惑星の境界は、2009年にストックホルム・レジリアンス・センターのヨハン・ロックストロームとオーストラリア国立大学のウィル・ステファンが率いる地球システムと環境科学者のグループによって提案された、環境境界を含む地球システムプロセスを含む概念です。 このグループは、持続可能な発展の前提条件として、あらゆるレベルの政府、国際機関、市民社会、科学界、民間部門を含む国際社会のための「人類のための安全な運営スペース」を定義したかった。 この枠組みは、産業革命以来の人間の行動が地球規模の環境変化の主要な要因となっているという科学的証拠に基づいています。
パラダイムによると、「大陸から惑星規模のシステム内での非線形で急激な環境変化を引き起こす可能性があるため、1つ以上の惑星境界を逸脱することは有害であり、また壊滅的でもあります。地球システムのプロセス境界は、惑星の安全ゾーンに、交差していない範囲を示す。 2009年現在では、2つの境界線はすでに横断されており、他の境界線は横断される危険があります。
フレームワークの歴史
2009年、ノーベル賞受賞者のPaul Crutzen、ゴダード宇宙科学研究所の気候科学者、James Hansen、宇宙科学研究所のJames Hansenなど、26人の主要学者と協力して、ストックホルム・レジリエンス・センターのJohan Rockstrom氏とオーストラリア国立大学のWill Steffenドイツの首相気候顧問のHans Joachim Schellnhuberは、人間の生き残りに不可欠な9つの「惑星生命維持システム」を発見し、これらのシステムのうち7つがすでに押し出されていることを定量化しようと試みた。 彼らは、惑星の居住性が脅かされる前に、どれくらいの人が行くことができるかを予測しました。 気候変動、生物多様性の損失、生物地球化学的な流れの境界という3つの境界が横断されているように見える。 境界線は、まだ十分に理解されていない複雑なやり方で相互作用する、大きな不確実性と知識の隙間に囲まれた「粗い、最初の見積もりのみ」でした。 境界は、地球上の人間の影響を最小限に抑えることを目指すアプローチの改善であった「人間開発のための安全な空間」の定義を助けるために定義された。 2009年の報告書は、アムステルダムのローマクラブ総会に提出されました。 報告書の編集された要約は、特集2009年版Natureの特集記事として発表されました。 ノーベル賞受賞者のMario J. Molinaや生物学者CristiánSamperのような有力な学者からの批評を招いた。
2015年には、惑星境界の概念を更新するために2番目の論文がScienceに掲載され、その発見は2015年1月、ダボスの世界経済フォーラムで発表されました。
Rockstromが共著した2018年の研究では、パリ条約に定められた工業化前の気温よりも2℃高い温度に温暖化を制限するという国際協定が疑問視されている。 温室効果ガスの排出量が大幅に減少して2度にまで温暖化が抑制されたとしても、気候システムが温暖な気候状態で安定するまでは、自己補強気候フィードバックが追加の温暖化をもたらす「閾値」になる可能性がある。 これにより、世界の一部は生息不能になり、海水面を60メートル（200フィート）まで上昇させ、4-5℃（7.2-9.0°F）の温度を過去の間氷期よりも高いレベルまで上昇させる120万年 Rockströmは、これが起こるかどうかは「科学における最も実存的な問題の1つ」と述べている。 研究者のキャサリン・リチャードソン（Katherine Richardson）は次のように強調しています。「地球は歴史のなかで、準工業的に比べて約2℃ほど温暖な準安定状態を保有しておらず、システム自体が、たとえ排出量を削減したとしても、これらすべてのプロセスのために温暖化を継続することは、排出量を削減するだけでなく、それ以上のことを意味します。
バックグラウンド
アイデア
私たちの惑星に人間の活動によって課せられた負担を含め、限界があるという考えは、しばらく前からありました。 1972年、「成長の限界」が発表されました。 世界人口、工業化、公害、食糧生産、資源枯渇の5つの変数を検討し、指数関数的に増加すると考えられるモデルを提示したが、資源利用率を高める技術の能力は線形でしかない。 その後、報告書は、特に経済学者や企業家によって広く却下され、歴史は予測が間違っていることを証明したと主張されている。 2008年、連邦科学産業研究機関（CSIRO）のグラハム・ターナー氏は、「30年の現実と成長の限界の比較」を発表しました。 ターナー氏は、1970年から2000年までの観測された過去のデータは、報告されたほぼすべてのアウトプットについて、成長モデルの「標準実行」限界のシミュレーション結果とほぼ一致することを発見した。 「この比較は、時間の経過とともにマグニチュードとトレンドの両方に関して、ほぼすべてのデータの不確実性の範囲内にあります。 ターナー氏は、特にエコノミストによる数多くの報告書を検討したが、これは何年にもわたり限界成長モデルを信用していないと言われている。 ターナー氏によると、これらのレポートには欠陥があり、モデルに関する誤解が反映されているという。 2010年、Nørgård、Peet、Ragnarsdóttirは本書を「先駆的な報告書」と呼び、「時間のテストに耐え、実際にはより適切なものになった」と語った。
