I confini planetari sono un concetto che coinvolge i processi del sistema terrestre che contengono i confini ambientali, proposti nel 2009 da un gruppo di scienziati della Terra e scienziati ambientali guidati da Johan Rockström dello Stockholm Resilience Center e Will Steffen della Australian National University. Il gruppo ha voluto definire uno “spazio operativo sicuro per l’umanità” per la comunità internazionale, compresi i governi a tutti i livelli, le organizzazioni internazionali, la società civile, la comunità scientifica e il settore privato, come condizione preliminare per lo sviluppo sostenibile. Il quadro si basa su prove scientifiche che le azioni umane dalla rivoluzione industriale sono diventate il principale motore del cambiamento ambientale globale.
Secondo il paradigma, “trasgredire uno o più confini planetari può essere deleterio o addirittura catastrofico a causa del rischio di attraversare le soglie che provocheranno cambiamenti ambientali non lineari e improvvisi all’interno dei sistemi su scala continentale-planetaria”. I confini del processo del sistema terrestre segnano la zona di sicurezza per il pianeta nella misura in cui non sono attraversati. A partire dal 2009, due confini sono già stati attraversati, mentre altri sono in imminente pericolo di essere attraversati.
L’idea
L’idea che il nostro pianeta abbia dei limiti, incluso il peso che le attività umane hanno su di essa, è in circolazione da un po ‘di tempo. Nel 1972 fu pubblicato The Limits to Growth. Ha presentato un modello in cui cinque variabili: popolazione mondiale, industrializzazione, inquinamento, produzione alimentare e esaurimento delle risorse, sono esaminate e considerate in crescita esponenziale, mentre la capacità della tecnologia di aumentare la disponibilità delle risorse è solo lineare.Successivamente, il rapporto è stato ampiamente respinto, in particolare da economisti e uomini d’affari, ed è stato spesso sostenuto che la storia ha dimostrato che le previsioni non erano corrette.Nel 2008, Graham Turner della Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) ha pubblicato “Un confronto tra i limiti della crescita con trent’anni di realtà”. Turner ha scoperto che i dati storici osservati dal 1970 al 2000 corrispondono strettamente ai risultati simulati dei limiti di “corsa standard” del modello di crescita per quasi tutti gli output riportati. “Il confronto è all’interno dei limiti di incertezza di quasi tutti i dati in termini sia di magnitudo che di tendenze nel tempo.” Turner ha anche esaminato una serie di rapporti, in particolare da parte degli economisti, che nel corso degli anni hanno preteso di screditare il modello dei limiti alla crescita. Turner afferma che questi rapporti sono difettosi e riflettono equivoci sul modello. Nel 2010, Nørgård, Peet e Ragnarsdóttir hanno definito il libro un “rapporto pionieristico”, affermando che “ha resistito alla prova del tempo e, anzi, è diventato solo più rilevante”.
Nove confini
Soglie e limiti
La soglia, o punto di non ritorno climatologico, è il valore al quale un incremento molto piccolo per la variabile di controllo (come la CO2) produce un cambiamento ampio, forse catastrofico, nella variabile di risposta (riscaldamento globale).
I punti di soglia sono difficili da individuare, perché il sistema di terra è molto complesso. Invece di definire il valore soglia, lo studio stabilisce un intervallo e la soglia dovrebbe trovarsi al suo interno.L’estremità inferiore di tale intervallo è definita come limite. Pertanto, definisce uno spazio sicuro, nel senso che finché siamo al di sotto del confine, siamo al di sotto del valore di soglia. Se il confine è attraversato, entriamo in una zona pericolosa.
