Les limites planétaires sont un concept impliquant des processus du système terrestre qui contiennent des limites environnementales, proposé en 2009 par un groupe de scientifiques du système terrestre et de l’environnement dirigé par Johan Rockström du Stockholm Resilience Center et Will Steffen de l’Australian National University. Le groupe souhaitait définir un « espace opérationnel sûr pour l’humanité » pour la communauté internationale, y compris les gouvernements à tous les niveaux, les organisations internationales, la société civile, la communauté scientifique et le secteur privé, en tant que condition préalable au développement durable. Le cadre repose sur des preuves scientifiques que les actions humaines depuis la révolution industrielle sont devenues le principal moteur du changement environnemental global.
Selon le paradigme, « transgresser une ou plusieurs limites planétaires peut être délétère voire catastrophique en raison du risque de franchissement de seuils qui déclencheront des changements environnementaux brusques et non linéaires dans les systèmes d’échelle continentale à l’échelle planétaire ». Les limites du processus du système terrestre marquent la zone de sécurité de la planète dans la mesure où elles ne sont pas croisées. À partir de 2009, deux frontières ont déjà été franchies, tandis que d’autres sont imminentes.
L’idée
L’idée que notre planète a ses limites, y compris le fardeau que représentent les activités humaines, existe depuis un certain temps. En 1972, The Limits to Growth a été publié. Il présente un modèle dans lequel cinq variables: population mondiale, industrialisation, pollution, production alimentaire et épuisement des ressources, sont examinées et considérées comme ayant une croissance exponentielle, alors que la capacité de la technologie à accroître la disponibilité des ressources n’est que linéaire. Par la suite, le rapport a été largement rejeté, en particulier par les économistes et les hommes d’affaires, et on a souvent prétendu que l’histoire avait prouvé que les projections étaient incorrectes. En 2008, Graham Turner de l’Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO) a publié « Une comparaison des limites de la croissance avec trente ans de réalité ». Turner a constaté que les données historiques observées de 1970 à 2000 correspondent étroitement aux résultats simulés des limites du modèle de croissance «standard» pour presque tous les résultats rapportés. « La comparaison est bien dans les limites de l’incertitude de presque toutes les données en termes d’ampleur et de tendances dans le temps. » M. Turner a également examiné un certain nombre de rapports, en particulier ceux d’économistes, qui, au fil des ans, prétendaient discréditer le modèle de la limite à la croissance. Turner dit que ces rapports sont défectueux et reflètent des malentendus à propos du modèle. En 2010, Nørgård, Peet et Ragnarsdóttir ont qualifié le livre de « rapport pionnier » et ont déclaré qu’il « a résisté à l’épreuve du temps et qu’il est même devenu plus pertinent ».
Neuf frontières
Seuils et limites
Le seuil, ou point de basculement climatologique, est la valeur à laquelle un très faible accroissement de la variable de contrôle (comme le CO2) produit un changement important, voire catastrophique, de la variable de réponse (réchauffement global).
Les points de seuil sont difficiles à localiser, car le système terrestre est très complexe. Au lieu de définir la valeur de seuil, l’étude établit une plage et le seuil est supposé s’y trouver. La limite inférieure de cette plage est définie comme la limite. Par conséquent, il définit un espace sûr, en ce sens que tant que nous sommes en dessous de la limite, nous sommes en dessous de la valeur seuil. Si la frontière est franchie, nous entrons dans une zone de danger.