私たちの共通の未来は1987年に国連環境と開発に関する世界委員会によって発表されました。 それはストックホルム会議の精神を取り戻そうとしました。 その目的は、将来の政治的議論のために開発と環境の概念を結びつけることでした。 持続可能な開発のための有名な定義を導入しました。
“将来の世代のニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たす開発”
– Brundtland Report 1987
別の種類のアプローチはJames Lovelockのアプローチです。 1970年代、彼と微生物学者のリンマルグリスは、地球上のすべての生物とその無機環境が単一の自己制御システムに統合されていると述べるガイア理論または仮説を提示しました。 このシステムは、生命体が温度（恒常性）のような環境変化に適応するための調節機構を調整するのと同様に、摂動または偏差に反応する能力を有する。 それにもかかわらず、この容量には限界があります。 例えば、生体がその生活範囲よりも低い温度または高い温度に曝された場合、その調節機構が必要な調整を行うことができないため、生き残ることができない。 同様に、地球は、重要なパラメータの大きな偏差に反応することができない可能性があります。 彼の著書「ガイアの復讐」では、人間によって作られた温室効果ガスの増加に伴い熱帯雨林や生物多様性が破壊され、地球温暖化が起こっていることを確認しています。
ホロシネからアントフロセンへ
ホロコーネは約1万年前に始まりました。 現在の間氷期であり、地球の比較的安定した環境であることが証明されています。 ホロコーネの間に自然環境変動があったが、重要な大気および生物地球化学的パラメータは比較的安定していた。 この安定性と弾力性により、農業は発展し、複雑な社会は繁栄しました。 Rockströmらによると、私たちは、「私たちの生活様式のための投資や、その周りの社会、技術、経済をどのように組織したかによって、地球システムプロセスの範囲を変えなければならないホロコーネは、望ましい惑星状態のための科学的基準点として」
ポール・クルツェン、ウィル・ステファンなどの産業革命以来、この惑星は新しい時代、アントロポセンに入っています。 Anthropoceneでは、人間は地球システムの主な変化の代理人になっています。 気候変動や成層圏オゾンのリスクに関する科学的警告がよく公表されています。 しかしながら、他の生物物理学的プロセスも重要である。 例えば、アントロポセンの出現以来、種が消滅する割合は100倍以上に増加しており、人間は現在、地球の河川や水面からの水蒸気の流れを変える原動力になっています。 地球の生物物理学的システムに対する人間の活動からの継続的な圧力は、更なる圧力が不安定になり、環境への突然の変化や不可逆的変化を引き起こす可能性があるという懸念を生じさせる。 Rockströmらによると、「すべての哺乳動物、鳥類、両生類の30％までが今世紀に絶滅の危機に瀕するだろう」 社会経済開発の主なパラダイムは、人間によって誘発される大規模な環境災害の可能性についてはまったく無関心であるため、この問題に対処することは困難です。 法的な境界線は人間の活動をチェックするのに役立ちますが、それらを作成し実施する政治的意思と同じくらい効果的です。
9つの境界
しきい値と境界
閾値や気候学的な変化点は、制御変数（CO2など）のごくわずかな増加が応答変数（地球温暖化）の大きな、恐らく壊滅的な変化をもたらす値です。
地球システムは非常に複雑であるため、閾値点は見つけにくいです。 閾値を定義する代わりに、研究で範囲が設定され、閾値はその範囲内にあると考えられます。 その範囲の下限は境界として定義されます。 したがって、それは安全な空間を定義します。つまり、境界の下にある限り、我々は閾値以下です。 境界線を越えると、危険区域に入る。
| 惑星の境界 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 地球システムプロセス | 制御変数 | 境界 値 |
現在 値 |
境界を越えた | プリインダストリアル 値 |
解説 |
| 1.気候変動 | 大気二酸化炭素濃度（ppm） | 350 | 400 | はい | 280 | |
| あるいは、産業革命の開始以来の放射強制（W / m 2 ）の増加（〜1750） | 1.0 | 1.5 | はい | 0 | ||