| Confini planetari | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Processo del sistema di terra | Variabile di controllo | Confine valore |
attuale valore |
Confine attraversato | preindustriali valore |
Commento |
| 1. Cambiamenti climatici | Concentrazione di biossido di carbonio nell’atmosfera (ppm in volume) | 350 | 400 | sì | 280 | |
| In alternativa: aumento del forzante radiativo (W / m 2 ) dall’inizio della rivoluzione industriale (~ 1750) | 1.0 | 1.5 | sì | 0 | ||
| 2. Perdita di biodiversità | Tasso di estinzione (numero di specie per milione all’anno) | 10 | > 100 | sì | 0.1-1 | |
| 3. Biogeochimico | (a) azoto antropogenico rimosso dall’atmosfera (milioni di tonnellate all’anno) | 35 | 121 | sì | 0 | |
| (b) fosforo antropogenico che entra negli oceani (milioni di tonnellate all’anno) | 11 | 8.5-9.5 | no | -1 | ||
| 4. acidificazione degli oceani | Stato medio globale di saturazione di aragonite nell’acqua di mare superficiale (unità omega) | 2,75 | 2.90 | no | 3.44 | |
| 5. Uso del suolo | Superficie terrestre convertita in terra coltivabile (percentuale) | 15 | 11.7 | no | Basso | |
| 6. Acqua dolce | Consumo umano globale di acqua (km 3 / anno) | 4000 | 2600 | no | 415 | |
| 7. Impoverimento dell’ozono | Concentrazione di ozono stratosferico (unità Dobson) | 276 | 283 | no | 290 | |
| 8. Aerosol atmosferici | Concentrazione globale del particolato nell’atmosfera, su base regionale | non ancora quantificato | ||||
| 9. Inquinamento chimico | Concentrazione di sostanze tossiche, plastiche, interferenti endocrini, metalli pesanti e contaminazione radioattiva nell’ambiente | non ancora quantificato | ||||
Discussione
Sul quadro
Christopher Field, direttore del Dipartimento di ecologia globale della Carnegie Institution, è colpito: “Questo tipo di lavoro è di fondamentale importanza, nel complesso si tratta di un tentativo impressionante di definire una zona di sicurezza”. Ma il biologo della conservazione Stuart Pimm non è impressionato: “Non penso che questo sia in alcun modo un modo utile di pensare alle cose … La nozione di un singolo confine è semplicemente priva di contenuto serio. In che modo è un’estinzione? tasso 10 volte accettabile il tasso di fondo? ” e l’analista della politica ambientale Bill Clark pensa: “I punti critici nel sistema terrestre sono densi, imprevedibili … e difficilmente evitabili attraverso gli indicatori di allarme precoce. Ne consegue che …” spazi operativi sicuri “e” confini planetari “sono quindi altamente sospetto e potenzialmente i nuovi “oppiacei”. ”
Il biogeochimico William Schlesinger chiede se le soglie siano una buona idea per gli inquinanti.Pensa che aspettare fino a che non ci avviciniamo a qualche limite suggerito ci permetterà solo di continuare fino a un punto in cui è troppo tardi. “La gestione basata sulle soglie, sebbene attraente nella sua semplicità, consente il degrado pernicioso, lento e diffuso di persistere quasi indefinitamente.”
L’idrologo David Molden ritiene che i confini planetari siano un nuovo approccio benvenuto nel dibattito sui “limiti alla crescita”. “Come principio di organizzazione scientifica, il concetto ha molti punti di forza … i numeri sono importanti perché forniscono obiettivi per i responsabili delle politiche, fornendo una chiara indicazione sull’entità e la direzione del cambiamento, oltre a fornire benchmark e indicazioni per la scienza. la nostra comprensione dei processi terrestri e di complesse interrelazioni, questi benchmark possono essere aggiornati e … ora abbiamo uno strumento che possiamo usare per aiutarci a pensare in modo più profondo e urgente sui limiti planetari e sulle azioni critiche che dobbiamo intraprendere “.
Il chimico dell’oceano Peter Brewer si chiede se sia “veramente utile creare una lista di limiti ambientali senza piani seri su come possano essere raggiunti … potrebbero diventare solo un altro bastone per battere i cittadini. La rottura del ciclo globale dell’azoto è una Un chiaro esempio: è probabile che una grossa fetta di persone sulla Terra non sarebbe viva oggi senza la produzione artificiale di fertilizzante.Come possono essere corretti questi problemi etici ed economici con un semplice invito a stabilire dei limiti? … il cibo non è facoltativo “.
