Erde in der Schwebe: 7 entscheidende Kipp-Punkte


7 Tipping points

Menschen innerhalb bestimmter Grenzen bleiben müssen, wenn sie hoffen, ökologische Katastrophe zu vermeiden, sagt eine führende Gruppe von Umweltwissenschaftler. Diese Grenzen überschreiten kann nicht die Erde selbst rock, aber würde führen zu gravierenden Folgen für die menschliche Existenz auf dem Planeten, wie wir es kennen.

Es gibt zwei Arten von Grenzen, die Forscher im Oktober 2009 vorgeschlagen. "Man stellt einen Wendepunkt – Sie überqueren, und irreversiblen, katastrophal schlechte Sachen passiert," sagte Jonathan Foley, ein Ökologe an der Universität von Minnesota. "Andererseits würde bedeuten, dass mehr allmähliche Veränderungen, aber immer noch weit außerhalb der Reichweite der nichts wir haben gesehen, in der Geschichte der Menschheit."

Menschen haben bereits den Planeten über einige Grenzen, wie Sie im Zusammenhang mit Klimawandel und Stickstoffkreislauf geschoben. Aber einige Wissenschaftler, die in der Fachzeitschrift Nature reagiert befragt die Schwelle Idee und andere bemerkt, dass solche Grenzen willkürlich scheinen. Dennoch begrüßte viele die Idee der Grenzen als Benchmarks oder Ausgangspunkte.

Hier sind die sieben planetarischen Grenzen, die in der Tabelle zur Diskussion gebracht worden sind.

Stratosphärisches Ozon

Ozonschicht der Erde könnte erodiert haben, bis zu dem Punkt, wo Menschen innerhalb von Minuten einen Sonnenbrand bekommen, wenn Politiker und Wissenschaftler nicht versammelt hatten, um regulieren die Chemikalien, die Zerstörung der Ozonschicht, die uns vor Sonneneinstrahlung schützt. Das Montrealer Protokoll Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in 1989 verboten, und dazu beigetragen, das Gespenst einer zukünftigen Welt mit eine permanente Ozonloch über der Antarktis Gähnen zu verbannen.

Umweltforscher haben einen Wendepunkt der eine 5-Prozent-Abnahme der Ozon in der Stratosphäre (eine obere Schicht der Atmosphäre), basierend auf Ozonwerte von 1964-1980 vorgeschlagen.

Ein realistischer Wendepunkt für stratosphärisches Ozon höher sein könnte, sagte Mario Molina, ein Chemiker, Leiter Zentrum für strategische Studien in Energie und Umwelt in Mexiko-Stadt. Wirklich katastrophal Ozonabbau in der ganzen Welt wäre etwas wie eine 60-prozentige Abnahme. Aber Molina fügte hinzu, dass die Untergrenze auf Ozonzerstörung sinnvoll, angesichts des Schadens für menschliche Gesundheit und die Umwelt über Ozon-Verlust von 5 Prozent.

Landnutzung

Landwirtschaft und Industrie haben das Fundament der menschlichen Zivilisation, lange gebildet, so dass die aktuelle Ernte-Decke, die Förderung der heutigen Bevölkerung etwa 12 Prozent des Landes erreicht hat. Jetzt Umweltwissenschaftler maximal 15 Prozent Land Verwendung vorgeschlagen haben, so dass einige wiggle Zimmer, aber noch schützen Tiere und Pflanzen vor dem Verlust wertvoller Immobilien.

Die Grenze ist eine "gute Idee" aber auch verfrüht, Laut Steve Bass, senior Fellow am internationalen Institut für Umwelt und Entwicklung in London. Bass darauf hingewiesen, dass die willkürliche Begrenzung Politiker nicht überzeugt verlassen könnte. Immerhin Umwandlung von Land für die Landwirtschaft und Industrie hat große Vorteile für die menschliche Bevölkerung geliefert.

Eine bessere Grenze der umweltbedingten Krankheiten sagte könnten eine Beschränkung der Bodenqualität oder Bodenverlust, Bass. Das könnte die Umweltauswirkungen der verschiedenen Arten der Landnutzung, wie intensiv bewirtschaftete Ackerland versus mehr nachhaltige Landwirtschaft messen. Armen Landnutzung haben historisch zu Verlust des Bodens geführt und haben auch schreckliche Staubstürme, sei es in den 1930er Jahren Dust Bowl oder im heutigen China geschaffen.

