Hur mycket tål planeten Jorden? - Konsumtion av färskvatten

Konsumtion av färskvatten och den globala hydrologiska cykeln

Även färskvattencykeln påverkas av klimatförändringarna och dess gräns är nära kopplad till klimatgränsen, men det mänskliga trycket på färskvattensystemen är den dominerande drivkraften bakom problemen.

Människan förändrar förekomsten av vatten genom att leda färskvattenströmmar i nya riktningar, göra fördämningar samt förångning genom förändrad markanvändning. Vissa förändringar i vattensystemen är oåterkalleliga.

Vatten blir allt knappare – år 2050 kan omkring en halv miljard människor vara offer för stora brister på vatten vilket ytterligare ökar trycket på att ingripa i vattensystemen. En vattengräns avseende färskvattenanvändning har föreslagits för att upprätthålla den allmänna motståndskraften i jordens system för att undvika risken att överträda lokala och regionala trösklar.

Hur mycket tål planeten Jorden - Kväve och fosfor till land och hav?

Kretsloppen av kväve och fosfor har radikalt ändrats som ett resultat av våra industrier och jordbruk. Kväve och fosfor är båda väsentliga delar för växtligheten, men produktion och användning av gödselmedel är ocksp det största enskilda problemet.

Mänskliga aktiviteter konverterar mer atmosfäriskt kväve till reaktiva former än alla jordens kombinerade markbundna processer. Mycket av det tillkommande, nya reaktivt kvävet släpps ut i atmosfären i olika former i stället för att tas upp av växter. När det regnar, förorenar det vattendrag och kustområden eller ackumuleras i marken.

Likaså är det en relativt liten andel av fosfor i gödningsmedlen som tas upp av växter. Mycket av den fosfor som mobiliseras av människor hamnar också i vattensystemen. Vattensystemen blir syrefattiga då ett överflöd av bakterier konsumerar de algblomningar som uppstår på grund av den höga näringstillförseln.

En betydande del av det tillförda kvävet och fosforet hamnar i haven, och kan där dramatiskt förändra de marina systemen. Några exempel på det är vårt egent hav, Östersjön som har stora områden med död, syrefri botten samt den ”döda zonen ” i Mexikanska golfen där räkfångsterna minskat radikalt som en kombinerad effekt av överfiske och övergödning genom gödsel som transporteras i floderna från den amerikanska mellanvästern.

Hur mycket tål planeten Jorden - Ozonskiktet i stratosfären?

Det stratosfäriska ozonskiktet i atmosfären filtrerar bort ultraviolett (UV) strålning från solen. Om detta skikt minskar, kommer ökande mängder av ultraviolett strålning nå marknivån. Detta kan leda till en högre förekomst av hudcancer hos människor samt skador på andra biologiska system på land och i vattnen. Utökningen av ozonhålet över Antarktis var ett bevis på att ökade koncentrationer av ozonnedbrytande kemiska ämnen, i interaktion med polära stratosfäriska moln, hade passerat en tröskel och förändrade stratosfären över Antarktis.

I det här fallet har människan visat att det går att vända utvecklingen. Genom Montrealprotokollet* med syfte att reducera ozonnedbrytande gaser/kemikalier såsom freoner tycks man ha vänt utvecklingen och sedan 2002 minskar hålet över Antarktis.

*Montrealprotokollet (Montreal Protocol on Substances That Deplete the Ozone Layer) är ett internationellt traktat som är utformat för att skydda ozonskiktet genom att fasa ut produktionen av ett antal substanser som tros vara ansvariga för uppkomsten av ozonhål. Traktatet skrevs under i Montreal den 16 september 1987 och trädde i kraft den 1 januari 1989. Sedan dess har den undergått fem revisioner, 1990 (London), 1992 (Köpenhamn), 1995 (Wien), 1997 (Montréal) och 1999 (Peking). Avtalet har hyllats för sin exceptionella framgång av Kofi Annan genom citatet: "Kanske det mest framgångsrika internationella avtalet hittills...".(ref. Wikipedia)

PS
De klorföreningar som av vindarna förts till Antarktis löses upp av den ultravioletta strålningen vilket gör att kloratomer frigörs. Dessa börjar katalysera (skynda på) ozonreduktionen. Katalysen påskyndas ytterligare av de ismoln eller pärlemormoln (PSC) som bildas vintertid över Antarktis då bristen på solljus och den inneslutande "polarvirveln" gör att temperaturen kan sjunka ned till -80°C. Molnpartiklarna består av antingen salpetersyra (PSC typ I) eller av is (PSC typ II) och utgör grund för den kemiska reaktion som orsakar nedbrytningen av ozonet. (Ref. Wikipedia)

Hur mycket tål planeten Jorden - Försurning av haven?

Dra en fjäder, släpp, och den kommer snäppa tillbaka i sin ursprungsform. Dra längre och längre och den kommer att fjädra tillbaka till att du når en gräns då den slutar att fjädra tillbaka. Vad som en gång var en fjäder har blivit en värdelös bit snurrad tråd. Och det, i ett nötskal, är vad många forskare tror kan hända med jorden om dess system är överbelastade som den misshandlade fjädern.