Il consulente ambientale Steve Bass afferma che “la descrizione dei confini planetari è un’idea valida: abbiamo bisogno di sapere come vivere all’interno delle condizioni insolitamente stabili del nostro attuale periodo dell’Olocene e non fare nulla che causi cambiamenti irreversibili nell’ambiente … La loro carta ha profondi implicazioni per i futuri sistemi di governance, offrendo alcuni dei “cablaggi” necessari per collegare la governance delle economie nazionali e globali con la governance dell’ambiente e delle risorse naturali. Il concetto di confini planetari dovrebbe consentire ai responsabili politici di comprendere più chiaramente che, come i diritti umani e il governo rappresentativo , il cambiamento ambientale non conosce confini “.
Adele Morris, consulente per la politica sui cambiamenti climatici, ritiene che siano necessarie anche politiche basate sui prezzi per evitare soglie politiche ed economiche. “Restare all’interno di uno” spazio operativo sicuro “richiederà di rimanere entro tutti i limiti pertinenti, compresa la disponibilità a pagare dell’elettorato.”
Nel loro rapporto (2012) intitolato “Popolo resiliente, pianeta resiliente: un futuro che merita di essere scelto”, il Gruppo ad alto livello sulla sostenibilità globale ha sollecitato sforzi coraggiosi a livello globale “, tra cui il lancio di un’importante iniziativa scientifica globale, per rafforzare l’interfaccia tra scienza e politica: dobbiamo definire, attraverso la scienza, ciò che gli scienziati chiamano “confini planetari”, “soglie ambientali” e “punti critici”. ”
Nel 2011, al loro secondo incontro, il gruppo di alto livello sulla sostenibilità globale delle Nazioni Unite aveva incorporato il concetto di confini planetari nel loro quadro, affermando che il loro obiettivo era: “Per sradicare la povertà e ridurre la disuguaglianza, rendere la crescita inclusiva, e produzione e consumo più sostenibili, combattendo i cambiamenti climatici e rispettando la gamma di altri confini planetari “.
Altrove nei loro procedimenti, i membri del gruppo hanno espresso riserve sull’efficacia politica dell’uso del concetto di “confini planetari”: “I confini planetari sono ancora un concetto in evoluzione che dovrebbe essere usato con cautela La questione dei confini planetari può essere divisiva in quanto può essere percepita come strumento del “Nord” per dire al “Sud” di non seguire il percorso di sviluppo intensivo e distruttivo delle risorse che i paesi ricchi si sono presi … Questo linguaggio è inaccettabile per la maggior parte dei paesi in via di sviluppo in quanto temono che l’accento sulla i confini metterebbero freni inaccettabili sui paesi poveri “.
Tuttavia, il concetto è usato abitualmente negli atti delle Nazioni Unite e nel Daily News delle Nazioni Unite. Ad esempio, il direttore esecutivo dell’UNEP Achim Steiner afferma che la sfida dell’agricoltura è “alimentare una popolazione globale in crescita senza spingere l’impronta dell’umanità oltre i confini planetari”. Anche l’annuario 2010 del Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente (UNEP) ha ripetuto il messaggio di Rockström, collegandolo concettualmente con la gestione dell’ecosistema e gli indicatori di governance ambientale.
Il concetto di confine planetario è utilizzato anche nei procedimenti della Commissione europea, ed è stato menzionato nel rapporto di sintesi dell’Agenzia europea dell’ambiente Ambiente europeo – Stato e prospettive 2010.
Cambiamento climatico
Il forzante radiativo è una misura della differenza tra l’energia di radiazione entrante e l’energia di radiazione uscente che agisce attraverso il confine della terra. I risultati forzanti radiativi positivi nel riscaldamento. Dall’inizio della rivoluzione industriale tra il 1750 e il 2005, l’aumento del biossido di carbonio atmosferico ha portato a un forzante radiativo positivo, con una media di circa 1,66 W / m².