Landnutzung

Trinkwasser ist eine Grundvoraussetzung für das Leben, aber Menschen auch riesige Mengen für den Anbau von Kulturpflanzen. Foley und seine Kollegen vorgeschlagen, dass die Verwendung von "blaues Wasser" Quellen — Verdunstung aus Flüssen, Seen, Grundwasser Stauseen und Bewässerung – sollten nicht hinausgehen 960 kubische Meilen (4.000 Kubikkilometer) pro Jahr, oder nur ein bisschen weniger als das gesamte Volumen des Lake Michigan. Menschen verwenden derzeit jedes Jahr 624 kubische Meilen (2.600 Kubikkilometer).

Dieser globale Grenzwert auf Süßwasser kann jedoch zu hoch, sagte David Molden, stellvertretender Generaldirektor für Forschung an der International Water Management Institute in Sri Lanka. Molden macht geltend, dass die globale Sicht mit Blick auf lokale Gegebenheiten, die einschränken, wie leicht Menschen Süßwasser zugreifen können, egal, ob es fehlende Infrastruktur oder Mangel an Geld, sowie der Anteil des Wassers ist jede Region nutzt.

Intensive Landwirtschaft können den Großteil des Süßwassers in einer Region, um ganz zu schweigen von einer wachsenden Nachfrage nach Biotreibstoffen, die Wasserversorgung betont. Ein weiterer Teil der Welt mit viel Süßwasser könnte viel für die Landwirtschaft überhaupt nicht verwenden. Also möglicherweise Wasser Grenzen für die Region angepasst werden. Noch, genannt Molden die Idee der Grenzen unseres Planeten ein "wichtiger Hinweis call" und Ausgangspunkt, um über Grenzen nachdenken.

Ozeanversauerung

Höhere Konzentration von Kohlendioxid können die Mineralien notwendig für Korallenriffe und anderen Meeresorganismen gedeihen auflösen. Led Umweltwissenschaftler, Label Übersäuerung der Ozeane durch den Anstieg des Treibhausgases Kohlendioxid als einen kritischen Punkt Grenze, oder eine, die wenn überschritten hätte katastrophale Folgen für Meereslebewesen und Menschen, die von den Ressourcen abhängen. Der Begrenzungsdefinition konzentriert sich auf Aragonit – ein Mineral Baustein der Korallenriffe – damit der Aragonit-Sättigung Zustand mindestens 80 Prozent des durchschnittlichen globalen vorindustriellen sein sollte. Solch ein Zustand der Sättigung spiegelt die Höhe der im Meerwasser gelösten Aragonit.

Die Begrenzung auf Laborexperimenten basiert, die haben gezeigt, dass weniger Aragonit zu langsamer Korallenriff Wachstum führt, sagte Peter Brewer, ein Ozean-Chemiker an der Monterey Bay Aquarium Research Institute in Moss Landing, Calif. Einige marinen Lebens kann offenbar niedrige Aragonit Ebenen in den Ozean, aber zunehmende Ozeanversauerung überleben würde wahrscheinlich töten viele Arten, um Riffe zu leben.

Ein Problem mit der tipping Point: Brauer weiß nicht, ob jemand einen schweren Plan, Menschen innerhalb der ökologischen Grenzen bleiben zu überzeugen hat.

Verlust der biologischen Vielfalt

Heute gehen die Arten ausgestorben mit einer Rate von 10 bis 100 Arten pro Million pro Jahr, und viele weitere stehen auf Gefahr des Verschwindens von dem Planeten. Jetzt Umweltwissenschaftler sagen Artensterben sollte nicht über die Schwelle von 10 Arten pro gehen Millionen pro Jahr – eine Grenze, die die aktuelle Rate des Aussterbens deutlich übertroffen hat.

Die Komplexität der nur die Verfolgung von allen Arten stellt ein Problem für die Verwendung von Aussterberate als Grenze, sagte Cristian Samper, Direktor von der Smithsonian National Museum of Natural History in Washington D.C. Wissenschaftler nicht auch alle vorhandene Arten zu entdecken, bevor sie ausgestorben, mit Preisen vom Aussterben bedroht vor allem unbekannten für Insekten oder die meisten wirbellosen Meerestieren gehen.

Es gibt auch die Tatsache der Vergangenheit Massenaussterben, z. B. der Perm-Trias-Ereignis auch die vorgeschlagenen Aussterben Preis Grenze überschritten haben. Und einige Arten haben eine höhere natürliche Rate im Vergleich mit anderen vom Aussterben bedroht.

