Debate sobre limites planetários

Fronteiras planetárias é um conceito que envolve processos do sistema da Terra que contêm limites ambientais, proposto em 2009 por um grupo de cientistas do sistema terrestre e ambiental liderado por Johan Rockström do Stockholm Resilience Center e Will Steffen da Australian National University. O grupo queria definir um “espaço operacional seguro para a humanidade” para a comunidade internacional, incluindo governos de todos os níveis, organizações internacionais, sociedade civil, comunidade científica e setor privado, como pré-condição para o desenvolvimento sustentável. A estrutura é baseada em evidências científicas de que as ações humanas desde a Revolução Industrial se tornaram o principal impulsionador das mudanças ambientais globais.

De acordo com o paradigma, “transgredir uma ou mais fronteiras planetárias pode ser deletério ou mesmo catastrófico, devido ao risco de cruzar limites que desencadearão mudanças ambientais não lineares e abruptas em sistemas de escala continental a planetária”. Os limites do processo do sistema da Terra marcam a zona segura para o planeta na medida em que eles não são cruzados. A partir de 2009, dois limites já foram ultrapassados, enquanto outros estão em perigo iminente de serem cruzados.

A ideia
A ideia de que o nosso planeta tem limites, incluindo o fardo colocado sobre ele pelas atividades humanas, existe há algum tempo. Em 1972, The Limits to Growth foi publicado. Apresentou um modelo no qual cinco variáveis: população mundial, industrialização, poluição, produção de alimentos e esgotamento de recursos, são examinadas e consideradas crescer exponencialmente, enquanto a capacidade da tecnologia de aumentar a disponibilidade de recursos é apenas linear.Posteriormente, o relatório foi amplamente rejeitado, particularmente por economistas e empresários, e tem sido frequentemente alegado que a história provou que as projeções são incorretas. Em 2008, Graham Turner, da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO) publicou “Uma comparação entre os limites do crescimento com trinta anos de realidade”. Turner descobriu que os dados históricos observados de 1970 a 2000 correspondem de perto aos resultados simulados dos limites de “execução padrão” do modelo de crescimento para quase todos os produtos reportados. “A comparação está bem dentro dos limites de incerteza de quase todos os dados em termos de magnitude e tendências ao longo do tempo.”Turner também examinou uma série de relatórios, particularmente por economistas, que, ao longo dos anos, propuseram desacreditar o modelo de limites de crescimento. Turner diz que esses relatórios são falhos e refletem mal-entendidos sobre o modelo. Em 2010, Nørgård, Peet e Ragnarsdóttir chamaram o livro de “relatório pioneiro” e disseram que “resistiu ao teste do tempo e, na verdade, só se tornou mais relevante”.

Nove limites

Limites e limites

O limite, ou ponto de inflexão climatológica, é o valor no qual um incremento muito pequeno para a variável de controle (como o CO2) produz uma grande mudança, possivelmente catastrófica, na variável de resposta (aquecimento global).

Os pontos limites são difíceis de localizar, porque o Sistema Terrestre é muito complexo. Em vez de definir o valor do limiar, o estudo estabelece um intervalo e o limite deve estar dentro dele. A extremidade inferior desse intervalo é definida como o limite. Portanto, define um espaço seguro, no sentido de que, enquanto estivermos abaixo do limite, estamos abaixo do valor limite. Se o limite é cruzado, entramos em uma zona de perigo.

Fronteiras Planetárias
Processo do sistema terrestre Variável de controle fronteira
valor
Atual
valor
Limite, cruzado Pré-industrial
valor
Comentário
1. Mudança climática Concentração atmosférica de dióxido de carbono (ppm por volume) 350 400 sim 280
Alternativamente: Aumento do forçamento radiativo (W / m 2 ) desde o início da revolução industrial (~ 1750) 1,0 1,5 sim 0
2. Perda de biodiversidade Taxa de extinção (número de espécies por milhão por ano) 10 > 100 sim 0,1–1
3. Biogeoquímico a) Azoto antropogénico removido da atmosfera (milhões de toneladas por ano) 35 121 sim 0
b) fósforo antropogênico que entra nos oceanos (milhões de toneladas por ano) 11 8,5 a 9,5 não −1
4. acidificação oceânica Estado de saturação global média de aragonite na água do mar superficial (unidades omega) 2,75 2,90 não 3,44
5. Uso da terra Superfície terrestre convertida em área cultivada (por cento) 15 11,7 não baixo
6. Água Doce Consumo humano global de água (km 3 / ano) 4000 2600 não 415
7. Depleção do ozono Concentração de ozono estratosférico (unidades de Dobson) 276 283 não 290
8. Aerossóis atmosféricos Concentração total de partículas na atmosfera, numa base regional ainda não quantificado
9. Poluição Química Concentração de substâncias tóxicas, plásticos, desreguladores endócrinos, metais pesados ​​e contaminação radioativa no meio ambiente ainda não quantificado

