Mann­kynið gengur á auð­lindir jarðar sem aldrei fyrr. Með­al­hita­stig jarðar hefur hækkað um 1,2°C frá iðn­bylt­ingu, skóg­areyð­ing á sér stað á ógn­ar­hraða, níu af hverjum tíu jarð­ar­búum anda að sér meng­uðu and­rúms­lofti og hefur dýra­teg­undum fækkað um rúm­lega sjö­tíu pró­sent frá árinu 1970. Vist­kerfi jarðar hafa nú orðið fyrir svo miklum breyt­ingum vegna athafna manns­ins að þau standa ekki lengur undir sér.

Þol­mörk jarðar – „mik­il­væg­asta vís­inda­lega upp­götvun okkar tíma”

Árið 2009 skil­­greindi hópur vís­inda­­manna, undir for­ystu sænska vís­inda­manns­ins Johan Rockström, níu þol­mörk jarðar (e. planet­ary bound­aries) sem nauð­­syn­­legt er að virða. Þol­mörk jarðar vísa í raun til þol­marka þeirra lyk­il­kerfa sem gera jörð­ina byggi­lega. Þessi níu lyk­il­kerfi eru und­ir­staða stöðugra og heil­brigðra vist­kerfa og hafa þau hald­ist stöðug síð­ustu tíu þús­und árin, eða allt frá upp­hafi sið­menn­ing­ar. Hóp­ur­inn komst að því að um leið og ágangur verður of mik­ill og farið er yfir þol­mörkin aukast líkur á skyndi­leg­um, stór­felldum og óaft­ur­kræfum breyt­ingum á vist­kerfum jarð­ar.

Þol­mörkin níu sem Johan Rockström og félagar skil­greindu eru eft­ir­far­andi: Lofts­lags­breyt­ing­­ar, súrnun sjá­v­­­ar, eyð­ing óson­lags­ins, röskun á nátt­úru­­legri hringrás nit­­urs og fos­­fórs, ferskvatns­­­not­k­un, land­­not­k­un, tap líf­fræð­i­­legrar fjöl­breytni, loft­­mengun og efna­­meng­un.

Hug­takið þol­mörk jarðar hefur haft mikil áhrif innan fræða­sam­fé­lags­ins og utan. Rockström hefur verið marg­verð­laun­aður fyrir störf sín og árið 2021 kom út Net­flix heim­ild­ar­myndin Break­ing Bound­aries sem fjallar einmitt um þol­mörk jarð­ar. Í mynd­inni, sem David Atten­borough talar inn á, segir hann að þol­mörk jarðar séu „mögu­lega mik­il­væg­asta vís­inda­lega upp­götvun okkar tíma“.

Í dag er ljóst að mann­kynið hef­ur, vegna athafna sinna, farið yfir þol­mörkin á sex af níu svið­um. Þau eru tap líf­fræð­i­­legrar fjöl­breytni, lofts­lags­breyt­ing­­ar, land­­notkun og röskun á nátt­úru­­legri hringrás nit­­urs og fos­­fórs. Á fyrstu mán­uðum árs­ins 2022, komust vís­inda­menn að því að mann­kynið hefur farið yfir tvö þol­mörk til við­bót­ar; ferskvatns­notkun og efna­meng­un.

Þol­mörk ferskvatns­notk­unar brostin

Hingað til var ferskvatns­notkun talin undir öruggum jarð­fræði­legum mörkum en nýjar nið­ur­stöð­ur, sem birt­ust í tíma­rit­inu Nat­ure Revi­ews Earth & Environ­ment í apríl 2022, benda til þess að mann­kynið hafi nú einnig farið yfir þol­mörk ferskvatns­notk­un­ar.

Höf­undar grein­ar­innar segja að við útreikn­ing þess­ara þol­marka hafi fyrst og fremst verið tekið til­lit til vinnslu vatns úr ám og vötnum og ekki nægi­legt til­lit tekið til ferskvatns sem nauð­syn­legt er fyrir plöntur og líf­ríki. Sér­stak­lega hafi þol­mörkin ekki náð að fanga nægi­lega hlut­verki jarð­vegs­raka (e. soil moist­ure) til að tryggja stöð­ug­leika líf­r­ríkja, binda kolefni og stjórna hringrás and­rúms­lofts­ins. Því leggja höf­und­arnir til að breyta heiti þol­markanna um ferskvatns­notkun í ferskvatns­breyt­ing­ar.

Arne Tobi­as, einn höf­unda rann­sókn­ar­inn­ar, nefnir Amazon regn­skóg­inn sem sýni­legt dæmi um brostin jarð­fræði­leg þol­mörk ferskvatns­notk­un­ar. Amazon regn­skóg­ur­inn treystir á jarð­vegs­raka en vegna lofts­lags­breyt­inga og skóg­areyð­inga er skóg­ur­inn að tapa jarð­vegs­raka. Það leiðir til þess að hlutar skóg­ar­ins eru að þorna upp og talið er lík­legt að Amazon regn­skóg­ur­inn sé að nálg­ast ákveð­inn vendi­punkt (e. tipp­ing poin­t), þar sem stór svæði geta hrein­lega breyst úr regn­skógi í eyði­mörk.

