Kā cilvēki kļuva par pasaules spēku, kas maina klimatu, bioloģisko daudzveidību un ģeoloģiju
Antropocēna definīcija
Termins „Antropocēns“ (no grieķu val. anthropos – „cilvēks“) apzīmē ierosināto laikmetu, kurā cilvēka darbība ietekmē ģeoloģiskos un ekosistēmu procesus pasaules mērogā. Lai gan oficiāla apstiprināšana no Starptautiskās stratigrāfijas komisijas (angļu val. International Commission on Stratigraphy) vēl tiek gaidīta, šis jēdziens plaši tiek izmantots gan zinātnes jomās (ģeoloģijā, ekoloģijā, klimata pētījumos), gan sabiedriskajā telpā. Tas ļauj domāt, ka cilvēces kopējā ietekme—fosilā kurināmā dedzināšana, rūpnieciskā lauksaimniecība, mežu izciršana, sugu masveida introdukcija, kodoltehnoloģijas u.c.—atstāj ilgtermiņa pēdas Zemes slāņos un dzīvībā, iespējams, apmēros līdzvērtīgas iepriekšējiem ģeoloģiskajiem notikumiem.
Galvenie Antropocēna rādītāji:
- Globālas klimata pārmaiņas, ko veicina siltumnīcefekta gāzu emisijas.
- Mainīti biogeohēmiski cikli, īpaši oglekļa un slāpekļa aprites cikli.
- Plaša mēroga bioloģiskās daudzveidības samazināšanās un biotiskā homogenizācija (masveida izmiršana, invazīvās sugas).
- Ģeoloģiskās pēdas, piemēram, plastmasas piesārņojums vai kodolkrituļu slāņi.
Sekojot šīm pārmaiņām, zinātnieki arvien aktīvāk apgalvo, ka Holocēna epoha—sākusies aptuveni pirms 11 700 gadiem pēc pēdējā ledus laikmeta beigām—pārgājusi kvalitatīvi jaunā "Antropocēna" posmā, kurā dominē cilvēka spēks.
2. Vēsturiskais konteksts: cilvēces ietekme uzkrājas tūkstošgadu gaitā
2.1 Agrīnā lauksaimniecība un zemes izmantošana
Cilvēces ietekme uz ainavu sākās ar Neolīta revolūciju (~10 000–8 000 gadu p.m.ē.), kad daudzos reģionos klejotāju pārtikas vākšanu aizstāja lauksaimniecība un lopkopība. Mežu izciršana laukiem, apūdeņošanas projekti un augu un dzīvnieku pieradināšana pārveidoja ekosistēmas, veicināja nogulumu eroziju un mainīja vietējos augsnes apstākļus. Lai gan šīs pārmaiņas bija nozīmīgas, tās galvenokārt notika lokālā vai reģionālā mērogā.
2.2 Rūpniecības revolūcija: eksponenciāla izaugsme
No 18. gadsimta beigām fosilā kurināmā (akmeņogļu, naftas, dabasgāzes) izmantošana veicināja rūpniecisko ražošanu, mehānizēto lauksaimniecību un globālos transporta tīklus. Šī Rūpniecības revolūcija paātrināja siltumnīcefekta gāzu emisijas, intensificēja resursu ieguvi un veicināja globālo tirdzniecību. Cilvēku populācija strauji pieauga, kā arī palielinājās zemes, ūdens, minerālu resursu un enerģijas vajadzības, pārvēršot Zemes pārveidi no lokāla vai reģionāla mēroga gandrīz par planētu [1].
2.3 Lielais paātrinājums (20. gadsimta vidus)
Pēc Otrā pasaules kara tā sauktais "Lielais paātrinājums" sociālajos un ekonomiskajos rādītājos (iedzīvotāju skaits, IKP, resursu patēriņš, ķīmisko vielu ražošana u.c.) kā arī Zemes sistēmas indikatoros (CO2 koncentrācija atmosfērā, bioloģiskās daudzveidības samazināšanās u.tml.) strauji pieauga. Cilvēces pēdas infrastruktūras, tehnoloģiju un atkritumu apjomā paplašinājās, parādījās tādi fenomeni kā kodolkrituļi (redzami kā globāls ģeoloģisks marķieris), straujš sintētisko ķīmisko vielu lietošanas pieaugums un palielināta siltumnīcefekta gāzu koncentrācija.