Debate

No quadro
Christopher Field, diretor do Departamento de Ecologia Global da Carnegie Institution, está impressionado: “Esse tipo de trabalho é extremamente importante. No geral, esta é uma tentativa impressionante de definir uma zona de segurança”. Mas o biólogo conservacionista Stuart Pimm não está impressionado: “Eu não acho que isso seja uma maneira útil de pensar sobre as coisas … A noção de um único limite é apenas desprovida de conteúdo sério. De que maneira é uma extinção? taxa de 10 vezes a taxa de fundo aceitável? ” e o analista de política ambiental Bill Clark pensa: “Os pontos de viragem no sistema terrestre são densos, imprevisíveis … e dificilmente podem ser evitados através de indicadores de aviso prévio. Segue que … ‘espaços operacionais seguros’ e ‘fronteiras planetárias’ são portanto, altamente suspeito e potencialmente os novos “opiáceos”. ”

O biogeoquímico William Schlesinger questiona se os limiares são uma boa ideia para as poluições.Ele acha que esperar até chegar perto de algum limite sugerido nos permitirá continuar em um ponto em que é tarde demais. “A gestão baseada em limiares, embora atraente em sua simplicidade, permite que a degradação perniciosa, lenta e difusa persista indefinidamente.”

O hidrólogo David Molden acredita que os limites planetários são uma nova abordagem bem-vinda no debate sobre os limites do crescimento. “Como um princípio de organização científica, o conceito tem muitos pontos fortes … os números são importantes porque fornecem alvos para os formuladores de políticas, dando uma indicação clara da magnitude e direção da mudança. Eles também fornecem pontos de referência e direção para a ciência. À medida que melhoramos nossa compreensão dos processos da Terra e inter-relacionamentos complexos, esses benchmarks podem e serão atualizados … agora temos uma ferramenta que podemos usar para nos ajudar a pensar mais profundamente – e com urgência – sobre os limites planetários e as ações críticas que temos que tomar ”

O químico do oceano Peter Brewer pergunta se é “realmente útil criar uma lista de limites ambientais sem planos sérios de como eles podem ser alcançados … eles podem se tornar apenas mais um obstáculo para bater os cidadãos. A interrupção do ciclo global do nitrogênio é uma Um exemplo claro: é provável que uma grande fração de pessoas na Terra não estaria viva hoje sem a produção artificial de fertilizantes.Como tais questões éticas e econômicas podem ser combinadas com um simples chamado para estabelecer limites? … a comida não é opcional ”

O assessor de meio ambiente Steve Bass diz que a “descrição dos limites planetários é uma boa idéia. Precisamos saber como viver dentro das condições invulgarmente estáveis ​​do nosso atual período holocênico e não fazer nada que cause mudanças ambientais irreversíveis”. implicações para os futuros sistemas de governança, oferecendo parte da “fiação” necessária para ligar a governança das economias nacionais e globais com a governança do meio ambiente e recursos naturais.O conceito de fronteiras planetárias deve permitir aos formuladores de políticas entender mais claramente que, como direitos humanos e governo representativo , a mudança ambiental não conhece fronteiras “.

Adele Morris, assessora da política de mudança climática, acredita que políticas baseadas em preços também são necessárias para evitar limites políticos e econômicos. “Ficar dentro de um ‘espaço operacional seguro’ exigirá permanecer dentro de todos os limites relevantes, incluindo a disposição do eleitorado de pagar.”