Lo scienziato del clima Myles Allen pensa di stabilire “un limite alle concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio a lungo termine semplicemente distrae dalla sfida molto più immediata di limitare il riscaldamento a 2 ° C”. Dice che la concentrazione di anidride carbonica non è una variabile di controllo che possiamo “reclamare in modo significativo per controllare” e si chiede se mantenere livelli di anidride carbonica inferiori a 350 ppm eviterà più di 2 ° C di riscaldamento.
Adele Morris, policy director, Climate and Energy Economics Project, Brookings Institution, fa una critica dal punto di vista economico-politico. Mette l’accento sulla scelta di politiche che minimizzano i costi e preservano il consenso. Favorisce un sistema di tasse sulle emissioni di gas serra e lo scambio di emissioni, come modi per prevenire il riscaldamento globale. Pensa che obiettivi troppo ambiziosi, come il limite di confine sulla CO2, possano scoraggiare tali azioni.
Perdita di biodiversità
Secondo il biologo Cristián Samper, un “confine che esprime la probabilità che famiglie di specie scompaiano nel tempo rifletterebbe meglio i nostri potenziali impatti sul futuro della vita sulla Terra”.
L’ecologista della conservazione Gretchen Daily afferma che “è ora di affrontare la dura verità che gli approcci tradizionali alla conservazione, presi da soli, sono destinati a fallire. Le riserve naturali sono troppo piccole, troppo poche, troppo isolate e troppo soggette a cambiamenti per supportare più di una piccola parte della biodiversità terrestre, la sfida è rendere attraente la conservazione, dalle prospettive economiche e culturali, non possiamo continuare a trattare la natura come un buffet a volontà, dipendiamo dalla natura per la sicurezza alimentare, l’acqua pulita, il clima stabilità, frutti di mare, legname e altri servizi biologici e fisici Per mantenere questi benefici, abbiamo bisogno non solo di riserve remote ma di posti ovunque, più come “stazioni di servizio ecosistemiche”. Alcuni pionieri stanno integrando la conservazione e lo sviluppo umano.Il governo costaricano sta pagando i proprietari terrieri per i servizi ecosistemici delle foreste tropicali, tra cui compensazioni di carbonio, produzione di energia idroelettrica, conservazione della biodiversità e bellezza paesaggistica.La Cina sta investendo $ 100 miliardi in “ecocompensazione”, compresa la politica innovativa e meccanismi finanziari che premiano la conservazione e il restauro.Il paese sta anche creando “aree di conservazione delle funzioni degli ecosistemi” che costituiscono il 18% della sua area territoriale.Anche la Colombia e il Sud Africa hanno fatto drammatici cambiamenti politici. su scala mondiale tali modelli di successo Uno: nuove conoscenze scientifiche e strumenti per valorizzare e rendere conto del capitale naturale, in termini biofisici, economici e di altro tipo Due: convincenti dimostrazioni di tali strumenti nella politica delle risorse. comunità per aiutare le nazioni a costruire economie più durature e allo stesso tempo mantenere i critici tutti i servizi ecosistemici. ”
Ciclo di azoto
Dalla rivoluzione industriale, il ciclo dell’azoto terrestre è stato disturbato ancor più del ciclo del carbonio. “Le attività umane ora convertono più azoto dall’atmosfera in forme reattive rispetto a tutti i processi terrestri della Terra messi insieme. Gran parte di questo nuovo azoto reattivo inquina le vie navigabili e le zone costiere, è emesso di nuovo nell’atmosfera in forme modificate, o si accumula nel biosfera terrestre. ” Solo una piccola parte dei fertilizzanti applicati in agricoltura viene utilizzata dalle piante. La maggior parte dell’azoto e del fosforo finisce nei fiumi, nei laghi e nel mare, dove le quantità in eccesso stressano gli ecosistemi acquatici. Ad esempio, i fertilizzanti che scaricano dai fiumi nel Golfo del Messico hanno danneggiato la pesca dei gamberetti a causa dell’ipossia.
Il biogeochimico William Schlesinger pensa di aspettare che ci avviciniamo a qualche limite suggerito per la deposizione di azoto e altri inquinamenti ci permetteranno solo di continuare fino al punto in cui è troppo tardi. Dice che il confine suggerito per il fosforo non è sostenibile e esaurisce le riserve di fosforo conosciute in meno di 200 anni.