| Limites Planétaires | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Processus Terre-Système | Variable de contrôle | Frontière valeur |
Actuel valeur |
Frontière franchie | Préindustriel valeur |
Commentaire |
| 1. Changement climatique | Concentration atmosphérique en dioxyde de carbone (ppm en volume) | 350 | 400 | Oui | 280 | |
| Alternativement: augmentation du forçage radiatif (W / m 2 ) depuis le début de la révolution industrielle (~ 1750) | 1.0 | 1,5 | Oui | 0 | ||
| 2. Perte de biodiversité | Taux d’extinction (nombre d’espèces par million et par an) | dix | > 100 | Oui | 0,1-1 | |
| 3. Biogéochimique | a) azote anthropique retiré de l’atmosphère (millions de tonnes par an) | 35 | 121 | Oui | 0 | |
| (b) phosphore anthropique entrant dans les océans (millions de tonnes par an) | 11 | 8,5 à 9,5 | non | −1 | ||
| 4. Acidification des océans | Etat de saturation moyen global de l’aragonite dans les eaux de surface (unités oméga) | 2,75 | 2,90 | non | 3.44 | |
| 5. Utilisation des terres | Surface terrestre convertie en terres cultivées (pourcentage) | 15 | 11.7 | non | faible | |
| 6. eau douce | Consommation mondiale d’eau (km 3 / an) | 4000 | 2600 | non | 415 | |
| 7. Appauvrissement de l’ozone | Concentration d’ozone stratosphérique (unités Dobson) | 276 | 283 | non | 290 | |
| 8. Aérosols atmosphériques | Concentration globale de particules dans l’atmosphère, sur une base régionale | pas encore quantifié | ||||
| 9. Pollution chimique | Concentration de substances toxiques, plastiques, perturbateurs endocriniens, métaux lourds et contamination radioactive dans l’environnement | pas encore quantifié | ||||
Débat
Sur le cadre
Christopher Field, directeur du département d’écologie mondiale de l’institution Carnegie, est impressionné: « Ce type de travail est d’une importance capitale. Dans l’ensemble, il s’agit d’une tentative impressionnante de définir une zone de sécurité. » Mais le biologiste de la conservation, Stuart Pimm, n’est pas impressionné: «Je ne pense pas que ce soit une manière utile de penser aux choses… La notion de limite unique est simplement dépourvue de contenu sérieux. En quoi une extinction? taux 10 fois le taux de fond acceptable? » et l’analyste de la politique environnementale Bill Clark pense: «Les points de basculement dans le système terrestre sont denses, imprévisibles… et ne devraient pas pouvoir être évités grâce à des indicateurs d’alerte précoce. donc très suspect et potentiellement les nouveaux «opiacés». »
Le biogéochimiste William Schlesinger demande si les seuils sont une bonne idée pour les pollutions. Il pense qu’attendre que nous ayons atteint une limite suggérée nous permettra simplement de continuer à un point où il est trop tard. « La gestion basée sur les seuils, bien que séduisante par sa simplicité, permet à la dégradation pernicieuse, lente et diffuse de persister presque indéfiniment. »
L’hydrologue David Molden pense que les limites planétaires sont une nouvelle approche bienvenue dans le débat sur les «limites de la croissance». « En tant que principe organisateur scientifique, le concept a de nombreux atouts… les chiffres sont importants car ils fournissent des objectifs aux décideurs politiques, donnent une indication claire de l’ampleur et de la direction du changement. Ils fournissent également des repères et des orientations scientifiques. notre compréhension des processus de la Terre et des interrelations complexes, ces points de référence peuvent être et seront mis à jour … nous avons maintenant un outil que nous pouvons utiliser pour nous aider à réfléchir plus profondément et de manière urgente aux limites planétaires et aux actions critiques . »
Le chimiste des océans, Peter Brewer, se demande s’il est « vraiment utile de dresser une liste de limites environnementales sans plans sérieux quant à la manière dont ils peuvent être atteints … ils peuvent devenir un autre moyen de vaincre les citoyens. exemple clair: il est probable qu’une grande partie des habitants de la planète ne serait pas en vie aujourd’hui sans la production artificielle d’engrais: comment associer de telles questions éthiques et économiques à un simple appel à fixer des limites? . »
Le conseiller en environnement, Steve Bass, dit que «la description des limites planétaires est une bonne idée. Nous devons savoir comment vivre dans les conditions exceptionnellement stables de notre époque Holocène actuelle et ne rien faire qui cause des changements environnementaux irréversibles. implications pour les futurs systèmes de gouvernance, offrant une partie du «câblage» nécessaire pour relier la gouvernance des économies nationales et mondiales à la gouvernance de l’environnement et des ressources naturelles Le concept des limites planétaires devrait permettre aux décideurs de comprendre plus clairement que , le changement environnemental ne connaît pas de frontières. »
