Verstoring van systeem Aarde - Planetary boundaries

Afgelopen 10.000 jaar heeft de aarde een periode van stabiliteit gekend, genaamd het Holoceen. Globale temperaturen, de waterbeschikbaarheid en biologische stromingen zijn allemaal binnen veilige grenzen gebleven. Maar sinds de Industriële Revolutie zijn we bij een nieuw tijdperk aanbeland; het Antropoceen (‘anthropos’ = mens). Een tijdperk waarin de mens de hoofdverantwoordelijke is voor klimaatveranderingen op aarde. De groeiende afhankelijkheid van fossiele brandstof en grote ontwikkelingen in de landbouw hebben nu een niveau bereikt waarin ze systeem aarde ernstig beschadigen en waarin ze de aarde zelfs voorgoed uit het stabiele Holoceen kunnen halen. Om goed inzicht te krijgen in hoeverre de mens bezig is systeem aarde te beschadigen, hebben wetenschappers de zogenaamde “Planetary boundaries” ontwikkeld.

Planetary boundaries – Aardse grenzen

Het concept van “planetary boundaries” is in 2009 ontwikkeld onder leiding van Johan Rockström. De letterlijke vertaling van het concept is Aardse grenzen. Deze grenzen geven aan binnen welke ruimte de mensheid veilig werkzaam kan zijn ten opzichte van systeem Aarde. Het complexe systeem van de Aarde reageert soms voorspelbaar op veranderingen, maar dit is meer een uitzondering. Veel Aardse systemen reageren juist op een heel abrupte of ongelijke manier. Het is daarom belangrijk dat er grenswaardes worden gesteld op veilige afstand van de zogenaamde drempelwaardes.

Drempelwaardes

Ieder systeem bezit een natuurlijk evenwicht met daaromheen drempelwaardes. Dit is een onder- of bovengrens waarbij een systeem veranderd en ook niet meer kan terugkeren in zijn oude toestand of evenwicht. Zodra een drempelwaarde overschreden wordt, verschuift het systeem dus naar een nieuwe toestand. Dit heeft vaak schadelijke en rampzalige gevolgen voor de mens en natuur. Deze drempelwaardes zijn gekoppeld aan belangrijke factoren die samen het systeem grotendeels vorm geven. Zo is koolstofdioxide een belangrijke factor voor het klimaat. Een drempelwaardes wordt dus beschreven als een kritieke waarde voor een dergelijke factor als koolstofdioxide.

9 planetary boundaries

Het is niet voor ieder systeem even makkelijk om een kritieke waarde toe te kennen, omdat vrijwel alle systemen op Aarde met elkaar in verbinding staan. Zo kan een verandering in systeem A een positief of negatief effect hebben op systeem B. Het team van Johan Rockström heeft daarom systeem Aarde nader onderzocht. Er is naar gekeken naar welke processen of systemen een onacceptabele leefomgeving kunnen veroorzaken. Hieruit zijn negen processen gevonden waarvoor het noodzakelijk is dat er een “planetary boundary” wordt gesteld. Dit zijn klimaatverandering, oceaanverzuring, stratosferische uitputting van ozon, de stikstofcyclus, de fosforcyclus, zoetwatergebruik, verandering in landgebruik, verlies van biodiversiteit, afzetting van atmosferische aerosolen en chemische vervuiling.

De "planetary boundaries" staan in het plaatje hiernaast afgebeeld. De aarde in het plaatje vormt de “boundary” of grenswaarde voor de negen subsystemen. Bij het bepalen van de grenswaardes is gekeken naar hoe de maatschappij om gaat met risico’s en onzekerheden. Bovendien zijn ook de onzekerheden van Aardse systemen in rekening genomen. Zo kan de mensheid veilig opereren zonder daarbij systeem Aarde en zichzelf dus in gevaar te brengen.

Verstoring van systeem Aarde

In de tabel hiernaast staat een overzicht van de “planetary boundaries”. De opgestelde grenswaardes voor de negen processen staan in de eerste kolom. In de middelste kolom staat de huidige status van de aardse systemen. In de laatste kolom staat de waarde die het systeem had vóór de Industriële Revolutie.

Uit het onderzoek blijkt dat drie van deze Aardse systemen al ernstig in hun grenzen overschreden zijn. Dit zijn klimaatverandering, de stikstofcyclus en verlies van biodiversiteit. Daarnaast is de mens hard op weg om dit ook te doen voor oceaanverzuring en de fosforcyclus. In de artikelen hieronder staat voor elk proces beschreven in hoeverre de mens het systeem beïnvloed heeft.