Per quanto riguarda l’azoto, il biogeochimico e scienziato dell’ecosistema Robert Howarth afferma: “L’attività umana ha notevolmente alterato il flusso di azoto in tutto il mondo, il principale contribuente è l’uso di fertilizzanti, ma la combustione dei combustibili fossili domina il problema in alcune regioni, come il nord-est degli Stati Uniti La soluzione in questo caso è di risparmiare energia e usarla in modo più efficiente I veicoli ibridi sono un’altra eccellente soluzione: le loro emissioni di azoto sono significativamente inferiori rispetto ai veicoli tradizionali perché i loro motori si spengono mentre il veicolo è fermo. i veicoli convenzionali si alzano effettivamente quando il motore gira al minimo.) Anche le emissioni di azoto dalle centrali elettriche degli Stati Uniti potrebbero essere notevolmente ridotte, se gli impianti che precedono il Clean Air Act e le modifiche dovessero essere conformi, queste piante inquinerebbero in modo sproporzionato rispetto alla quantità di elettricità che producono.
Nell’agricoltura, molti agricoltori potrebbero usare meno fertilizzanti e le riduzioni dei raccolti sarebbero piccole o inesistenti. Il deflusso dai campi di mais è particolarmente evitabile perché le radici del mais penetrano solo i primi centimetri di terreno e assimilano i nutrienti solo per due mesi all’anno. Inoltre, le perdite di azoto possono essere ridotte del 30% o più se gli agricoltori coltivano colture di copertura invernale, come segale o frumento, che possono aiutare il suolo a trattenere l’azoto. Queste colture aumentano anche il sequestro del carbonio nei terreni, mitigando i cambiamenti climatici. Meglio ancora è coltivare piante perenni come erba piuttosto che mais; le perdite di azoto sono molte volte inferiori. L’inquinamento da azoto derivante dalle operazioni di alimentazione animale (CAFO) concentrate è un grosso problema.
Negli anni ’70, la maggior parte degli animali veniva nutrita con colture locali e i rifiuti degli animali venivano restituiti ai campi come fertilizzante. Oggi la maggior parte degli animali degli Stati Uniti sono nutriti con colture coltivate a centinaia di chilometri di distanza, il che rende “antieconomico” restituire il letame. La soluzione? Chiedete ai proprietari dei CAFO di trattare i loro rifiuti, così come i comuni devono fare con i rifiuti umani. Inoltre, se avessimo mangiato meno carne, sarebbero stati generati meno rifiuti e sarebbe stato necessario un fertilizzante meno sintetico per far crescere i mangimi. Sarebbe l’ideale per mangiare carne di animali alimentati in serie con erbe perenni. La crescita esplosiva nella produzione di etanolo come biocarburante sta aggravando fortemente l’inquinamento da azoto. Diversi studi hanno suggerito che, se gli obiettivi fissati per l’etanolo degli Stati Uniti sono rispettati, la quantità di azoto che scorre lungo il fiume Mississippi e alimenta la zona morta del Golfo del Messico potrebbe aumentare del 30-40%. L’alternativa migliore sarebbe quella di rinunciare alla produzione di etanolo dal mais. Se il paese vuole fare affidamento sui biocarburanti, dovrebbe invece coltivare erbe e alberi e bruciarli per co-generare calore ed elettricità;l’inquinamento da azoto e le emissioni di gas serra sarebbero molto più bassi “.
Fosforo
Per quanto riguarda il fosforo, l’ingegnere oceanico David Vaccari afferma che il flusso ambientale più sostenibile di fosforo “sarebbe il flusso naturale: sette milioni di tonnellate all’anno (Mt / anno) .Per raggiungere questo traguardo soddisfare ancora il nostro utilizzo di 22 Mt / anno, dovremmo riciclare o riutilizzare il 72% del nostro fosforo. Il flusso potrebbe essere ridotto con le tecnologie esistenti … [riducendo] la perdita di corsi d’acqua da 22 a 8,25 Mt / anno, non molto al di sopra del flusso naturale. ”
Il fosforo di punta è un concetto per descrivere il momento in cui viene raggiunto il tasso massimo di produzione globale di fosforo. Il fosforo è una risorsa limitata limitata sulla terra e mezzi di produzione diversi dall’estrazione mineraria non sono disponibili a causa del suo ciclo ambientale non gassoso. Secondo alcuni ricercatori, si prevede che le riserve di fosforo terrestre saranno completamente esaurite in 50-100 anni e il picco di fosforo sarà raggiunto nel 2030 circa.