3. Klimata pārmaiņas: galvenā Antropocēna iezīme
3.1 Siltumnīcefekta gāzu emisijas un sasilšana
Antropogēnās oglekļa dioksīda, metāna, diazota monoksīda un citu siltumnīcefekta gāzu emisijas ir strauji palielinājušās kopš rūpnieciskās revolūcijas laikiem. Novērojumi rāda:
- CO2 koncentrācija atmosfērā ir pārsniegusi pirmsindustriālo līmeni (280 daļas uz miljonu) un šodien jau pārsniedz 420 daļas uz miljonu (un turpina pieaugt).
- Vidējā globālā virsmas temperatūra kopš 19. gadsimta beigām ir paaugstinājusies vairāk nekā par 1 °C, un pēdējo 50 gadu laikā šis pieaugums ir vēl straujāks.
- Arktikas jūras ledus, ledāji un ledus plākšņi ievērojami kūst, kā rezultātā paaugstinās jūras līmenis [2], [3].
Šāda strauja sasilšana ir bezprecedenta vismaz pēdējo tūkstošu gadu laikā un sakrīt ar Starptautiskās klimata pārmaiņu paneļa (IPCC) secinājumu, ka cilvēka darbība ir galvenais iemesls. Klimata pārmaiņu sekas — ekstrēmi laikapstākļi, okeānu skābuma palielināšanās, mainīgi nokrišņu modeļi — vēl vairāk maina sauszemes un jūras ekosistēmas.
3.2 Atgriezeniskās saites cilpas
Temperatūras paaugstināšanās var izraisīt pozitīvas atgriezeniskās saites cilpas, piemēram, pastāvīgā sasaluma atkausēšanās izdala metānu, samazinoties ledus albedam, sasilšana vēl vairāk pastiprinās, un sasilstošie okeāni zaudē spēju absorbēt CO2. Šie procesi parāda, kā salīdzinoši nelielas sākotnējās cilvēka radītās siltumnīcefekta gāzu izmaiņas var novest pie milzīgām un bieži grūti prognozējamām reģionālām vai globālām sekām. Modeļi arvien biežāk rāda, ka noteikti pārslēgšanās punkti (piemēram, Amazones lietusmežu izžūšana vai lielu ledus plākšņu sabrukšana) var veicināt straujas Zemes sistēmas režīmu pārmaiņas.
4. Bioloģiskās daudzveidības krīze: masveida izmiršana vai biotiska homogenizācija?
4.1 Suņu izzušana un sestais masveida izmiršana
Daudzi zinātnieki pašreizējo bioloģiskās daudzveidības samazināšanos uzskata par iespējamu „sesto masveida izmiršanu“, pirmais, ko izraisa viena suga. Pasaules sugu izzušanas temps ir desmitiem vai simtiem reižu lielāks par dabisko fonu. Ekosistēmu iznīcināšana (mežu izciršana, purvu izžūšana), pārmērīga resursu izmantošana (medības, zveja), piesārņojums un invazīvo sugu ieviešana ir galvenie iemesli [4].
- IUCN Sarkanais saraksts: aptuveni 1 miljonam sugu draud izmiršana nākamo desmitgažu laikā.
- Pasaules mugurkaulnieku populācijas vidēji samazinājušās par ~68 % no 1970. līdz 2016. gadam (WWF Dzīvās planētas ziņojums).
- Koraļļu rifi, ļoti svarīgi jūras bioloģiskās daudzveidības centri, cieš no erozijas okeānu sasilšanas un skābuma dēļ.
Lai gan Zeme ilgstošos ģeoloģiskos periodos atjaunojās pēc masveida izmiršanas, atjaunošanās ilgums ir miljoniem gadu – laika posms, kas ir daudz garāks nekā cilvēces mērogs.
4.2 Biotiskā homogenizācija un invazīvās sugas
Vēl viens svarīgs Antropocēna raksturojums ir biotiskā homogenizācija: cilvēki pārvieto sugas starp kontinentiem (apzināti vai neapzināti), un dažkārt invazīvās sugas izspiež vietējo augu un dzīvnieku valsti. Tas samazina reģionālo endēmismu, un kādreiz atšķirīgas ekosistēmas kļūst arvien līdzīgākas, kurās dominē dažas "kosmopolītiskās" sugas (piemēram, žurkas, baloži, invazīvie augi). Šāda homogenizācija var samazināt evolūcijas potenciālu, pasliktināt ekosistēmu sniegtos pakalpojumus un iznīcināt kultūras saiknes ar vietējo bioloģisko daudzveidību.