Adele Morris, conseillère en politiques sur les changements climatiques, estime que des politiques fondées sur les prix sont également nécessaires pour éviter les seuils politiques et économiques. »Pour rester dans un » espace de fonctionnement sûr « , il faudra rester dans toutes les limites pertinentes, y compris la volonté de payer de l’électorat. »
Dans son rapport (2012) intitulé « Des personnes résilientes, une planète résiliente: un avenir à choisir », le Groupe de haut niveau sur la durabilité mondiale a appelé à des efforts mondiaux audacieux « , notamment en lançant une initiative scientifique mondiale pour renforcer Nous devons définir, par la science, ce que les scientifiques appellent les « limites planétaires », les « seuils environnementaux » et les « points de basculement ». »
En 2011, lors de leur deuxième réunion, le Groupe de haut niveau sur la viabilité mondiale des Nations Unies avait incorporé le concept de limites planétaires dans leur cadre, déclarant que leur objectif était: «Éliminer la pauvreté et réduire les inégalités, rendre la croissance inclusive et la production et la consommation sont plus durables tout en luttant contre le changement climatique et en respectant la gamme des autres limites planétaires. »
Ailleurs dans leurs travaux, les membres du panel ont exprimé des réserves quant à l’efficacité politique de l’utilisation du concept de «limites planétaires»: «Les limites planétaires sont encore un concept évolutif qui doit être utilisé avec prudence. comme outil du « Nord » pour dire au « Sud » de ne pas suivre la voie de développement intensive en ressources et destructrice pour l’environnement que les pays riches ont eux-mêmes adoptée … Cette langue est inacceptable pour la plupart des pays en développement. les frontières mettraient des freins inacceptables sur les pays pauvres. »
Cependant, le concept est couramment utilisé dans les débats des Nations Unies et dans le quotidien des Nations Unies. Par exemple, le directeur exécutif du PNUE, Achim Steiner, déclare que le défi de l’agriculture consiste à « nourrir une population mondiale croissante sans repousser l’empreinte de l’humanité au-delà des limites de la planète ». L’Annuaire 2010 du Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) a également répété le message de Rockström, en le reliant conceptuellement aux indicateurs de gestion des écosystèmes et de gouvernance environnementale.
Le concept de limites planétaires est également utilisé dans les procédures de la Commission européenne et a été mentionné dans le rapport de synthèse de l’Agence européenne pour l’environnement intitulé L’environnement européen – État et perspectives 2010.
Changement climatique
Le forçage radiatif est une mesure de la différence entre l’énergie de rayonnement entrant et l’énergie de rayonnement sortant agissant à la frontière de la Terre. Le forçage radiatif positif se traduit par un réchauffement. Depuis le début de la révolution industrielle de 1750 à 2005, l’augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère a entraîné un forçage radiatif positif d’environ 1,66 W / m².
Le climatologue Myles Allen pense que fixer « une limite aux concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone à long terme ne fait que distraire le défi beaucoup plus immédiat de limiter le réchauffement à 2 ° C ». Il dit que la concentration de dioxyde de carbone n’est pas une variable de contrôle que nous pouvons «prétendre contrôler» et il se demande si le maintien de niveaux de dioxyde de carbone inférieurs à 350 ppm évitera plus de 2 ° C de réchauffement.
Adele Morris, directrice de la politique, Projet d’économie du climat et de l’énergie, Brookings Institution, critique le point de vue économique et politique. Elle met l’accent sur le choix de politiques qui minimisent les coûts et préservent le consensus. Elle privilégie un système de taxe sur les émissions de gaz à effet de serre et d’échange de droits d’émission, afin de prévenir le réchauffement de la planète. Elle pense que des objectifs trop ambitieux, comme la limite de CO2, pourraient décourager de telles actions.
Perte de biodiversité
Selon le biologiste Cristián Samper, une « frontière qui exprime la probabilité que des familles d’espèces disparaissent avec le temps refléterait mieux nos impacts potentiels sur l’avenir de la vie sur Terre ».