Em seu relatório (2012) intitulado “Pessoas Resilientes, Planeta Resiliente: Um Futuro que Vale a Escolher”, o Painel de Alto Nível sobre Sustentabilidade Global pediu esforços globais audaciosos “, incluindo o lançamento de uma grande iniciativa científica global, para fortalecer a interface entre ciência e Devemos definir, através da ciência, o que os cientistas chamam de “limites planetários”, “limites ambientais” e “pontos de inflexão”.

Em 2011, em sua segunda reunião, o Painel de Alto Nível sobre Sustentabilidade Global das Nações Unidas incorporou o conceito de fronteiras planetárias em sua estrutura, afirmando que seu objetivo era: “Erradicar a pobreza e reduzir a desigualdade, tornar o crescimento inclusivo, e produção e consumo mais sustentáveis ​​enquanto combatem a mudança climática e respeitam o alcance de outras fronteiras planetárias. ”

Em outros lugares em seus procedimentos, os membros do painel expressaram reservas sobre a eficácia política do uso do conceito de “fronteiras planetárias”: “As fronteiras planetárias ainda são um conceito em evolução que deve ser usado com cautela. A questão das fronteiras planetárias pode ser divisiva. como uma ferramenta do “Norte” para dizer ao “Sul” que não siga o caminho de desenvolvimento intensivo em recursos e ambientalmente destrutivo que os países ricos tomaram … Esta linguagem é inaceitável para a maioria dos países em desenvolvimento, pois temem que fronteiras colocariam freios inaceitáveis ​​nos países pobres “.

No entanto, o conceito é usado rotineiramente nos procedimentos das Nações Unidas e no jornal Daily News da ONU. Por exemplo, o Diretor Executivo do PNUMA, Achim Steiner, afirma que o desafio da agricultura é “alimentar uma população global crescente sem empurrar a pegada da humanidade para além das fronteiras planetárias”. O Anuário do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) 2010 também repetiu a mensagem da Rockström, conceitualmente vinculando-a com a gestão de ecossistemas e indicadores de governança ambiental.

O conceito de fronteiras planetárias também é usado em procedimentos pela Comissão Europeia, e foi referido no relatório de síntese da Agência Europeia do Ambiente O ambiente europeu – estado e perspetivas 2010.

Das Alterações Climáticas
O forçamento radiativo é uma medida da diferença entre a energia de radiação recebida e a energia de radiação de saída atuando através do limite da Terra. O forçamento radiativo positivo resulta em aquecimento. Desde o início da revolução industrial em 1750 até 2005, o aumento do dióxido de carbono atmosférico levou a um forçamento radiativo positivo, com uma média de 1,66 W / m².

O cientista climático Myles Allen acredita que estabelecer “um limite nas concentrações atmosféricas de dióxido de carbono a longo prazo apenas desvia o desafio muito mais imediato de limitar o aquecimento a 2 ° C”. Ele diz que a concentração de dióxido de carbono não é uma variável de controle que podemos “reivindicar significativamente para controlar”, e ele questiona se manter os níveis de dióxido de carbono abaixo de 350 ppm evitará mais de 2 ° C de aquecimento.

Adele Morris, diretora de políticas do Projeto Economia do Clima e Energia, Brookings Institution, faz uma crítica do ponto de vista econômico-político. Ela enfatiza a escolha de políticas que minimizem os custos e preservem o consenso. Ela defende um sistema de imposto sobre as emissões de gases do efeito estufa e o comércio de emissões, como formas de evitar o aquecimento global. Ela acha que objetivos ambiciosos demais, como o limite do limite de CO2, podem desencorajar tais ações.

Perda de biodiversidade
Segundo o biólogo Cristián Samper, uma “fronteira que expresse a probabilidade de famílias de espécies desaparecerem com o tempo refletiria melhor nossos impactos potenciais no futuro da vida na Terra”.