Stattdessen schlug Samper zwei Alternativen zu Aussterbungsrate. Anstatt einer einzigen Aussterberate, konnten Wissenschaftler konzentrieren sich auf wie Größe, Verteilung und Bedrohung Bevölkerungszahlen für jede Gruppe von Arten ändern. Sie könnten auch Artensterben als eine Wahrscheinlichkeit anhand der Evolutionsgeschichte für verschiedene Zweige der Baum des Lebens festlegen.

Stickstoff und Phosphor-Zyklen

Stickstoff ist ein wesentliches Element für das Leben und der verfügbaren Betrag entscheidet wieviel Pflanzen oder Pflanzen können wachsen. Phosphor ist ein weiterer entscheidender Nährstoff für Pflanzen und Tiere. Begrenzte Mengen beider Elemente durchlaufen Ökosysteme der Erde, so dass verändern die Zyklen kann vorhandenen Reserven erschöpfen und wegen der unterschiedlichen Konzentrationen zu Umweltschäden und Verlust von Arten führen.

Umweltforscher haben vorgeschlagen, dass Menschen mehr als 25 Prozent der Stickstoff hinzufügen sollte nicht, die aus der Atmosphäre auf Landoberfläche übertragen bekommt. Für Phosphor schlugen sie vor, dass der menschliche Einfluss nicht 10 Mal den Hintergrund Verwitterung hinausgehen sollte, die in der Regel Phosphor zur Verfügung stellt.

Diese Grenzen schien zu willkürlich für William Schlesinger, Präsident von Cary Institute of Ecosystem Studies in Millbrook, New York Schlesinger stellt fest, dass der Boden Bakterien und Ökosystem kann change Management Stickstoffgehalte, so dass der Stickstoffkreislauf größeren menschlichen Einfluss mit der richtigen Gegengewichte vertragen könnte. Im Gegensatz dazu, sagte er die vorgeschlagenen Phosphor-Zyklus-Grenze war unhaltbar und würde es ermöglichen, für den Abbau der Phosphor Reserven innerhalb von 200 Jahren.

Schlesingers größtes Problem war mit der Idee der Schwellenwerte. Warten, bis Menschen nähern sich diese Grenzen zu handeln ermöglicht einfach schlechte Gewohnheiten zu ertragen und Umweltfolgen zu akkumulieren, sagte er.

Klimawandel

Viele Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger zielten für 350 Teilen pro million (ppm) als das langfristige Ziel-Grenzwert für Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre. Die Grenze wurde festgelegt, da über diesen Betrag hinaus der Aufbau des Treibhausgases den menschliche Beitrag zur globalen Erwärmung über 3,6 Grad Fahrenheit (2 Grad) schieben würde. Noch nicht das CO2-Ziel weitgehend der Punkt laut Myles Allen, Physiker und Klimaforscher an der Universität Oxford in England. Er argumentierte, dass die Maßnahmen erforderlich, um "gefährlichen Klimawandel" zu verhindern gleich, unabhängig davon das langfristige Ziel der Konzentration bleiben.

Moderne Menschen möglicherweise zu kontrollieren ob Kohlendioxid-Konzentrationen 350 ppm oder einer anderen bestimmten Ebene in Zukunft sind behaupten können, sagte Allen. Er kritisierte auch die vorgeschlagene Begrenzung basierend auf seine hohe Schätzung der Klimasensitivität oder der langfristigen Erwärmung Antwort auf die Verdopplung des atmosphärischen Kohlendioxids.

Aber Allen räumte ein, dass die 350 ppm-Konzentration immer noch als ein nützliches Ziel dienen könnte. Das ist, weil Wissenschaftler wissen, dass 15 bis 20 Prozent der CO2-Emissionen hängen auf unbestimmte Zeit in der Atmosphäre. Freigabe von etwas mehr als 1 Billion Tonnen während der Anthropozän-Ära (jetzt) von Menschen verursachte globale Erwärmung führt zu einer langfristigen CO2-Konzentration von etwa 350 ppm. Die überschüssige CO2-Emissionen auf 1 Billion Tonnen zu begrenzen wäre so ziemlich was nötig ist, um die wahrscheinlichste CO2-bezogene Erwärmung Spitze unter 2 ° C zu halten – und die Menschen sind bereits auf halbem Weg bis zu dieser Grenze.

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