Gretchen Daily, écologiste de la conservation, affirme qu ‘«il est temps d’affronter la dure vérité selon laquelle les approches traditionnelles de la conservation, prises isolément, sont vouées à l’échec. Les réserves naturelles sont trop petites, trop peu nombreuses, trop isolées une infime fraction de la biodiversité de la Terre. Le défi consiste à rendre la conservation attrayante du point de vue économique et culturel. Nous ne pouvons continuer à traiter la nature comme un buffet à volonté. la stabilité, les produits de la mer, le bois et d’autres services biologiques et physiques.Pour maintenir ces avantages, nous avons besoin non seulement de réserves éloignées, mais de lieux situés partout, plus proches des stations-service de l’écosystème. Quelques pays pionniers intègrent la conservation et le développement humain.Le gouvernement costaricain paye les propriétaires pour les services écosystémiques des forêts tropicales, y compris les compensations de carbone, la production hydroélectrique, la conservation de la biodiversité et la beauté des paysages. et des mécanismes financiers qui récompensent la conservation et la restauration.Le pays crée également des « zones de conservation des fonctions écosystémiques » qui représentent 18% de sa superficie terrestre. La Colombie et l’Afrique du Sud ont également apporté des changements politiques spectaculaires. échelle mondiale: de tels modèles de réussite: une nouvelle science et de nouveaux outils pour évaluer et prendre en compte le capital naturel en termes biophysiques, économiques et autres. Deux: démonstrations convaincantes de ces outils dans la politique des ressources. communautés pour aider les nations à construire des économies plus durables tout en maintenant la critique services écosystémiques. »
Cycle de l’azote
Depuis la révolution industrielle, le cycle de l’azote terrestre a été encore plus perturbé que le cycle du carbone. « Les activités humaines convertissent maintenant plus d’azote de l’atmosphère en formes réactives que tous les processus terrestres combinés. Une grande partie de cet azote réactif pollue les voies navigables et les zones côtières, est rejeté dans l’atmosphère sous des formes modifiées ou s’accumule dans l’atmosphère. biosphère terrestre. » Seule une petite partie des engrais utilisés en agriculture est utilisée par les plantes. La majeure partie de l’azote et du phosphore se retrouve dans les rivières, les lacs et la mer, où les quantités excessives exercent une pression sur les écosystèmes aquatiques. Par exemple, les engrais qui se déversent des fleuves dans le golfe du Mexique ont endommagé les pêcheries de crevettes à cause de l’hypoxie.
Le biogéochimiste William Schlesinger pense qu’attendre que nous ayons approché une limite suggérée pour les dépôts d’azote et d’autres pollutions nous permettra de continuer jusqu’à ce qu’il soit trop tard. Il dit que la limite suggérée pour le phosphore n’est pas durable et épuiserait les réserves connues de phosphore en moins de 200 ans.
En ce qui concerne l’azote, le biogéochimiste et spécialiste des écosystèmes Robert Howarth déclare: «L’activité humaine a considérablement modifié le flux d’azote dans le monde. L’utilisation des engrais est la principale source de pollution. La solution dans ce cas est de conserver l’énergie et de l’utiliser plus efficacement: les véhicules hybrides sont une autre excellente solution: leurs émissions d’azote sont nettement inférieures à celles des véhicules traditionnels car leurs moteurs s’arrêtent lorsque le véhicule est à l’arrêt. Les véhicules conventionnels montent effectivement lorsque le moteur tourne au ralenti. Les émissions d’azote des centrales américaines pourraient également être considérablement réduites si les installations antérieures à la loi sur la qualité de l’air et ses amendements devaient s’y conformer. de l’électricité qu’ils produisent.
En agriculture, de nombreux agriculteurs pourraient utiliser moins d’engrais et les réductions de rendement des cultures seraient faibles ou inexistantes. Les eaux de ruissellement provenant des champs de maïs sont particulièrement évitables car les racines du maïs ne pénètrent que dans les premiers centimètres du sol et assimilent les nutriments seulement deux mois par an. En outre, les pertes d’azote peuvent être réduites de 30% ou plus si les agriculteurs plantent des cultures de couverture hivernales, telles que le seigle ou le blé, qui peuvent aider le sol à retenir l’azote. Ces cultures augmentent également la séquestration du carbone dans les sols, atténuant le changement climatique. Mieux encore, il faut cultiver des plantes vivaces telles que les herbes plutôt que le maïs;les pertes d’azote sont beaucoup plus faibles. La pollution par l’azote provenant des opérations d’alimentation concentrée des animaux (CAFO) est un énorme problème.