A ecologista conservacionista Gretchen Daily afirma que “é hora de confrontar a dura verdade de que as abordagens tradicionais à conservação, sozinhas, estão fadadas ao fracasso. As reservas naturais são muito pequenas, muito poucas, isoladas demais e sujeitas a mudanças para suportar mais de uma pequena fração da biodiversidade da Terra. O desafio é tornar a conservação atraente – a partir de perspectivas econômicas e culturais. Não podemos continuar tratando a natureza como um bufê à vontade. Dependemos da natureza para segurança alimentar, água limpa, clima estabilidade, frutos do mar, madeira e outros serviços biológicos e físicos Para manter esses benefícios, precisamos não apenas de reservas remotas, mas de lugares em todos os lugares – mais como “estações de serviços ecossistêmicos”. Alguns pioneiros estão integrando conservação e desenvolvimento humano. O governo da Costa Rica está pagando aos proprietários pelos serviços ecossistêmicos das florestas tropicais, incluindo compensações de carbono, produção de energia hidrelétrica, conservação da biodiversidade e beleza cênica. e os mecanismos de financiamento que recompensam a conservação e a restauração.O país também está criando “áreas de conservação de funções ecossistêmicas” que compõem 18% de sua área terrestre.A Colômbia e a África do Sul também fizeram mudanças drásticas na política.Três avanços ajudariam o restante do país. escala mundial tais modelos de sucesso Um: nova ciência e ferramentas para valorizar e explicar o capital natural, em termos biofísicos, econômicos e outros Dois: convincentes demonstrações de tais ferramentas na política de recursos Três: cooperação entre governos, organizações de desenvolvimento, corporações e comunidades para ajudar as nações a construir economias mais duráveis, ao mesmo tempo que mantêm críticas serviços ecossistêmicos. ”

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Ciclo de nitrogênio
Desde a revolução industrial, o ciclo do nitrogênio da Terra foi perturbado ainda mais do que o ciclo do carbono. “As atividades humanas agora convertem mais nitrogênio da atmosfera em formas reativas do que todos os processos terrestres combinados. Grande parte desse novo nitrogênio reativo polui as vias fluviais e as zonas costeiras, é devolvido à atmosfera de formas alteradas ou acumula-se na atmosfera.” biosfera terrestre “. Apenas uma pequena parte dos fertilizantes aplicados na agricultura é usada pelas plantas. A maior parte do nitrogênio e do fósforo acaba em rios, lagos e mares, onde quantidades excessivas enfatizam os ecossistemas aquáticos. Por exemplo, o fertilizante que descarrega dos rios no Golfo do México danificou a pesca de camarão por causa da hipóxia.

O biogeoquímico William Schlesinger acha que esperar até chegarmos perto de algum limite sugerido para a deposição de nitrogênio e outras poluições nos permitirão continuar até um ponto em que é tarde demais. Ele diz que a fronteira sugerida para o fósforo não é sustentável e esgotaria as reservas conhecidas de fósforo em menos de 200 anos.

Com relação ao nitrogênio, o biogeoquímico e cientista do ecossistema Robert Howarth diz: “A atividade humana alterou muito o fluxo de nitrogênio em todo o mundo. O maior contribuinte é o uso de fertilizantes. Mas a queima de combustíveis fósseis realmente domina o problema em algumas regiões”. A solução nesse caso é conservar energia e usá-la com mais eficiência, pois os seus veículos são desligados enquanto o veículo está parado. (Emissões de veículos convencionais na verdade aumentam quando o motor está em marcha lenta.) As emissões de nitrogênio das usinas dos EUA também poderiam ser reduzidas se as plantas anteriores à Lei do Ar Puro e suas emendas fossem obrigadas a cumprir essas plantas. de eletricidade que eles produzem.

Na agricultura, muitos agricultores poderiam usar menos fertilizantes, e as reduções no rendimento das culturas seriam pequenas ou inexistentes. O escoamento de campos de milho é particularmente evitável porque as raízes do milho penetram apenas nos poucos centímetros superiores do solo e assimilam os nutrientes por apenas dois meses do ano. Além disso, as perdas de nitrogênio podem ser reduzidas em 30% ou mais se os agricultores plantarem culturas de cobertura de inverno, como centeio ou trigo, o que pode ajudar o solo a manter o nitrogênio. Estas culturas também aumentam o sequestro de carbono nos solos, mitigando as mudanças climáticas. Melhor ainda é cultivar plantas perenes como gramíneas em vez de milho; as perdas de nitrogênio são muitas vezes menores. A poluição por nitrogênio proveniente de operações concentradas de alimentação animal (CAFOs) é um grande problema.

