoj predpokladali. Prekročenie hranice oteplenia o 1,5 stupňa Celzia naozaj nie je ďaleko, pretože posledné štyri mesiace (jún až september 2023) už túto hranicu pokorili.
Nové chemické zlúčeniny aj problémy s vodou
Skupinu „nových chemických zlúčenín“ sa podarilo kvantifikovať ako jednu z posledných. Spadajú do nej všetky zlúčeniny vyrobené človekom od (mikro)plastov cez liečivá, organické znečistenie a rádioaktívne materiály až po geneticky upravené organizmy. Keďže štúdia hodnotila planetárne zdravie a nie dôsledky antropocénu na úroveň fungovania jednotlivých organizmov či ekosystémov, zostáva miera pôsobenia ľudí vysoko neistá, avšak potenciálne veľmi nebezpečná. Stačí pripomenúť neslávnu históriu látky DDT či vplyv freónov. V súčasnosti rýchlo pribúdajú štúdie o riziku takmer všeobecného rozšírenia mikroplastov, ktoré prenikli už do všetkých kútov planéty. Človek v súčasnosti vypúšťa do prostredia stovky tisíc nových molekúl, z ktorých je väčšina regulovaná len minimálne. Princíp predbežnej opatrnosti prikazuje, že jediná miera bezpečného uvoľňovania podobných látok do prostredia je nulová alebo že ich účinky musia byť podrobne známe. Príbeh s úspešným koncom predstavuje zákaz používania freónov, pričom ozónová diera sa prestala zväčšovať až viac ako 20 rokov po tom, ako sa zákaz zaviedol do praxe.
V predošlých štúdiách vedci uvažovali len o používaní zdrojov sladkej vody, no v súčasnej práci túto kategóriu rozčlenili na sladkú vodu (povrchovú a podzemnú modrú vodu) a vodu dostupnú pre korene rastlín (zelenú vodu). Takzvaná zelená voda sa aktívne podieľa na regulácii klimatických podmienok, tvorbe oblačnosti a biogeochemických procesoch vo všeobecnosti, kým modrá voda udržuje funkčné rieky a vodné ekosystémy. Hranice sú určené prísne a ich prekročenie nastáva už vtedy, keď človek prekračuje prirodzenú premenlivosť o 5 percent. V súčasnosti človek hospodári s vodou neudržateľne v približne 16 percentách (zelených), respektíve 18 percentách (modrých) vodných zdrojov. Predošlé hodnotenia (z roku 2015) ukazovali, že človek hospodári s vodou udržateľne, čo sa ukázalo ako príliš optimistické.
Vplyv aerosólov zostáva kľúčovou neistotou
Vedci kvantifikovali aj pôsobenie aerosólov, ktorých spotreba ako celku narastá. Hoci pôsobenie človeka zostáva v „bezpečnej“ zóne, vedci upozorňujú na pretrvávajúce vysoké neistoty v celkovom pôsobení všetkých typov aerosólov, pričom podrobné a globálne mapovanie ich zdrojov a pohybu v atmosfére stále nie je k dispozícii. Pôsobenie na klimatický systém predstavuje zo všetkých antropogénnych faktorov najväčšiu neistotu najmä preto, že aerosóly okrem priameho chladenia predlžujú zotrvanie mrakov v atmosfére. Úvaha o možnom silnom vplyve vyčistenia lodnej dopravy na mori a zníženie emisie sírnych aerosólov až o 80 percent preto zostáva len v rovine teoretickej. Podobná je situácia v súvislosti s okysľovaním oceánov. Tu sa pohybujeme na zatiaľ bezpečnej hranici, no s pokračujúcimi emisiami uhlíka, ktorý z jednej štvrtiny končí ako slabá rozpustená kyselina v mori, v blízkej budúcnosti prekonáme aj ju.
Lesy chránime nedostatočne
Za hranicou bezpečného využívania planéty je človek v súvislosti so zmenami vo využívaní krajiny, kam spadá predovšetkým odlesňovanie. V porovnaní s holocénom ubúda pôvodných lesov najmä v tropickom pásme a lesy mierneho a boreálneho pásma sú čoraz viac narušované klimatickou zmenou. Pripomeňme napríklad tohtoročnú rekordnú sezónu lesných požiarov v Kanade, kde zhorelo už viac ako 5 percent lesa.
Výrazne prekračujeme taktiež hranice bezpečného používania zdrojov výživy rastlín, teda pri hnojení fosforom a dusíkom. V prípade fosforu prekračujeme rýchlosť prirodzenej spotreby približne dvoj- až trojnásobne a v prípade dusíka dokonca štvornásobne, pričom v pobrežných oceánoch následkom nadmernej prítomnosti živín neustále narastá počet i rozloha takzvaných mŕtvych zón.
Keď zlyháva regenerácia
Napriek „bezpečnej“ zóne z pohľadu rýchlosti okysľovania oceánov zostáva tento životne dôležitý ekosystém ohrozený zrejme ešte viac ako kontinenty. Aktuálne rekordne teplý oceán znamená rozsudok smrti pre väčšinu druhov koralov, ktorých masové vymieranie už nezadržateľne prebieha. Technologické úspechy v podobe čoraz väčších a dokonalejších lodí, schopných plaviť sa aj v kedysi nedostupných arktických či antarktických vodách s rýchlo ustupujúcim plávajúcim morským ľadom, znamenali rýchle vyčerpávanie populácií mnohých druhov (veľ)rýb. Dnes sú oceány v porovnaní v obdobím pred storočím takmer bez veľkých rýb, o takmer úplnom vyhubení mnohých druhov žralokov nehovoriac. Napriek dlhotrvajúcemu zákazu komerčného lovu veľrýb v posledných rokoch prudko klesá i populácia veľrybovca sivého. Hlavnou príčinou tohto javu je podľa vedcov ústup morského ľadu a s ním súvisiaci nedostatok morských kôrovcov, ktorými sa veľryby živia. V ďalšej novej štúdii, ktorú publikoval časopis Science, vedci zdokumentovali masívny až desaťmiliardový úhyn krabov snežných. Kraby „vyhladovali“ opakované vlny príliš teplej vody, ktoré zvýšili ich metabolizmus, no nepriniesli im viac potravy. Takéto masové úhyny kedysi bežných druhov predstavujú len špičku pomyselného ľadovca. Podobných javov bude v budúcnosti iba pribúdať, pretože aj rýchlosť otepľovania svetového oceánu sa len za posledných 20 rokov zdvojnásobila.
To všetko je daň za nadvládu ľudí nad „ich“ planétou. Vedecko-technický pokrok musí brať do úvahy i túto odvrátenú stránku, v opačnom prípade môžeme o väčšinu vymožeností dosiahnutých v posledných storočiach veľmi ľahko prísť.
Tento text je súčasťou série článkov na tému Po kroku k pokroku, ktorá je mottom 20. ročníka podujatia Týždeň vedy a techniky na Slovensku. Týždeň vedy a techniky 2023 prebieha od 6. do 12. novembra 2023 v mestách po celom Slovensku, do ktorých prinesie desiatky prednášok, festivalov, workshopov, súťaží, podcastov, besied či výstav.
Aktuálne informácie o podujatí, ktorého hlavnými organizátormi sú Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky (MŠVVaŠ SR) a Centrum vedecko-technických informácií SR (CVTI SR), nájdete na webovej stránke tyzdenvedy.sk. Partnermi podujatia sú Slovenské elektrárne a EPSON. Mediálnymi partnermi sú magazín Nextech, RTVS, BKIS, VEDANADOSAH.sk, časopis Quark a Zážitkové centrum vedy Aurelium.