Acidificazione degli oceani
L’acidità superficiale degli oceani è aumentata del trenta per cento dalla rivoluzione industriale. Circa un quarto dell’anidride carbonica addizionale generata dall’uomo viene dissolta negli oceani, dove forma l’acido carbonico. Questa acidità inibisce la capacità di coralli, molluschi e plancton per costruire gusci e scheletri. Gli effetti a catena potrebbero avere gravi conseguenze per gli stock ittici.Questo confine è chiaramente interconnesso con i confini del cambiamento climatico, poiché la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera è anche la variabile di controllo sottostante per il limite di acidificazione dell’oceano.
Il chimico oceanico Peter Brewer pensa che “l’acidificazione degli oceani ha impatti diversi dai semplici cambiamenti nel pH, e anche questi potrebbero aver bisogno di limiti”.
Il chimico marino Scott Doney ritiene che “le principali tattiche sono l’aumento dell’efficienza energetica, il passaggio alle energie rinnovabili e nucleari, la protezione delle foreste e l’esplorazione delle tecnologie di sequestro del carbonio.” Regionalmente, il deflusso di nutrienti nelle acque costiere non crea solo zone morte ma amplifica anche l’acidificazione. causare più phytoplancton a crescere, e quando muoiono la CO2 aggiunta dal loro decadimento acidifica l’acqua Dobbiamo essere più intelligenti su come concimare i campi e prati e trattare il letame e le acque reflue del bestiame … Localmente, l’acqua acida potrebbe essere tamponata con calcare o basi chimiche prodotte per via elettrochimica dall’acqua di mare e dalle rocce.Più pratico può essere la protezione di letti di molluschi e di acquacoltura specifici.Molluschi larvali come vongole e ostriche sembrano essere più suscettibili all’acidificazione rispetto agli adulti, e riciclare vecchie conchiglie nel fango può aiutare a tamponare il pH e fornire un substrato migliore per l’attacco larvale. Si prevede che il calo del pH oceanico accelera nei prossimi decenni, quindi gli ecosistemi marini dovranno adattarsi.Possiamo aumentare le loro possibilità di successo riducendo gli insulti come l’inquinamento idrico e la pesca eccessiva, rendendoli più capaci di resistere all’acidificazione mentre ci allontaniamo da un’economia energetica a combustibili fossili “.
Uso del suolo
In tutto il mondo, foreste, zone umide e altri tipi di vegetazione vengono convertiti in usi agricoli e di altro tipo, influenzando l’acqua dolce, il carbonio e altri cicli e riducendo la biodiversità.
Il consulente ambientale Steve Bass afferma che la ricerca ci dice che “la sostenibilità dell’uso del suolo dipende meno dalle percentuali e più da altri fattori. Ad esempio, l’impatto ambientale del 15% di copertura di terreni coltivati intensivamente in grandi blocchi sarà significativamente diverso da quello del 15 per cento della terra coltivata in modi più sostenibili, integrata nel paesaggio.Il limite del 15 per cento del cambiamento di destinazione dei terreni è, in pratica, una prematura linea guida politica che attenua la proposta scientifica complessiva degli autori. voglio considerare un limite al degrado del suolo o alla perdita del suolo: sarebbe un indicatore più valido e utile dello stato di salute terrestre “.