| 2.生物多様性の損失 | 絶滅率（年当たりの種数） | 10 | > 100 | はい | 0.1-1 | |
| 3.生物生化学 | （a）大気から除去された人為的窒素（何百万トン/年） | 35 | 121 | はい | 0 | |
| （b）海洋に流入する人為起源のリン（年間数百万トン） | 11 | 8.5〜9.5 | いいえ | -1 | ||
| 4.海洋酸性化 | 表面海水中のアラゴナイトの全球平均飽和状態（オメガ単位） | 2.75 | 2.90 | いいえ | 3.44 | |
| 土地利用 | 農地に変換された土地面積（パーセント） | 15 | 11.7 | いいえ | 低い | |
| 6.淡水 | 世界の人間の水消費量（km 3 /年） | 4000 | 2600 | いいえ | 415 | |
| 7.オゾン枯渇 | 成層圏オゾン濃度（ドブソン単位） | 276 | 283 | いいえ | 290 | |
| 8.大気エアロゾル | 大気中の全粒子濃度、地域別 | まだ定量化されていない | ||||
| 化学汚染 | 有害物質、プラスチック、内分泌かく乱物質、重金属、環境への放射能汚染の集中 | まだ定量化されていない | ||||
提案された枠組みは、人間開発のための安全な空間の推定に向けて、マイナスの外部性を最小限に抑えることを目的とした限界の本質的なセクター分析から、ガバナンスとマネジメントへのアプローチを転換するための基礎を築いている。 地球規模での人為的な環境変化が避けられるならば、惑星の境界は、それ自体、人間にとっての「惑星競技場」の境界を定義している
1つ以上の惑星境界を越えることは、大陸から惑星規模のシステム内で非線形で突然の環境変化を引き起こす交差閾値のリスクのために、非常に有害であるか、または破局的でさえあり得る。 2009年の研究では9つの惑星境界が特定され、現在の科学的理解に基づいて、研究者らは7つの惑星境界の定量化を提案した。 これらの7つは、気候変動（大気中のCO2濃度<350ppmおよび/または放射強制における+1W / m2の最大変化）である。 海洋酸性化（アラゴナイトに対する工業用レベルの80％以上の平均表面海水飽和状態）; 成層圏オゾン（工業前のレベル290ドブソン単位からの全大気O3の5％未満の減少）。 生物地球化学的窒素（N）サイクル（N2の工業的および農業的固着を35Tg N /年に制限する）およびリン（P）サイクル（Pの自然の風化の10倍を超えない海洋への年間P流入）。世界の淡水利用（<4000km3 /年、流出資源の消耗利用）。 土地システムの変化（農耕地の氷のない土地の15％以下）。 生物多様性が失われる割合（百万種当たり年間10以下の漸減率）である。 グループがまだ境界レベルを決定できなかった2つの追加の惑星境界は、化学汚染および大気エアロゾル負荷である。
環境フットプリントと惑星の負荷制限
さまざまな研究が、惑星の負荷能力の限界に基づいて、スウェーデン、スイス、世界の主要経済国の生態系フットプリントを調べました。 異なる方法論的アプローチが用いられた。 一般的な結果は、裕福な国の資源消費量（世界人口に推定される）は、惑星の能力のいくつかの限界と両立しないということです。 例えば、スイスにとっては、これは温室効果ガス、生物多様性、富栄養化フットプリント（窒素による）に適用されます。
農業と栄養の惑星の限界
農業と栄養の分野は、考慮されている9つの負荷限界の合計の4つを超えることを世界的に担当しています。 陸上および水生生態系への過度の栄養素の投入は、窒素およびリンのサイクルにとって非常に重要であり、農業および栄養によって引き起こされる過剰な土地利用の変化および生物多様性の損失が続く。
惑星ガードレールの概念の説明
地球変動に関するドイツ諮問評議会（WBGU）の惑星ガードレールの概念は、惑星境界に匹敵する。
| 寸法 | 測定量 |
|---|---|
| 気候変動を2℃に制限する | 化石資源からの世界の二酸化炭素排出量は、約2070年までに完全に段階的に削減される予定です。 |
| 海洋酸性化を0.2pH単位に制限する | 化石資源からの世界の二酸化炭素排出量は、約2070年までに完全に段階的に削減されることが予想される。（同気候変動） |
| 生物多様性と生態系サービスの喪失を止める | 生物多様性の損失の直接的な人為的要因は、遅くとも2050年までに停止すると予想される。 |
| 土地や土壌の劣化を止める | 正味の土地劣化は、全世界およびすべての国で2030年までに停止する予定です。 |
| 長期にわたる人為的汚染物質への暴露を制限する | |
| 水銀 | 人為的な水銀放出と同様に代替可能な利用は、2050年までに停止すべきである。 |
| プラスチック | 環境へのプラスチック廃棄物の放出は、2050年までに世界的に停止されるべきである。 |
