Planetaariset rajat

Planetaariset rajat ovat raja-arvoja, jotka määrittelevät ihmiskunnalle turvallisen toiminta-alueen Maa-planeetan biologisten ja fysikaalisten järjestelmien puitteissa. Nämä rajat kuvaavat pysyviä ehtoja, joita ihmiskunnan on kunnioitettava välttyäkseen katastrofaalisilta ympäristön muutoksilta maailmanlaajuisessa mittakaavassa. Planetaaristen rajojen yittämisen uskotaan sysäävän Maa-planeetan järjestelmät syrjään holoseenin vakaista oloista ja saattavan ne peruuttamattomien ja jyrkkien ympäristön muutosten kautta ihmiselle epäsuotuisaan tilaan.

Teollisen vallankumouksen ja antroposeenin alusta lähtien ihmiskunta on toimillaan työntänyt planeetan järjestelmiä holoseenille ominaisen vaihtelun ulkopuolelle.   

Planetaarisia rajoja on kaikkiaan yhdeksän. Niistä kuusi on jo ylitetty. Ylitetyt rajat ovat ilmastonmuutos; biogeokemialliset virrat; makean veden kulutus; luonnon monimuotoisuuden väheneminen; maankäytön muutokset; sekä uudet aineet ja elämänmuodot. 

Planetaarisia rajoja ei ole asetettu järjestelmän keikahduspisteen kohdalle, vaan sitä ennen, lisääntyvän riskin vyöhykkeen alkuun. Esimerkiksi ilmastonmuutoksen planetaarinen raja on asetettu kohtaan 350 ppm CO2 (ts. 1 asteen nousu keskilämpötilassa), josta lähtien riski alkaa kasvaa, nousten aina 450 ppm CO2 tasolle (ts. 2 asteen nousu), joka merkitsee korkeaa riskiä. Mitattavista ilmiöistä kuusi on ylittänyt sekä planetaarisen rajan, lisääntyvän riskin alueen että korkean riskin rajan. 

Rajoista tärkeimmät ovat ilmastonmuutos ja biosfäärin eheys. Ne kietoutuvat toisiinsa tiiviisti. Planeetariset rajat ovat toisistaan ​​riippuvaisia, sillä yhden ylittäminen voi siirtää toisen rajan paikkaa tai aiheuttaa sen ylittymisen.

Rockström et al esittivät planetaarisia rajoja koskevan työnsä vuonna 2009 . Vuonna 2015 julkaistiin päivitetty ja laajennettu työ, jossa mm. arvioitiin koko maapalloa pienempiä kokonaisuuksia. Vuonna 2022 julkaistiin kaksi artikkelia, joiden mukaan oli ylitetty sekä geologisessa mielessä uusien aineiden ja elämänmuotojen raja että kasvien käytettävissä olevaa vesimäärää kuvaava raja. Vuodelta 2023 on uusin päivitys, jossa joitakin mittareita oli vaihdettu toisiin ja muita täsmennetty.     

+Planetaariset rajat (2023)  Indikaattori Planetaarinen raja:
Raja-arvo turvallisen ja epävarmuuden alueen välilläLisääntyvän riskin vyöhykkeen ylin raja-arvoNykyinen arvoTilanneilmastonmuutosilmakehän hiilidioksidipitoisuus350 ppm CO2 450 ppm CO2 417 ppm CO2Planetaarinen raja ylitetty,  riskivyöhykkeelläIhmisten aiheuttama kokonaissäteilypakote ilmakehän laella  +1 W m-2 esiteolliseen aikaan verrattuna  +1,5 W m-2  2,91 W m−2 Rajat ylitettystratosfäärin otsonikatoO3-pitoisuuden väheneminen esiteolliseen aikaan verrattuna276 Dobson-yksikköä (ts. alle 5 % vähenemä esiteollisesta 290 DU tasosta)10 % (261 DU)284,6 DU vuonna 2020Turvallisella tasollavaltamerten happamoituminenkeskimääräinen pintameriveden kyllästymistila aragoniitin suhteen80 % esiteollisesta tasostaΩarag = 2,7581% (Ωarag = n. 2,8)Turvallisella tasolla, lähestyy planetaarista rajaabio-geo-kemialliset virrat (typen ja fosforin kiertokulku)Fosfori (P): 

 maailmanlaajuisesti: fosforin virtaus valtameriin 
 alueellisesti: fosforin virtaus lannoitteista  maailmanlaajuisesti: 11 Tg P yr-1