Här beskriver jag den andra av de nio planetariska gränserna definierade av Stockholm Recilience Centre.

2. Försurning av haven

Omkring en fjärdedel av den CO2 mänskligheten släpper ut i atmosfären upplöses slutligen i haven. Då bildas kolsyra som minskar pH för ytvattnet och därmed förändrar oceanens kemi. Den ökade surhetsgraden minskar mängden tillgängliga karbonatjoner, en viktig "byggsten" som används av många marina arter när skal och skelett bildas.

Över en given tröskelkoncentration, gör den ökande surheten det svårt för organismer som koraller och vissa skaldjur och planktonarter att växa och överleva. Förluster av dessa arter skulle ändra strukturen och dynamiken i havens ekosystem och kan potentiellt leda till drastiska minskningar av fiskbestånden. Jämfört med förindustriell tid, har havsytans surhetsgrad redan ökat med 30 procent. Till skillnad från de flesta andra mänskliga påverkan på den marina miljön, som ofta är lokalt i skala, har försurning inga gränser utan ger konsekvenser för hela planeten.

Stockholm Recilience Centre är fast övertygade om att CO2 är den starkast bidragande orsaken till klimatförändringen vi upplever. Jag är inte helt övertygad om det som ni vet, men det råder inga som helst tvival om att CO2 driver på försurning av havens ytvatten och effekten på djurlivet det kan få.

Alla nio som kommer att beskrivas var för sig:
1. Klimatförändringar,
2. Försurning av haven,
3. Uttunningen av ozonskiktet,
4. Ingrepp i Kväve- och  Fosfatcykler (avgörande för växtligheten),
5. Konsumtion färskvatten
6. Omvandlingen av vildmarken till jordbruk och städer,
7. Utrotning av livsformer/arter,
8. Anrikning av kemiska föroreningar,
9. Nivån av partikelformiga föroreningar i atmosfären.

För sju av dessa områden känner sig Stockholm Resislience Centre säker nog att sätta siffror på var gränserna egentligen ligger. För kemikalier och partiklar har man inte satt tydligagränser ännu.

Källa: The economist och Stockholm Reciliense Centres hemsida.

Hur mycket tål planeten Jorden - Klimatförändringar?

Dra en fjäder, släpp, och den kommer snäppa tillbaka i sin ursprungsform. Dra längre och längre och den kommer att fjädra tillbaka till att du når en gräns då den slutar att fjädra tillbaka. Vad som en gång var en fjäder har blivit en värdelös bit snurrad tråd. Och det, i ett nötskal, är vad många forskare tror kan hända med jorden om dess system är överbelastade som den misshandlade fjädern.
                                    

Stockholm Resilience Centre har sedan sitt genombrott i samband med klimatkonferensen i Köpenhamn 2009 fortsatt att definiera nio områden inom med definierade gränser som vi inte kan överskrida för att undvika oåterkallelig skada på planetens ekosystem.

Här beskriver jag det första av de nio planetariska gränserna

1. Klimatförändringar

Jag har ju skrivit mycket om klimatförändringar i tidigare inlägg och de som läst dem vet att jag inte är helt övertygad om vad som skapar det varmare klimat vi har just nu(Se i arkivet från januari 2012). Oavsett vad så är en fortsatt uppvärmning av jordklotet skadligt för väldigt många av dagens organismer.

Tillförseln av markbundet CO2 till atmosfären kan säkert bidra till klimatförändringen, men det allvarligaste är väl ändå det att vi använder resurser som inte är förnyelsebara. Dessutom är utvinningen av kol direkt förödande för den lokala miljön. Enorma dagbrott som tar årtionden att återställa.

Jorden, passerar nu 387 ppmv CO2 i atmosfären, en nivå som de forskare som stöder teorin om att CO2 är den starkast bidragande orsaken till atmosfärens uppvärmning anser redan ha överträtt den planetariska gränsen. Vi har nått en punkt/temperatur där förlusten av polarisen är nästan säkert irreversibel. Detta är ett exempel på ett väl definierat tröskelvärde för vad som händer när klimatet uthålligt förändras. En viktig fråga är hur länge vi kan stanna kvar över denna gräns innan stora irreversibla förändringar blir oundvikliga.

Och som sagt oberoende om det är CO2-halten som ensamt bidrar till klimatförändringen eller ej, så måste vi hitta uthålliga energikällor och minska uttaget av icke förnyelsebara.

Alla nio som kommer att beskrivas var för sig:
1. Klimatförändringar,
2. Försurning av haven,
3. Uttunningen av ozonskiktet,
4. Ingrepp i Kväve- och
5. Fosfatcykler (avgörande för växtligheten),
6. Omvandlingen av vildmarken till jordbruk och städer,
7. Utrotning av livsformer/arter,
8. Anrikning av kemiska föroreningar,
9. Nivån av partikelformiga föroreningar i atmosfären.

För sju av dessa områden känner sig Stockholm Resislience Centre säker nog att sätta siffror på var gränserna egentligen ligger. För kemikalier och partiklar har man inte satt tydligagränser ännu.

Källa: The economist och Stockholm Reciliense Centres hemsida.