Lo scienziato dei sistemi terrestri Eric Lambin ritiene che “l’agricoltura intensiva dovrebbe essere concentrata sulla terra che ha il potenziale migliore per le colture ad alto rendimento … Possiamo evitare di perdere la migliore terra agricola controllando il degrado della terra, l’esaurimento delle risorse idriche e l’espansione urbana incontrollata. richiederà la zonizzazione e l’adozione di pratiche agricole più efficienti, specialmente nei paesi in via di sviluppo, riducendo anche i rifiuti lungo la catena di distribuzione alimentare, incoraggiando una più lenta crescita della popolazione, garantendo una distribuzione alimentare più equa a livello mondiale e riducendo significativamente consumo di carne nei paesi ricchi “.
d’acqua dolce
Le pressioni umane sui sistemi globali di acqua dolce stanno avendo effetti drammatici. Il ciclo di acqua dolce è un altro confine significativamente influenzato dal cambiamento climatico. Le risorse di acqua dolce, come i laghi e le falde acquifere, sono in genere risorse rinnovabili che si ricaricano naturalmente (il termine acqua fossile viene talvolta usato per descrivere le falde acquifere che non si ricaricano). Lo sfruttamento eccessivo si verifica se una risorsa idrica viene estratta o estratta ad una velocità che supera la velocità di ricarica. La ricarica di solito proviene da ruscelli, fiumi e laghi.Le foreste potenziano la ricarica delle falde acquifere in alcune località, anche se generalmente le foreste sono una delle principali fonti di esaurimento delle falde acquifere. Le falde acquifere impoverite possono essere inquinate da contaminanti come i nitrati, o danneggiati permanentemente attraverso la subsidenza o attraverso l’intrusione salina dall’oceano. Questo trasforma gran parte dell’acqua e dei laghi sotterranei nel mondo in risorse limitate con dibattiti sull’uso di punta simili al petrolio. Sebbene l’analisi originale di Hubbert non si applicasse alle risorse rinnovabili, il loro sfruttamento eccessivo può portare a un picco simile a quello di Hubbert. Una curva di Hubbert modificata si applica a qualsiasi risorsa che possa essere raccolta più rapidamente di quanto possa essere sostituita.
L’idrologo Peter Gleick commenta: “Pochi osservatori razionali negano la necessità di confini per l’uso di acqua dolce, ma è più controverso definire dove questi limiti siano o quali passi intraprendere per costringerli al loro interno.” Un altro modo per descrivere questi confini è il concetto di acqua di picco Sono utili tre diverse idee: i limiti massimi di “massima energia rinnovabile” sono i flussi totali rinnovabili in uno spartiacque Molti dei maggiori fiumi del mondo si stanno già avvicinando a questa soglia, quando evaporazione e consumo superano il rifornimento naturale da precipitazioni e altre fonti. “Picco non rinnovabile I limiti si applicano quando l’uso umano dell’acqua supera di gran lunga i tassi di ricarica naturali, come nei bacini fossili delle acque sotterranee delle Grandi Pianure, in Libia, in India, nella Cina settentrionale e in parte della Valle Centrale della California. sistema, i ritiri crescenti alla fine raggiungono il punto in cui qualsiasi beneficio economico aggiuntivo derivante dall’acquisizione di acqua è superato dal ulteriore distruzione ecologica che causa. Sebbene sia difficile quantificare accuratamente questo punto, abbiamo chiaramente superato il punto di massima acqua ecologica in molti bacini in tutto il mondo dove si sono verificati enormi danni … La buona notizia è che il potenziale di risparmio, senza danneggiare la salute umana o economica la produttività, è vasta. Miglioramenti nell’efficienza nell’uso dell’acqua sono possibili in ogni settore. Più cibo può essere coltivato con meno acqua (e meno contaminazione dell’acqua) passando dall’irrigazione convenzionale a gocciolamento e irrigatori di precisione, oltre a monitorare e gestire più accuratamente l’umidità del suolo. Le centrali elettriche convenzionali possono passare dal raffreddamento ad acqua al raffreddamento a secco, e una maggiore quantità di energia può essere generata da fonti che utilizzano pochissima acqua, come il fotovoltaico e il vento. ”
L’idrologo David Molden afferma che “è necessario un limite globale per il consumo di acqua, ma il limite planetario suggerito di 4.000 chilometri cubici all’anno è troppo generoso”.