| 切断可能な材料 | 核兵器や民生用原子炉での使用のための核燃料の生産は、2070年までに中止される予定である。 |
| リンの損失を止める | 回復不能なリンの放出は2050年までに中止され、その循環が世界的に達成されるべきである。 |
オゾンホールはもはや惑星ガードレールとはみなされません。 Die Zeitでも同じことが当てはまります。「オゾン層破壊物質の禁止以来、徐々にオゾン層が回復すると考えています。
淡水の消費とエアロゾルは、WBGUの概念において遊星ガードレールとして記載されていない。
境界間の相互作用
惑星境界は、他の境界の安全な操作レベルを変化させるように相互作用するかもしれない。Rockströmet al。 そのような相互作用を分析しなかったが、提案された境界レベルを拡張するのではなく、これらの相互作用の多くが減少することを示唆した。
例えば、淡水境界が破られれば土地利用境界は下方にシフトし、土地は乾燥して農業に利用できなくなる可能性がある。 地域レベルでは、アマゾンで森林破壊が続くとアジアの水資源が減少する可能性があります。 そのような考察は、「個々の惑星の境界に近づいたり踏み込んだりする際に極度の注意」が必要であることを示唆している。
もう一つの例は、サンゴ礁や海洋生態系と関係がある。 2009年、De’Ath、Lough＆amp; amp;Fabricius（2009）は、1990年以来、調査したグレートバリアーのサンゴ礁における石灰化は、過去400年の間に前例のない割合で減少した（20年未満で14％）ことを示した。 彼らの証拠は、上昇する温度ストレスとアラゴナイトの海洋飽和状態の低下が、サンゴ礁が炭酸カルシウムを堆積させることを困難にしていることを示唆している。 Bellwood＆amp; 他の人たち（2004）は、栄養負荷の増加や漁業の圧力のような複数のストレス要因がサンゴをあまり望ましくない生態系の状態にいかに動かすかを探った。 ギノット＆amp; Fabry（2008）は、海洋酸性化が海洋生物全体の分布と豊富さを大きく変えることを明らかにしました。特に、「骨格、殻、生物起源炭酸カルシウムの試験を構築する種」。温度上昇、表面紫外線放射レベル、すべてのストレス海洋生物圏、そしてこれらのストレスの組み合わせは、単独のストレス要因の影響をはるかに上回る海洋生物系の豊富さと多様性にうっかり影響を与えるかもしれません」
その後の開発
ドーナツ
Oxfamの2012年のKate Raworthは、Rockstromのコンセプトは人口増加を考慮していないと指摘した。 彼女は、雇用、教育、食糧、水へのアクセス、保健サービス、エネルギーなどの社会的境界を惑星境界構造に組み込み、貧困撲滅と「すべての人権」に適合した環境上安全な空間を確保することを提案した。 惑星の限界と公平な社会基盤の中には、「人類が繁栄するための安全かつただの空間」があるドーナツ型の領域があります。
10番目の境界
2012年、スティーブン・ランニングは、「生態系の健全性についての明確なシグナル」をもたらす多くの変数を統合して、容易に決定できる尺度として、すべての陸生植物の年次正味世界的主要生産である第10境界を示唆した。
国連によってまだ支持されていない
潘基文（パン・ギムン）国連事務総長は、2012年3月16日に国連総会の非公式プレナリーにグローバル・サステナビリティに関するハイレベル・パネル報告書の要点を提示し、惑星境界の概念を支持した。 「パネルのビジョンは、気候変動に対抗し、他の惑星境界の範囲を尊重しながら、成長を包括的にし、生産と消費をより持続可能にするために、貧困を根絶し、不平等を軽減することである」 このコンセプトは、2012年6月20-22日にリオデジャネイロで開催される国連持続可能な開発会議の結果のいわゆる「ゼロ草案」に組み込まれました。しかし、このコンセプトの使用は、その後、本文から撤回されました一部の貧困国からの声明が一部採択されたことで、貧困削減と経済発展の崩壊につながる可能性があることもあり、オブザーバーと言えば、公式に採択されるにはあまりにも新しく、国連交渉で国際的に受け入れられる機会を得る前に、挑戦され、風化され、頑健にテストされるべきだ」と述べた。
惑星境界の枠組みは2015年に更新された。境界の3つ（気候変動を含む）が地球システムを新しい状態に押し上げる可能性が示唆された。 これらはまた、残りの境界に強く影響する。 この論文では、地域規模での適用範囲を拡大するための枠組みが策定されています。
農業と栄養の影響
農業と栄養に関する人間の活動は、世界的に9つの惑星境界のうちの4つの犯罪に寄与している。 水と陸生の生態系への余剰栄養流（N、P）が最も重要であり、続いて過度の土地システムの変化と生物多様性の損失が続く。 生物多様性の損失、Pサイクルおよび土地システムの変化の場合、犯罪は不確実な領域にあり、リスクが増加することを示していますが、農業に関連するN境界は200％を超えており、リスクが高いことを示しています。