Planetære grænser

Det store tidsperspektiv

Jorden har oplevet meget større forandringer, end dem vi ser i dag
Klimaet har altid varieret på jorden, og de klimaændringer vi har oplevet indtil nu (en stigning på ca 1,1°C) er væsentligt mindre end dem, forskerne har beregnet, der har været i tidligere perioder. Under sidste istid, der ophørte for ca. 10.000 år siden, var temperaturen op til 7 grader lavere end i dag (CO₂ koncentration på ca 180 ppm), og for 50 mio. år siden var temperaturen over 10 grader højere end i dag (CO₂ koncentrationen på 2.000 ppm).

Vandstanden i verdenshavene var under sidste istid helt op til 120 meter lavere end i dag, og under de varmeste perioder tilbage i tiden har den været 70 meter højere. Til sammenligning er vandstanden i dag kun omkring 0,25 meter højere, end før vi begyndte at udlede store mængde af drivhusgasser.

I forhold til tidligere lever vi i dag i en relativ kold periode, hvor der i de sidste 3 mio. år har været en række istider med meget lave temperaturer.

Ved afslutningen af sidste istid blev klimaet varmere i løbet af nogle tusinde år, men blev derefter svagt koldere helt frem til omkring 1850, afbrudt af kortere perioder med varmere klima fx omkring år 1000. Efter 1850 er der sket en helt usædvanlig kraftig stigning i den globale temperatur - en temperaturstigning, der er forårsaget af menneskets aktiviteter.

Den civilisation, vi kender, er udviklet i en verden med et stabilt klima

De ændringer, der skete i jordens klima før Holocæn, er interessante nok, men de er ikke relevante som en guideline for, hvad vores samfund i dag kan håndtere. Enten var mennesket slet ikke blevet udviklet endnu (Homo sapiens, vores art af mennesker, opstod først for 300.000 år siden) eller også levede de på en helt anden måde. Tidligere flyttede mennesker væk fra et område, hvis klimaet blev ugunstigt, fx da det nordlige Europa blev ramt af en istid. Der var tid til at tilpasse sig, og der var ikke store byer, veje mm, der blev efterladt.

Hvis vandstanden i dag steg 70 meter, ville mange af verden største byer komme til at ligge under vand, da de ofte ligger helt ude ved havet. Det ville være helt uoverskueligt, hvis de skulle flyttes til højere liggende steder.

Holocæn - den periode hvor den moderne civilisation blev udviklet

De ældste fund, af den menneskeart (homo sapiens) vi tilhører, er ca. 300.000 år gamle. I de første mange år levede vi som jægere og samlere, og først for omkring 12.000 år siden blev landbruget opfundet. Efterhånden som landbruget blev mere effektivt, blev det muligt for nogle at beskæftige med noget andet end at dyrke mad til sig selv og sin familie. Grundlaget for, at der kunne dannes bysamfund med håndværkere, handelsfolk, soldater, konger, mm, var skabt. Det er derfor kun i de sidste ca. 12.000 år, at alt det, der forbindes med moderne civilisationer, har udviklet sig. Den periode svarer til den tidsalder, der kaldes Holocæn, og er kendetegnet ved et relativt stabilt klima.

Klimaændringer har gjort, at vi oftere oplever oversvømmelser

Effekten af klimaændringerne viser sig nu

Det er først i de senere år, at vi for alvor er begyndt at mærke effekten af klimaforandringerne. Selv de små vandstandsstigninger, vi har fået indtil nu, har ført til, at små lavtliggende østater er ved helt at forsvinde i havet. Vi har oplevet usædvanligt mange ekstreme vejrsituationer i form af lange tørkeperioder, voldsomme skybrud og oversvømmelser. Der er blevet flere skovbrande rundt om i verden, og udgifterne til de mange hændelser bliver større og større. Mange af disse hændelser ville også kunne ske uden klimaændringer, men klimaændringerne gør, at de forekommer oftere, og at de er mere voldsomme.

På vej mod det ukendte

Når de ændringer, vi har oplevet indtil nu, er så relativt små, hvorfor er vi så så bekymrede? Det er der mindst tre årsager til:

De ændringer, vi har observeret i dag, er kun lige startet, og forskerne forventer, at de kan blive meget større.
Ændringerne sker meget hurtigere, end det er observeret før, hvilket gør, at det er vanskeligere for os mennesker og alle andre levende væsner at tilpasse sig ændringerne
Og måske som den vigtigste – de moderne samfund, som vi kender i dag, er blevet udviklet i en periode med et stabilt klima, hvor temperaturen fx kun har ændret sig +/- 0,5°C. Vi ved, at vores samfund kan eksistere og udvikle sig under de nuværende forhold, men vi ved ikke, om det vil kunne det under helt andre forhold.

Et sikkert handlingsrum

Det er vigtigt, at de aktiviteter, vi mennesker foretager os, ikke skubber for voldsomt til de processer på kloden, der er med til at opretholde de nuværende stabile og gunstige forhold for os mennesker. Forskerne har opstillet en slags ”sikkert handlingsrum”, som tager udgangspunkt i, hvordan kloden har virket de sidste ca. 10.000 år. Ud fra den viden har de beskrevet ni processer, som i dag bliver påvirket af menneskelige aktiviteter, og som er kritiske for klodens evne til at opretholde det nuværende stabile miljø.