5. Cilvēces ģeoloģiskās pēdas
5.1 Tehnofosilijas: plastmasa, betons un citi
Jēdziens „tehnofosilijas“ apraksta cilvēka radītas vielas, kas atstāj noturīgu pēdu stratigrāfiskajos slāņos. Piemēri:
- Plastmasa: mikrodaļiņas atrodas okeānos, pludmalēs, ezeru nogulumos, pat polārajos ledos. Nākotnes ģeologi varbūt atklās skaidri izteiktus plastmasas horizontus.
- Betons un metālu sakausējumi: pilsētas, ceļi, armētie būvējumi, visticamāk, kļūs par antropogēniem "fosilajiem" ierakstiem.
- Elektroniskie atkritumi un augsto tehnoloģiju keramika: retie metāli no elektronikas, kodolatkritumi no reaktoriem u.c. var veidot atpazīstamus slāņus vai kodolus.
Šīs vielas parāda, ka mūsdienu rūpniecības produkti saglabāsies Zemes garozā un varbūt aizēnos dabiskos slāņus nākotnes ģeologiem. [5].
5.2 Kodolzīmes
Atmosfēras kodolieroču izmēģinājumi sasniedza kulmināciju 20. gadsimta vidū, izplatot radioizotopus (piemēram, 137Cs, 239Pu) visā pasaulē. Šīs izotopu izmaiņas var kļūt par precīzu "Zelta tapas" (angļu val. Golden Spike) marķieri, kas iezīmē Antropocēna sākumu 20. gadsimta vidū. Šo kodolizotopu pēdas nogulumos, ledus serdēs vai koku gredzenos uzsver, kā viens tehnoloģisks fenomens var radīt globālu ģeohīmisku zīmi.
5.3 Zemes izmantošanas izmaiņas
Gandrīz visos kontinentos tiek apstrādāta zeme, urbanizācija un infrastruktūra maina augsni un topogrāfiju. Nogulumu plūsmas upēs, deltās un piekrastēs ir ievērojami palielinājušās mežu izciršanas un lauksaimniecības dēļ. Daži to sauc par "antropogeomorfoloģiju", uzsverot, kā cilvēka inženiertehniskie darbi, aizsprosti un ieguve pārsniedz daudzus dabiskos procesus, veidojot Zemes virsmu. Tas arī atspoguļojas skābekļa trūkuma "nāves zonās" upju grīvās (piemēram, Meksikas līcī), kas rodas barības vielu pārpalikuma dēļ.
6. Diskusijas par Antropocēnu un formāla definīcija
6.1 Stratigrāfiskie kritēriji
Lai pasludinātu jaunu ēru, ģeologi meklē skaidru globālu robežslāni — līdzīgi kā K–Pg robežas irīdija anomālija. Piedāvātie Antropocēna marķieri:
- Radioaktīvo nuklīdu maksimums kodolizmēģinājumu dēļ ap 1950.–1960. gadu.
- Plastmasas slāņi nogulumu kodolos kopš 20. gadsimta vidus.
- Ogļskābās izotopu izmaiņas fosilā kurināmā dedzināšanas dēļ.
Antropocēna darba grupa Starptautiskajā stratigrāfijas komisijā (ICS) pēta šos signālus dažādās iespējām atsauces vietās (piemēram, ezeru nogulumos vai ledājos), meklējot oficiālo "Zelta smaile".
6.2 Sākuma datumu strīdi
Daži pētnieki piedāvā "agrīno Antropocēnu", kas sākās jau pirms tūkstošiem gadu kopā ar lauksaimniecību. Citi uzsver 18. gadsimta rūpniecisko revolūciju vai 1950. gadu "Lielo paātrinājumu" kā straujākus, skaidrākus atskaites punktus. ICS parasti prasa globālu sinhronu indikatoru. Daudziem par piemērotāko tiek uzskatīts 20. gadsimta vidus kodolizmēģinājumu kritušo daļiņu maksimums un strauja ekonomikas izaugsme, taču galīgie lēmumi vēl nav pieņemti [6].
7. Antropocēna izaicinājumi: ilgtspēja un pielāgošanās
7.1 Planetārās robežas
Zinātnieki uzsver "planetārās robežas", kas saistītas ar tādiem procesiem kā klimata regulēšana, biosfēras integritāte un biogeohēmiski cikli. Pārsniedzot šīs robežas, pastāv risks destabilizēt Zemes sistēmas. Antropocēns rāda, cik tuvu vai pat pāri šīm drošajām darbības zonām mēs varam būt. Nepārtraukta siltumnīcefekta gāzu emisija, slāpekļa pārpalikums, okeānu skābuma palielināšanās un mežu izciršana apdraud globālās sistēmas nonākt neprognozējamās stāvokļos.