Aussi récemment que dans les années 1970, la plupart des animaux ont été nourris avec des récoltes locales, et les déchets des animaux ont été renvoyés dans les champs comme engrais.Aujourd’hui, la plupart des animaux des États-Unis sont nourris de plantes cultivées à des centaines de kilomètres de distance, ce qui les rend «non rentables». La solution? Exiger que les propriétaires de CAFO traitent leurs déchets, tout comme les municipalités doivent le faire avec les déchets humains. De plus, si nous mangions moins de viande, moins de déchets seraient générés et moins d’engrais synthétique serait nécessaire pour produire des aliments pour animaux. Manger de la viande provenant d’animaux nourris à l’herbe vivace serait l’idéal. La croissance explosive de la production d’éthanol en tant que biocarburant aggrave considérablement la pollution par l’azote.Plusieurs études ont suggéré que, si les objectifs éthiopiens imposés par les États-Unis étaient atteints, la quantité d’azote qui s’écoulerait dans le Mississippi et alimenterait la zone morte du golfe du Mexique pourrait augmenter de 30 à 40%. La meilleure alternative serait de renoncer à la production d’éthanol à partir de maïs. Si le pays veut compter sur les biocarburants, il devrait plutôt cultiver des herbes et des arbres et les brûler pour produire de la chaleur et de l’électricité; la pollution par l’azote et les émissions de gaz à effet de serre seraient beaucoup plus faibles. »
Phosphore
En ce qui concerne le phosphore, David Vaccari, ingénieur en océanologie, estime que le flux environnemental de phosphore le plus durable serait le flux naturel: sept millions de tonnes par an (Mt / an). an, nous devrions recycler ou réutiliser 72% de notre phosphore Le flux pourrait être réduit avec les technologies existantes … [en réduisant] les pertes dans les cours d’eau de 22 à 8,25 Mt / an, pas très au-dessus du flux naturel. »
Le phosphore de pointe est un concept permettant de décrire le moment auquel le taux de production global maximal de phosphore est atteint. Le phosphore est une ressource limitée sur terre et les moyens de production autres que l’exploitation minière ne sont pas disponibles en raison de son cycle environnemental non gazeux. Selon certains chercheurs, les réserves de phosphore de la Terre devraient être complètement épuisées d’ici 50 à 100 ans et le pic de phosphore devrait être atteint vers 2030.
L’acidification des océans
L’acidité des océans de surface a augmenté de 30% depuis la révolution industrielle. Environ un quart du dioxyde de carbone supplémentaire généré par l’homme est dissous dans les océans, où il forme de l’acide carbonique. Cette acidité empêche les coraux, les crustacés et le plancton de construire des coquilles et des squelettes. Les répercussions pourraient avoir de graves conséquences pour les stocks de poissons. Cette limite est clairement liée aux limites des changements climatiques, car la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est également la variable de contrôle sous-jacente à la limite d’acidification des océans.
Le chimiste des océans, Peter Brewer, pense que «l’acidification des océans a des impacts autres que de simples changements de pH, et ceux-ci peuvent également nécessiter des limites».
Le chimiste marin Scott Doney pense que « la principale tactique consiste à améliorer l’efficacité énergétique, à utiliser les énergies renouvelables et nucléaires, à protéger les forêts et à explorer les technologies de séquestration du carbone. Le ruissellement des nutriments dans les eaux côtières ne crée pas seulement des zones mortes mais amplifie l’acidification. faire plus de phytoplancton se développer, et à mesure qu’ils meurent, le CO2 ajouté par leur désintégration acidifie l’eau.Nous devons être plus intelligents sur la façon dont nous fertilisons les champs et les pelouses et traitons le fumier et les eaux usées. ou des bases chimiques produites par voie électrochimique à partir de l’eau de mer et des roches.Les mollusques larvaires tels que les palourdes et les huîtres semblent être plus sensibles à l’acidification que les adultes, et le recyclage des vieilles coquilles dans la boue et fournir un meilleur substrat pour la fixation des larves.La baisse du pH des océans devrait accélérer Dans les décennies à venir, les écosystèmes marins devront s’adapter. Nous pouvons accroître leurs chances de réussite en réduisant d’autres insultes telles que la pollution de l’eau et la surpêche, ce qui les rend plus aptes à résister à une certaine acidification pendant la transition d’une économie d’énergie fossile. »
L’utilisation des terres
À travers la planète, les forêts, les zones humides et d’autres types de végétation sont en train d’être convertis en terres agricoles et autres utilisations des sols, ce qui a un impact sur l’eau douce, le carbone et d’autres cycles, et réduit la biodiversité.