De ni vitale processer, som forskerne fandt frem til, er:

En begrænsning i drivhusgasudledningen som en forudsætning for et stabilt klima
En høj biodiversitet med en stor produktion af biomasse som en forudsætning for en robust biosfære
Bibeholde store skovarealer som en forudsætning for intakte land økosystemer
Bibeholde uberørte vandløb, søer og grundvandsmagasiner som en forudsætning for intakte ferskvandssystemer
En begrænsning i næringsstofpåvirkningen som en forudsætning for et velfungerende naturligt miljø
Sikre et tilstrækkeligt højt niveau af CaC0₃ i havvandet til at kalkbyggende organismer kan eksistere og at havet kan optage overskydende CO₂ fra atmosfæren
En begrænsning i forurening af luft med partikler for at forhindre utilsigtede klimapåvirkninger
En begrænsning i udledning af Ozon nedbrydende stoffer for at opretholde et beskyttende skjold mod UV-stråler
En begrænsning af ikke naturligt forekommende stoffer i jord, vand og luft for at undgå utilsigtede effekter på klodens stabilitet

Planetære grænser initiativet stammer fra Stockholm Resilience Centre i 2009 med Johan Rockström i spidsen.

De planetære grænser

Forskerne har, som resultat af en lang række studier, opsat grænser for, hvor meget de enkelte processer kan holde til af menneskelig påvirkning, uden at sætte hele klodens system i ubalance. Forskerne kalder disse grænser for de ”Planetære grænser”. De har samtidig undersøgt, hvor meget de enkelte processer er presset af de nuværende menneskelige aktiviteter. For hver af processerne er der valgt en enkelt eller nogle enkelte måleparametre. Processerne er selvfølgelig påvirket af mange andre aktiviteter, men der er valgt de parametre, der har den største betydning. Denne del bliver løbende opdateret og udvidet, så den giver et så sandfærdigt billede af den samlede påvirkning som muligt.

Hver af de ni processer indvirker på hinanden i et kompliceret samspil og er sammen med til at bestemme, hvordan kloden virker. Alle processerne er i dag påvirket af den menneskelige aktivitet, og som helhed er påvirkningerne så kraftige, at klodens samlede system er bragt i en tilstand, der ikke er set i hele den periode (Holocæn), hvor den menneskelige civilisation har udviklet sig. De menneskelige aktiviteter er således i dag uden for det ”Sikre handlingsrum”. Det at mennesket har påvirket jordens systemer så meget, har fået forskere til at kalde den nuværende epoke i jordens geologiske historie for den ”Antropocæne periode”, som betyder ”Menneskets nye tid”.

De menneskeskabte klimaændringer har ført til mere ekstremt vejr mange steder på kloden. Nogle områder plages af tørke og skovbrande, mens andre plages af oversvømmelser.

Anthropocæn

I over 3 milliarder år har samspillet mellem geosfæren (energiflow og alt ikke levende) og biosfæren (alle levende organismer) styret, hvordan kloden har virket, og hvordan forholdene har været på jorden. Der er sket store ændringer undervejs i den lange periode. Nogle af ændringerne er sket pga af ydre påvirkninger, fx fra ændrede energimængder fra solen eller meteornedslag og nogle pga geologiske processer på jorden (fx vulkanudbrud og plade tektonik) og atter andre pga biologiske processer (fx udviklingen af fotosyntese).

I dag er menneskelige aktiviteter blevet en tredje faktor, der påvirker, hvordan kloden virker, og hvordan forholdene er på jorden. Denne faktor kaldes anthroposfæren. De planetære grænser er en måde at beskrive, hvor grænserne for de menneskelige aktiviteter ligger, hvis vi skal være rimeligt sikre på, at kloden bliver ved med at virke, som den har gjort i de sidste mange år. Samspillet mellem biosfære, geosfære og anthroposfære er komplekst og er langt fra fuldt forstået. Denne uvished gør, at der for nogle af de Planetære Grænser er et stort område mellem den sikre zone og zonen med høj risiko (se figuren med de Planetære Grænser). Vi er trådt ind i en ny tidsalder - den Anthropocæne.

Planetære grænser og Verdensmålene

Verdensmålene har mennesket i centrum og beskriver en række mål, der skal sikre, at vi indretter verden på en måde, så både nulevende og endnu ikke fødte mennesker kan opretholde et godt liv. Verdensmålene indeholder altså nogle politiske betragtninger om, hvordan vi bedst sikrer, at mennesker overalt på jorden kan få opfyldt deres umiddelbare behov, som fx adgang til rent vand, skolegang, billig ren energi, mm.

De planetære grænser fortæller ikke noget om, hvordan vores samfund skal indrettes og udvikle sig. Men de angiver nogle grænser for, hvor meget vi mennesker kan påvirke kloden, uden at vi risikerer at sætte klodens stabilitet over styr. En overholdelse af de planetære grænser er derfor en forudsætning for at have samfund, hvor mennesker trives.