Riduzione dell’ozono
Lo strato di ozono stratosferico filtra in modo protettivo le radiazioni ultraviolette (UV) dal Sole, che altrimenti danneggerebbero i sistemi biologici. Le azioni intraprese dopo il protocollo di Montreal sembravano mantenere il pianeta entro un confine sicuro. Tuttavia, nel 2011, secondo un articolo pubblicato su Nature, il confine è stato inaspettatamente spinto nell’Artico; “… la frazione del vortice artico a marzo con ozono totale inferiore a 275 unità Dobson (DU) è tipicamente vicino allo zero, ma ha raggiunto quasi il 45%”.
Il premio Nobel per la chimica, Mario Molina, afferma che “il cinque per cento è un limite ragionevole per l’accettabile esaurimento dell’ozono, ma non rappresenta un punto critico”.
Il fisico David Fahey afferma che a seguito del Protocollo di Montreal “l’esaurimento dell’ozono stratosferico sarà in gran parte invertire entro il 2100. Il guadagno si è basato, in parte, su sostituti intermedi, in particolare idroclorofluorocarburi (HCFC), e sull’uso crescente di composti che non causano esaurimento, come gli idrofluorocarburi (HFC). Il successo continuo dipende da diversi passaggi:
“Continuare a osservare lo strato di ozono per rivelare prontamente cambiamenti imprevisti.Assicurarsi che le nazioni aderiscano alle normative, ad esempio, il phaseout HCFC non sarà completo fino al 2030.
“Mantenere il gruppo di valutazione scientifica nel protocollo, che attribuisce le cause dei cambiamenti nello strato di ozono e valuta le nuove sostanze chimiche per il loro potenziale di distruggere l’ozono e contribuire al cambiamento climatico.
“Mantenere il pannello di valutazione della tecnologia e dell’economia. Fornisce informazioni su tecnologie e composti sostitutivi che aiutano le nazioni a valutare come la richiesta di applicazioni come refrigerazione, condizionamento dell’aria e isolamento in schiuma possa essere soddisfatta proteggendo lo strato di ozono.
“I due panel dovranno anche valutare insieme il cambiamento climatico e il recupero dell’ozono.I cambiamenti climatici influenzano l’abbondanza di ozono alterando la composizione chimica e la dinamica della stratosfera, e composti come HCFC e HFC sono gas serra.Ad esempio, la grande domanda prevista per gli HFC potrebbe contribuire in modo significativo al cambiamento climatico “.
Aerosol atmosferici
Le particelle di aerosol nell’atmosfera influenzano la salute degli esseri umani e influenzano i sistemi di circolazione atmosferica e dei monsoni. Alcuni aerosol producono nuvole che raffreddano la Terra riflettendo la luce solare verso lo spazio, mentre altri, come la fuliggine, producono nuvole sottili nella stratosfera superiore che si comportano come una serra, riscaldando la Terra. A conti fatti, gli aerosol antropogenici producono probabilmente un forzante radiativo netto negativo (influenza di raffreddamento). In tutto il mondo ogni anno, le particelle di aerosol causano circa 800.000 morti premature. Il carico di aerosol è sufficientemente importante da essere incluso tra i confini planetari, ma non è ancora chiaro se sia possibile identificare una misura di soglia sicura appropriata.
Inquinamento chimico
Alcune sostanze chimiche, come inquinanti organici persistenti, metalli pesanti e radionuclidi, hanno effetti additivi e sinergici potenzialmente irreversibili sugli organismi biologici, riducendo la fertilità e provocando danni genetici permanenti. Assunzioni sublethal stanno riducendo drasticamente le popolazioni di uccelli marini e mammiferi. Questo limite sembra importante, sebbene sia difficile da quantificare.
È stato sviluppato un emulatore bayesiano per inquinanti organici persistenti che può essere potenzialmente utilizzato per quantificare i confini dell’inquinamento chimico. Ad oggi, i livelli di esposizione critici di policlorobifenili (PCB) al di sopra dei quali è probabile che si verifichino eventi di mortalità di massa di mammiferi marini, sono stati proposti come confine planetario dell’inquinamento chimico.