Selon Steve Bass, conseiller en environnement, la recherche nous indique que «la durabilité de l’utilisation des terres dépend moins de pourcentages et plus d’autres facteurs. Par exemple, l’impact environnemental de 15% de 15% des terres cultivées de manière plus durable, intégrées dans le paysage La limite de 15% de changement d’affectation des terres est, dans la pratique, une directive politique prématurée qui dilue la proposition scientifique globale des auteurs. veulent envisager une limite à la dégradation des sols ou à la perte de sol. Ce serait un indicateur plus valable et utile de l’état de la santé terrestre. »
Eric Lambin, spécialiste des systèmes terrestres, pense que «l’agriculture intensive devrait être concentrée sur des terres présentant le meilleur potentiel pour les cultures à haut rendement… Nous pouvons éviter de perdre les meilleures terres agricoles en contrôlant la dégradation des sols, l’épuisement des eaux douces et l’étalement urbain. Cela nécessitera un zonage et l’adoption de pratiques agricoles plus efficaces, en particulier dans les pays en développement, tout en réduisant les déchets tout au long de la chaîne de distribution, en encourageant une croissance démographique plus lente, en assurant une distribution alimentaire plus équitable la consommation de viande dans les pays riches. »
Eau fraiche
Les pressions humaines sur les systèmes mondiaux d’eau douce ont des effets dramatiques. Le cycle de l’eau douce est une autre limite significativement affectée par le changement climatique.Les ressources en eau douce, telles que les lacs et les aquifères, sont généralement des ressources renouvelables qui se rechargent naturellement (le terme eau fossile est parfois utilisé pour décrire les aquifères qui ne se rechargent pas). La surexploitation se produit si une ressource en eau est extraite ou extraite à un taux supérieur au taux de recharge. La recharge provient généralement des cours d’eau, des rivières et des lacs. Les forêts améliorent la recharge des aquifères dans certaines localités, bien que les forêts soient généralement une source majeure d’épuisement des aquifères.Les aquifères épuisés peuvent être pollués par des contaminants tels que les nitrates ou être endommagés de manière permanente par l’affaissement ou par l’intrusion saline de l’océan. Cela transforme une grande partie des eaux souterraines et des lacs du monde en ressources limitées, avec des débats sur l’utilisation maximale du pétrole. Bien que l’analyse initiale de Hubbert ne s’applique pas aux ressources renouvelables, leur surexploitation peut entraîner un pic semblable à celui de Hubbert. Une courbe Hubbert modifiée s’applique à toute ressource pouvant être récoltée plus rapidement qu’elle ne peut être remplacée.
Peter Gleick, hydrologue, commente: « Peu d’observateurs rationnels nient la nécessité de délimiter l’utilisation de l’eau douce. Plus controversée est la définition de ces limites ou des mesures à prendre pour les limiter. Trois idées différentes sont utiles: les limites d’eau «renouvelables maximales» sont les flux renouvelables totaux dans un bassin versant. Beaucoup de grands fleuves du monde se rapprochent déjà de ce seuil – lorsque l’évaporation et la consommation dépassent la reconstitution naturelle des précipitations et d’autres sources. Les limites s’appliquent lorsque l’utilisation humaine de l’eau dépasse de loin les taux de recharge naturels, comme dans les bassins souterrains fossiles des grandes plaines, en Libye, en Inde, dans le nord de la Chine et dans certaines parties de la vallée centrale de la Californie. système, les retraits croissants finissent par atteindre le point où tout avantage économique supplémentaire lié à destruction écologique supplémentaire qui en résulte. Bien qu’il soit difficile de quantifier ce point avec précision, nous avons clairement dépassé le point de pointe de l’eau écologique dans de nombreux bassins du monde où d’énormes dégâts se sont produits. La bonne nouvelle est que le potentiel d’économies sans nuire la productivité est vaste. Des améliorations de l’efficacité de l’utilisation de l’eau sont possibles dans tous les secteurs. On peut cultiver plus de nourriture avec moins d’eau (et moins de contamination de l’eau) en passant de l’irrigation par inondation conventionnelle aux gicleurs de goutte à goutte et de précision, tout en surveillant plus précisément et en gérant l’humidité du sol.Les centrales conventionnelles peuvent passer du refroidissement par eau au refroidissement à sec, et des sources qui utilisent très peu d’eau, comme le photovoltaïque et le vent, peuvent générer plus d’énergie. »
L’hydrologue David Molden dit qu’une « limite globale de la consommation d’eau est nécessaire, mais la limite planétaire suggérée de 4 000 kilomètres cubes par an est trop généreuse ».