Ideelt burde Verdensmålene indarbejde arbejdet fra de Planetære Grænser, så de løsninger, der kommer frem, alle ligger inden for den sikre zone. Hvilke løsninger der kommer, og hvordan uligheder mellem forskellige lande håndteres, ligger uden for rammen af de Planetære Grænser. De Planetære Grænser siger fx noget om, hvor meget CO₂ der kan udledes til atmosfæren, men ikke om begrænsningerne skal ske i de rige industrilande eller i de fattige udviklingslande.

Tipping elementer og Tipping points

Et tipping element er en proces, der kan ændre sig til en væsentlig anderledes tilstand, når et tipping point overskrides. Man siger, at et tipping point er nået, når processen udsættes for forhold, der får tipping elementet til at skift tilstanden.

Tipping points anvendes især i relation til klimaforandringer, da en overskridelse af et eller flere tipping points kan forstærke den globale opvarmning. Den arktiske havis er et godt eksempel på denne type tipping element. Når havet er dækket af is, bliver en stor del af den indkommende varmeenergi fra solen reflekteret væk fra jordens overflade af den lyse is. Derved bidrager varmeenergien ikke til den globale opvarmning. Når isen ikke længere dækker, trænger solens varmeenergi ned i havet og bidrager dermed til at øge jordens gennemsnitlige temperatur. FN’s klimapanel vurderer, at der kan være risiko for at en række tipping points allerede overskrides ved temperaturstigninger på blot 1^o- 3^o C.

Et Tipping point overskrides

Når vi påvirker, hvordan kloden virker, kan nogle processer blive ustabile og pludselig finde en ny tilstand.

På illustrationen repræsenterer kuglen de processer, der stabiliserer temperaturen. Den påvirkes af alle mulige forhold, men vender hele tiden tilbage til sit udgangspunkt, så længe temperaturen, der vises ved den sorte kurve, ikke er steget for meget.

Efterhånden som temperaturen øges, mindske den tærskel, der holder den blå kugle på plads. Pludselig er påvirkningen blevet så stor, at systemet finder en ny stabil tilstand, illustreret ved at kuglen finder et nyt stabilt sted. Temperaturen bliver nu ikke længere stabiliseret på sit gamle leje, men finder et nyt meget højere leje.

https://figshare.com/articles/figure/Tipping_Point_Animation/21206987

Tipping points og Planetære Grænser

En Planetære Grænse for en proces er ikke identiske med dens Tipping Point. Hvor Tipping Point er den grænse, der forårsager en stor, pludselig og ofte uigenkaldelig ændring i, hvordan et system virker, ligger den Planetære Grænse ved en langt mindre påvirkning. Den Planetære Grænse er lagt, så samfundet har mulighed for at reagere og ændre retning, inden det er for sent. De klimaændringer, vi har set indtil nu, ligger over den Planetære Grænse, men har endnu ikke nået et Tipping Point. Voldsomme storme, store skovbrande, tørke og oversvømmelser er indikationer på, at klimaet er ved at ændre sig, men klimaændringerne er endnu ikke større, end at det er muligt at ændre dem tilbage til en normaltilstand. Spørgsmålet er bare, om vi er villige/ i stand til at gennemføre de tekniske og samfundsmæssige ændringerne, der skal til, hurtig nok. Ofte glemmer vi, at fx klimasystemet reagerer meget langsomt på de påvirkninger, vi laver. Det tog lang tid, inden vi så en tydelig klimaeffekt, af alle de klimagasser vi har udledt. Når vi laver nogle tiltag, skal vi huske på, at det også tager lang tid, før klimaet svinger tilbage igen. Denne langsommelighed/inerti er et problem, når der skal tages politiske beslutninger.

De to vigtigste processer
Opretholdelse af et stabilt klima og en robust biosfære er de to vigtigste processer at holde øje med, da de har en meget stor indflydelse på, hvordan kloden fungerer. Det er derfor også foruroligende, at menneskelige aktiviteter allerede har bragt disse to processer ud over den sikre zone.

På vej mod en ny tilstand

Hvornår kloden som helhed vil være så påvirket, at det bliver svært eller umuligt at genetablere de forhold, der har eksisteret de sidste 10.000 år, er svært at sige. Men jo mere vi mennesker presser kloden ud over de planetære grænser, jo større er risikoen for, at kloden vil overgå til en ny tilstand, som er væsentligt forskellig fra den tilstand, hvor vi har udviklet det samfund, vi kender i dag.

Mange af verdens storbyer ligger ud til havet, og vandstandsstigninger vil betyde, at mange af dem vil blive udfordret. Indtil nu er vandstanden kun steget med ca. 21 cm, men i år 2100 vil den ved en moderat udledning af drivhusgasser være steget yderligere 44-76 cm. Sker der et kollaps af isen på Antarktis, vil den måske stige med yderligere 2,3 meter og op til 5,4 meter i 2150. Hvis al isen på kloden smelter, vil vandstanden stige med over 70 meter. Det er dog noget, der vil tage tusinder af år.