Recentemente, na década de 1970, a maioria dos animais era alimentada com culturas locais, e os resíduos dos animais eram devolvidos aos campos como fertilizantes. Hoje, a maioria dos animais dos EUA é alimentada com culturas cultivadas a centenas de quilômetros de distância, tornando “não econômico” devolver o esterco. A solução? Exigir que os proprietários de CAFO tratem seus resíduos, assim como os municípios devem fazer com os resíduos humanos. Além disso, se comêssemos menos carne, menos resíduos seriam gerados e menos fertilizantes sintéticos seriam necessários para cultivar ração animal. Comer carne de animais alimentados com ervas perenes seria o ideal. O crescimento explosivo da produção de etanol como biocombustível está agravando bastante a poluição por nitrogênio. Diversos estudos sugeriram que, se os objetivos do etanol dos EUA forem cumpridos, a quantidade de nitrogênio que flui pelo rio Mississippi e abastecer a zona morta do Golfo do México pode aumentar de 30 a 40%. A melhor alternativa seria abandonar a produção de etanol a partir do milho. Se o país quiser contar com biocombustíveis, deve cultivar gramíneas e árvores e queima-las para co-gerar calor e eletricidade; a poluição por nitrogênio e as emissões de gases de efeito estufa seriam muito menores “.

Fósforo
No que diz respeito ao fósforo, o engenheiro oceânico David Vaccari diz que o fluxo ambiental mais sustentável do fósforo “seria o fluxo natural: sete milhões de toneladas por ano (Mt / ano). Para atingir essa marca, satisfazemos nosso uso de 22 Mt / ano. yr, teríamos que reciclar ou reutilizar 72% do nosso fósforo. O fluxo poderia ser reduzido com as tecnologias existentes … [reduzindo] a perda para os cursos d’água de 22 para 8,25 Mt / ano, não muito acima do fluxo natural. ”

O pico de fósforo é um conceito para descrever o ponto no tempo no qual a taxa máxima de produção de fósforo global é alcançada. O fósforo é um recurso finito escasso na Terra e outros meios de produção além da mineração não estão disponíveis devido ao seu ciclo ambiental não gasoso. Segundo alguns pesquisadores, espera-se que as reservas de fósforo da Terra sejam completamente esgotadas em 50 a 100 anos e que o pico de fósforo seja atingido em aproximadamente 2030.

acidificação do oceano
A acidez dos oceanos aumentou 30% desde a revolução industrial. Cerca de um quarto do dióxido de carbono adicional gerado pelos seres humanos é dissolvido nos oceanos, onde forma o ácido carbônico. Essa acidez inibe a capacidade dos corais, moluscos e plânctons de construir conchas e esqueletos. Os efeitos de nocaute podem ter consequências graves para as unidades populacionais de peixes. Este limite está claramente interligado com os limites da mudança climática, uma vez que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera é também a variável de controle subjacente para o limite de acidificação do oceano.

O químico do oceano Peter Brewer acredita que “a acidificação do oceano tem outros impactos além de simples mudanças no pH, e estes podem precisar de limites também”.

O químico marinho Scott Doney acredita que “as principais táticas são elevar a eficiência energética, mudar para energia renovável e nuclear, proteger florestas e explorar tecnologias de seqüestro de carbono. Regionalmente, o escoamento de nutrientes para as águas costeiras não apenas cria zonas mortas mas também amplifica a acidificação. fazer com que mais fitoplâncton cresça e, à medida que morrem, o CO2 adicionado de sua decomposição acidifica a água.Temos que ser mais inteligentes sobre como fertilizamos os campos e gramados e tratamos o estrume e o esgoto … Localmente, a água ácida pode ser tamponada com calcário ou bases químicas produzidas eletroquimicamente a partir de água do mar e rochas.Mais práticos podem proteger bancos de moluscos específicos e aqüicultura.Marcos larval como amêijoas e ostras parecem ser mais suscetíveis à acidificação do que os adultos, e reciclar conchas velhas na lama pode ajudar a amortecer o pH e fornecer um substrato melhor para a fixação de larvas.A expectativa é de que a queda no pH oceânico Nas próximas décadas, os ecossistemas marinhos terão que se adaptar.Podemos aumentar suas chances de sucesso reduzindo outros insultos, como a poluição da água e a pesca excessiva, tornando-os mais capazes de resistir a alguma acidificação enquanto nos afastamos de uma economia de energia movida a combustíveis fósseis ”.