Appauvrissement de l’ozone
La couche d’ozone stratosphérique filtre de manière protectrice le rayonnement ultraviolet (UV) du Soleil, qui pourrait endommager les systèmes biologiques. Les mesures prises après le Protocole de Montréal semblaient maintenir la planète dans une limite de sécurité. Cependant, en 2011, selon un article publié dans Nature, la frontière a été inopinément poussée dans l’Arctique; « … en mars, la fraction du tourbillon arctique avec l’ozone total inférieur à 275 unités Dobson (UD) est généralement proche de zéro, mais a atteint près de 45% ».
Le lauréat du prix Nobel de chimie, Mario Molina, a déclaré que «cinq pour cent est une limite raisonnable pour l’appauvrissement acceptable de l’ozone, mais cela ne représente pas un point de basculement».
Selon le physicien David Fahey, à la suite du Protocole de Montréal, l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique s’inversera en grande partie d’ici 2100. Le gain repose en partie sur les substituts intermédiaires, notamment les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) et sur l’utilisation croissante de composés l’épuisement, tels que les hydrofluorocarbures (HFC). Le succès en cours dépend de plusieurs étapes:
« Continuer à observer la couche d’ozone pour révéler rapidement les changements inattendus. S’assurer que les pays adhèrent à la réglementation; par exemple, l’élimination des HCFC ne sera pas complète avant 2030.
« Maintenir le groupe d’évaluation scientifique en vertu du protocole. Il attribue les causes des changements dans la couche d’ozone et évalue les nouveaux produits chimiques susceptibles de détruire l’ozone et de contribuer au changement climatique.
«Tenir à jour le groupe d’évaluation technique et économique. Il fournit des informations sur les technologies et les composés de substitution qui aident les pays à évaluer la manière dont la demande d’applications telles que la
« Les deux panels devront également évaluer ensemble les changements climatiques et la récupération de l’ozone. Les changements climatiques affectent l’abondance de l’ozone en modifiant la composition chimique et la dynamique de la stratosphère, et les composés tels que les HCFC et les HFC pour les HFC pourraient contribuer de manière significative au changement climatique. »
Aérosols atmosphériques
Les particules d’aérosols dans l’atmosphère ont un impact sur la santé des êtres humains et influencent les systèmes de circulation atmosphérique et de mousson. Certains aérosols produisent des nuages qui refroidissent la Terre en réfléchissant la lumière du soleil vers l’espace, tandis que d’autres, comme la suie, produisent des nuages minces dans la stratosphère supérieure qui se comportent comme une serre et réchauffent la Terre. Tout compte fait, les aérosols anthropiques produisent probablement un forçage radiatif net négatif (influence du refroidissement). Chaque année dans le monde, les particules d’aérosols entraînent environ 800 000 décès prématurés. La charge en aérosols est suffisamment importante pour figurer parmi les limites planétaires, mais on ne sait pas encore si une mesure de seuil de sécurité appropriée peut être identifiée.
Pollution chimique
Certains produits chimiques, tels que les polluants organiques persistants, les métaux lourds et les radionucléides, ont des effets additifs et synergiques potentiellement irréversibles sur les organismes biologiques, réduisant la fertilité et entraînant des dommages génétiques permanents. Les prélèvements sublétaux réduisent considérablement les populations d’oiseaux et de mammifères marins. Cette limite semble importante, même si elle est difficile à quantifier.
Un émulateur bayésien des polluants organiques persistants a été mis au point et peut potentiellement être utilisé pour quantifier les limites de la pollution chimique. À ce jour, des niveaux d’exposition critiques de polychlorobiphényles (PCB) au-dessus desquels des événements de mortalité massive de mammifères marins sont susceptibles de se produire ont été proposés comme limites planétaires de pollution chimique.