Höf­undar rann­sókn­ar­innar benda á að þetta eigi ekki ein­ungis við um Amazon regn­skóg­inn heldur sé um að ræða alheims­vanda­mál. Jarð­vegs­raki er að breyt­ast og óeðli­lega blautur eða þurr jarð­vegur er að verða sífellt algeng­ari.

Þol­mörk efna­meng­unar metin í fyrsta skipti

Fyrr á þessu ári birt­ist grein í tíma­rit­inu Environ­mental Sci­ence and Technology þar sem áhrif efna­meng­unn­ar, eða „kok­teil gervi­efna“ og ann­ara nýrra efna, á stöð­ug­leika vist­kerfa var í fyrsta skipti met­in. Nið­ur­stöð­urnar bentu til þess að mann­kynið hafi farið yfir þol­mörk hvað þetta varð­ar, og hafa vís­inda­menn sér­stakar áhyggjur af plast­meng­un.

Þol­mörk­in, sem bera nú heitið „ný efni“ (e. novel entities) í stað „efna­meng­un­ar“, vísa til efna sem eru ný í jarð­fræði­legum skiln­ingi. Áætlað er að um 350 þús­und mis­mun­andi teg­undir fram­leiddra efna séu á heims­mark­aði, svo sem plast, skor­dýra­eit­ur, iðn­að­ar­efni, efni í neyslu­vörum, sýkla­lyf og önnur lyf. Allt eru þetta „ný efn­i”, búin til af mönn­um, og geta haft stór­felld áhrif á vist­kerfi jarð­ar.

„Fram­leiðsla og notkun á nýjum og skað­legum efnum á sér stað á slíkum hraða að þol­mörk jarðar eru ekki virt“ segir Pat­ricia Vill­aru­bi­a-­Gómez, vís­inda­maður við Stock­holm Res­ili­ence Cent­er.

Áætlað er að heims­fram­leiðsla og neysla nýrra hættu­legra og mann­gerðra efna muni halda áfram að aukast á kom­andi árum. Heild­ar­magn plasts á jörð­inni er nú þegar tvö­falt meira en massi allra lif­andi spen­dýra. Á sama tíma eru ein­ungis níu pró­sent af öllu plasti sem fram­leitt er end­ur­unn­ið. Örplast er að finna í öllum krókum og kimum jarðar og hefur m.a. fund­ist í fisk­inum sem við borð­um, krana­vatn­inu sem við drekkum og í loft­inu sem við öndum að okk­­ur.

„Ekk­ert lifir eitt í nátt­úr­unni“

Fyrir sex­tíu árum var­aði sjáv­ar­líf­fræð­ing­ur­inn Rachel Car­son rétti­lega við skelfi­legum áhrifum efna­meng­unar í bók sinni Raddir vors­ins þagna.

Car­son benti á áhrif skor­dýra­eit­urs­ins DDT á líf­ríkið og gagn­rýndi óhóf­lega notkun efnis sem lítið væri vitað um. Hún taldi að mikil notkun á DDT og öðrum varn­ar­efnum myndi ekki ein­ungis drepa óæski­leg skor­dýr heldur einnig hafa áhrif á aðrar líf­verur og þannig koma líf­rík­inu úr jafn­vægi.

Skila­boð Car­son fyrir 60 árum voru þau að mann­kynið geti ekki ein­fald­lega útrýmt þeim dýra­teg­undum sem þeim líkar ekki við án alvar­legra auka­verk­ana. Í nátt­úr­unni er allt nátengt, eða eins og Car­son sagði: „Ekk­ert lifir eitt í nátt­úr­unn­i.“ Sem dæmi eru þol­mörk jarðar háð hvert öðru - þegar farið er yfir ein þol­mörk getur það breytt stöðu ann­ara þol­marka. Jarð­vegs­raki tengir þol­mörk ferskvatns­notk­unar við land­notk­un, líf­fræði­lega fjöl­breytni og lofts­lags­breyt­ing­ar. Að sama skapi getur efna­mengun eins og plast­fram­leiðsla haft áhrif á lofts­lags­breyt­ingar með notkun jarð­efna­elds­neyt­is.

Þegar þol­mörk eru yfir­stigin er ekki þar með sagt að ekki sé hægt að „stíga til bak­a“. Þol­mörk jarðar voru meðal ann­ars í upp­hafi skil­greind til að auð­velda stjórn­völdum að átta sig á ástandi jarð­ar­innar og for­gangs­raða aðgerðum eftir ástandi hverra þol­marka fyrir sig. Til dæmis tókst stjórn­völdum með til­komu Montr­eal-­bók­un­ar­innar árið 1987 að halda mann­kyn­inu innan öruggra marka óso­neyð­ing­ar.

Í heim­ilda­mynd­inni Break­ing bound­aries segir Johan Rockström að með rót­tækum aðgerðum sé hægt að koma í veg fyrir óaft­ur­kræfar breyt­ing­ar. Gluggi tæki­fær­anna sé opinn, en það þurfi að hafa hraðar hend­ur. Hann nefnir að með öfl­ugu hringrás­ar­hag­kerfi sé hægt að snúa blað­inu við hvað varðar þol­mörk lofts­lags­breyt­inga, tap líf­fræði­legs fjöl­breyti­leika, efna­meng­un, og loft­meng­un. Hringrás­ar­hag­kerfið sé lyk­ill­inn að því að minnka ágang á þol­mörk jarðar og upp­fylla lífs­þarfir allra.