Uso da terra
Em todo o planeta, florestas, áreas úmidas e outros tipos de vegetação estão sendo convertidos para usos agrícolas e outros usos da terra, impactando a água doce, o carbono e outros ciclos e reduzindo a biodiversidade.

O assessor ambiental Steve Bass diz que a pesquisa nos diz que “a sustentabilidade do uso da terra depende menos de porcentagens e mais de outros fatores. Por exemplo, o impacto ambiental de 15% de cobertura em terras cultivadas intensamente em grandes blocos será significativamente diferente daquele 15% da terra cultivada de forma mais sustentável, integrada na paisagem. <br /> <br /> A fronteira de 15% de mudança no uso da terra é, na prática, uma diretriz política prematura que dilui a proposta científica geral dos autores. Queremos considerar um limite na degradação do solo ou na perda de solo. Este seria um indicador mais válido e útil do estado da saúde terrestre. ”

Eric Lambin, cientista dos sistemas da Terra, acredita que “a agricultura intensiva deve ser concentrada em terras com o melhor potencial para cultivos de alto rendimento … Podemos evitar a perda das melhores terras agrícolas controlando a degradação da terra, o esgotamento de água doce e a expansão urbana”. Isso exigirá o zoneamento ea adoção de práticas agrícolas mais eficientes, especialmente nos países em desenvolvimento, diminuindo o desperdício ao longo da cadeia de distribuição de alimentos, incentivando o crescimento populacional mais lento, assegurando uma distribuição de alimentos mais equitativa em todo o mundo e reduzindo significativamente consumo de carne nos países ricos “.

Água fresca
As pressões humanas nos sistemas globais de água doce estão tendo efeitos dramáticos. O ciclo de água doce é outro limite significativamente afetado pelas mudanças climáticas. Os recursos de água doce, como lagos e aqüíferos, geralmente são recursos renováveis ​​que naturalmente são recarregados (o termo água fóssil é usado às vezes para descrever aquíferos que não são recarregados). A superexploração ocorre quando um recurso hídrico é extraído ou extraído a uma taxa que excede a taxa de recarga. Recarga geralmente vem de córregos da área, rios e lagos.Florestas aumentam a recarga de aqüíferos em algumas localidades, embora geralmente as florestas sejam uma fonte importante de esgotamento de aqüíferos. Aqüíferos esgotados podem se tornar poluídos com contaminantes, como os nitratos, ou danificados permanentemente por subsidência ou através de intrusão salina do oceano. Isso transforma grande parte da água subterrânea e lagos do mundo em recursos finitos, com debates de uso de pico semelhantes aos do petróleo. Embora a análise original de Hubbert não se aplicasse aos recursos renováveis, sua superexploração pode resultar em um pico semelhante ao de Hubbert. Uma curva de Hubbert modificada aplica-se a qualquer recurso que possa ser colhido mais rapidamente do que pode ser substituído.

O hidrólogo Peter Gleick comenta: “Poucos observadores racionais negam a necessidade de limites para o uso de água doce. Mais controverso é definir onde esses limites são ou quais passos tomar para nos restringirmos a eles. Outra maneira de descrever esses limites é o conceito de pico de água. Três idéias diferentes são úteis. Os limites de água de pico renovável são os fluxos totais renováveis ​​em uma bacia hidrográfica. Muitos dos principais rios do mundo já estão se aproximando desse limiar – quando a evaporação e o consumo superam a reposição natural da precipitação e de outras fontes. “limites se aplicam onde o uso humano de água excede muito as taxas de recarga naturais, como nas bacias hidrográficas fósseis das Grandes Planícies, Líbia, Índia, norte da China e partes do Vale Central da Califórnia. A água de pico ecológico é a idéia de que sistema, o aumento das retiradas acaba por chegar ao ponto em que qualquer benefício económico adicional de tomar a água é compensado destruição ecológica adicional que provoca. Embora seja difícil quantificar esse ponto com precisão, passamos claramente do ponto de pico da água ecológica em muitas bacias ao redor do mundo onde ocorreram enormes danos … A boa notícia é que o potencial de economia, sem prejudicar a saúde humana ou econômica produtividade, é vasta. Melhorias na eficiência do uso da água são possíveis em todos os setores. Mais alimentos podem ser cultivados com menos água (e menos contaminação de água), mudando da irrigação por inundação convencional para os aspersores de gotejamento e precisão, junto com monitoramento e gerenciamento mais preciso da umidade do solo. Usinas convencionais podem mudar de resfriamento a água para resfriamento a seco, e mais energia pode ser gerada por fontes que usam muito pouca água, como energia fotovoltaica e vento. ”

O hidrólogo David Molden diz que “é necessário um limite global para o consumo de água, mas a fronteira planetária sugerida de 4.000 quilômetros cúbicos por ano é muito generosa”.