7.2 Sociāli ekonomiskā nevienlīdzība un vides taisnīgums
Antropocēna sekas ir nevienmērīgi sadalītas. Spēcīgi industrializētās teritorijās vēsturiski ir bijusi lielāka ietekme uz emisijām, taču klimata pārmaiņu ievainojamība (paaugstināts jūras līmenis, sausums) bieži visvairāk skar mazāk attīstītās valstis. No tā izriet klimata taisnīguma jēdziens: nepieciešamība apvienot steidzamu emisiju samazināšanu ar taisnīgu attīstību. Lai risinātu antropogēnos izaicinājumus, nepieciešama sadarbība starp dažādām sociālajām un ekonomiskajām grupām – tas ir ētisks pārbaudījums globālajai pārvaldībai.
7.3 Maiginošās pasākumi un nākotnes virzieni
Iespējamie veidi, kā mazināt Antropocēna radītās draudus, varētu būt šādi:
- Enerģijas dekarbonizācija (atjaunojamie avoti, kodolenerģija, oglekļa dioksīda savākšana).
- Ilgtspējīga lauksaimniecība, samazinot mežu izciršanu, pārmērīgu ķīmisko vielu lietošanu un aizsargājot bioloģiskās daudzveidības patvērumus.
- Aplenkuma ekonomika, kas būtiski samazinātu plastmasas un toksisko atkritumu daudzumu.
- Ģeoinženierijas priekšlikumi (saules starojuma pārvaldība, oglekļa dioksīda noņemšana), lai gan tie ir pretrunīgi un grūti prognozējami.
Lai īstenotu šīs stratēģijas, nepieciešama politiskā griba, tehnoloģiski lēcieni un būtiskas kultūras pārmaiņas. Paliek jautājums, vai pasaules kopiena spēs savlaicīgi pāriet uz ilgtspējīgu un ilgtermiņa Zemes sistēmu pārvaldību.
8. Secinājums
Antropocēns atklāj pamatrealitāti: cilvēce ir sasniegusi planētu mēroga ietekmi. No klimata pārmaiņām līdz bioloģiskās daudzveidības samazināšanai, no plastmasas piesātinātām okeānu ūdeņiem līdz radioizotopu pēdām ģeoloģijā – mūsu sugas kopējās darbības mērogs tagad veido Zemes gaitu tikpat dziļi kā agrāk dabiskās spēks. Neatkarīgi no tā, vai šī ēra tiks oficiāli atzīta, Antropocēns uzsver mūsu atbildību un ievainojamību – atgādinot, ka, rīkojoties ar milzīgu spēku mainīt dabu, mēs varam izraisīt ekoloģisku krīzi, ja to ļaunprātīgi izmantosim.
Atzīstot Antropocēnu, mēs apzināmies trauslo tehnoloģiskās attīstības un ekoloģisko traucējumu līdzsvaru. Nākotnes ceļš prasa zinātniskas zināšanas, ētisku pārvaldību un globālu sadarbību inovācijās – tas ir milzīgs izaicinājums, kas var noteikt cilvēces nākotni, ja turpināsim īsskatīgi izmantot resursus. Apzinoties, ka esam ģeoloģiski aktieri, mums jāizvērtē cilvēka un Zemes attiecības no jauna, lai saglabātu dzīvības bagātību un daudzveidību nākamajām paaudzēm.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Crutzen, P. J., & Stoermer, E. F. (2000). “‘Antropocēns’.” Global Change Newsletter, 41, 17–18.
- IPCC (2014). Climate Change 2014: Synthesis Report. Cambridge University Press.
- Steffen, W., et al. (2011). “Antropocēns: konceptuālas un vēsturiskas perspektīvas.” Philosophical Transactions of the Royal Society A, 369, 842–867.
- Ceballos, G., Ehrlich, P. R., & Dirzo, R. (2017). “Bioloģiska iznīcināšana caur notiekošo sesto masu izmiršanu, ko signalizē mugurkaulnieku populāciju zudumi un samazinājumi.” Proceedings of the National Academy of Sciences, 114, E6089–E6096.
- Zalasiewicz, J., et al. (2014). “Cilvēku tehnofosilo ieraksts.” Anthropocene Review, 1, 34–43.
- Waters, C. N., et al. (2016). “Antropocēns ir funkcionāli un stratigrāfiski atšķirīgs no holocēna.” Science, 351, aad2622.