Depleção do ozono
A camada de ozônio estratosférico protege de forma protetora a radiação ultravioleta (UV) do Sol, que de outra forma danificaria os sistemas biológicos. As ações tomadas após o Protocolo de Montreal pareciam estar mantendo o planeta dentro de um limite seguro. No entanto, em 2011, de acordo com um artigo publicado na Nature, a fronteira foi inesperadamente empurrada no Ártico; “… a fração do vórtice do Ártico em março com ozônio total inferior a 275 unidades de Dobson (DU) é tipicamente próxima de zero, mas chegou a quase 45%”.

O Prêmio Nobel de Química, Mario Molina, diz que “cinco por cento é um limite razoável para o esgotamento aceitável do ozônio, mas não representa um ponto de inflexão”.

O físico David Fahey diz que, como resultado do Protocolo de Montreal, a destruição do ozônio estratosférico será amplamente revertida até 2100. O ganho dependeu, em parte, de substitutos intermediários, principalmente hidroclorofluorcarbonos (HCFCs), e o uso crescente de compostos que não causam depleção, como os hidrofluorcarbonos (HFCs) O sucesso contínuo depende de várias etapas:

“Continue observando a camada de ozônio para revelar prontamente mudanças inesperadas. Assegure-se de que as nações cumpram as regulamentações, por exemplo, a eliminação do HCFC não estará completa até 2030.
“Manter o Painel de Avaliação Científica sob o protocolo. Atribui causas de mudanças na camada de ozônio e avalia novas substâncias químicas para seu potencial de destruir o ozônio e contribuir para a mudança climática.
“Manter o Painel de Avaliação Tecnológica e Econômica. Ele fornece informações sobre tecnologias e compostos substitutos que ajudam as nações a avaliar como a demanda por aplicações como refrigeração, ar-condicionado e isolamento de espuma pode ser atendida, protegendo a camada de ozônio.
“Os dois painéis também terão que avaliar as mudanças climáticas e a recuperação do ozônio. A mudança climática afeta a abundância de ozônio alterando a composição química e a dinâmica da estratosfera, e compostos como HCFCs e HFCs são gases de efeito estufa. Por exemplo, a grande demanda projetada para HFCs poderia contribuir significativamente para a mudança climática “.

Aerossóis atmosféricos
As partículas de aerossóis na atmosfera afetam a saúde dos seres humanos e influenciam os sistemas de monção e de circulação atmosférica global. Alguns aerossóis produzem nuvens que resfriam a Terra refletindo a luz solar de volta ao espaço, enquanto outras, como a fuligem, produzem nuvens finas na estratosfera superior que se comportam como uma estufa, aquecendo a Terra. Em resumo, os aerossóis antropogênicos provavelmente produzem uma força radiativa negativa (influência do resfriamento). Mundialmente, a cada ano, partículas de aerossol resultam em cerca de 800.000 mortes prematuras. O carregamento de aerossóis é suficientemente importante para ser incluído entre os limites planetários, mas ainda não está claro se uma medida de limite seguro apropriado pode ser identificada.

Poluição química
Alguns produtos químicos, como poluentes orgânicos persistentes, metais pesados ​​e radionuclídeos, têm efeitos aditivos e sinérgicos potencialmente irreversíveis nos organismos biológicos, reduzindo a fertilidade e resultando em danos genéticos permanentes. As captações subletais estão reduzindo drasticamente as populações de aves e mamíferos marinhos. Este limite parece importante, embora seja difícil quantificar.

Desenvolveu-se um emulador Bayesiano para poluentes orgânicos persistentes que pode potencialmente ser usado para quantificar os limites da poluição química. Até o momento, níveis críticos de exposição de bifenilas policloradas (PCBs) acima dos quais eventos de mortalidade em massa de mamíferos marinhos são prováveis ​​de ocorrer, têm sido propostos como um limite planetário de poluição química.

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