 alueellisesti: 6,2 Tg P yr-1 louhittu ja käytetty maaperään  maailmanlaajuisesti: 100 Tg P yr-1

 alueellisesti: 11,2 Tg P yr-1  maailmanlaajuisesti: 22 Tg P yr-1

 alueellisesti: 17,5 Tg P yr-1 Rajat ylitettyTyppi (N):
Typen sitominen62 Tg N yr-1 82 Tg N yr-1 190 Tg N yr-1 Rajat ylitettymakean veden kulutus"Sininen" vesi: niiden maa-alueiden osuus, joilla olosuhteet poikkeavat esiteollisesta ajasta10,2 %50 % 18,2% Planetaarinen raja ylitetty, lisääntyvän riskin vyöhykkeellä"Vihreä" vesi: niiden maa-alueiden osuus, joilla olosuhteet poikkeavat esiteollisesta ajasta11,1 % 50% 15,8 % Planetaarinen raja ylitetty, lisääntyvän riskin vyöhykkeelläluonnon monimuotoisuuden väheneminenGeneettinen monimuotoisuus: sukupuuttonopeus10  100 E/MSY 100 E/MSY Rajat ylitettyToiminnallinen eheys: mitataan ekosysteemien käytettävissä olevana energianaenintään 10 % alkutuotannosta ihmisen käytössä, yli 90 % jäljellä biosfäärin toimintaa varten20% HANPP (human appropriation of NPP)30% HANPPRajat ylitettymaankäytön muutokset maailmanlaajuisesti: osuus metsämaasta osuutena alkuperäisestä, Holoseenin aikaisesta metsänpeitosta

 biomeittain: metsämaan osuus potentiaalisesta metsästä  maailmanlaajuisesti: 75 %
 biomeittain: trooppinen 85%, lauhkea 50%, pohjoinen 85%  maailmanlaajuisesti: 54%

 biomeittain: trooppinen 60 %, lauhkea 30 %, pohjoinen 60 %  maailmanlaajuisesti: 60%

 biomeittain: trooppinen 38-84 %, lauhkea 34-51 %, pohjoinen 57–70 %Planetaarinen raja ylitetty, lisääntyvän riskin vyöhykkeelläilmakehän aerosolikuormitusMaapallon puoliskojen ero optisessa syvyydessä  0,1 0,25 0,076Turvallisella tasollauudet aineet ja elämänmuodotSe keinotekoisten kemikaalien osuus, joka päästetään luontoon ilman riittävää turvallisuustestausta 0ei saatavillaraja yllitettyRajat ylitetty

 Tarkempi kuvaus 

 Luonnon monimuotoisuuden väheneminen 
Geneettisen monimuotoisuuden muutosta edustaa sukupuuttotahti, sukupuuttojen määrä miljoonaa lajivuotta kohti. Toiminnallista eheyttä mittaa fotosynteesin tuottaman energian ja materiaalien virta biosfääriin, net primary production NPP eli nettoalkutuotanto. Ihmisen osuus nettoalkutuotannosta on HANPP, human appropriation of the biosphere's NPP.  Raja ylitettiin 1800-luvun lopulla.

 Uudet aineet ja elämänmuodot 
Tutkijoiden mukaan tähän ryhmään sisältyvät uudet aineet, vanhojen aineiden uudet muodot sekä muunnetut elämänmuodot, joilla on mahdollisuus synnyttää haitallisia geofysikaalisia tai biologisia vaikutuksia. Näitä ovat keinotekoiset aineet ja eliömuodot. Esimerkkejä: freonit ja muovit; mikromuovit, hormonihäiriköt, radioaktiiviset materiaalit, ja geneettisesti muunnellut organismit.

Erään tutkijaryhmän mukaan tämä planetaarinen raja on ylitetty, koska geologisesta näkökulmasta uusien, ihmisen tekemien aineiden vuosittainen tuotanto ja niiden päästöt kasvavat niin kiivaasti, että ne ne ylittävät ihmiskunnan kyvyn arvioida ja valvoa niitä.

Rockströmin työryhmän mukaan tätä rajaa kuvaa parhaiten se kemikaalien määrä, joka vapautetaan luontoon ilman turvallisuustestausta, ja ainoa siedettävä määrä tällaisille tutkimattomille aineille on nolla. Nykyään EU:n REACH-säännösten mukaan on rekisteröity vain pieni osa kemikaaleista, ja tästä osasta 80% on ollut käytössä yli 10 vuoden ajan ilman turvallisuusarviointia.

 Makean veden käyttö 
Planetaarinen raja jaetaan kahteen osaan: ensimmäinen kuvaa ihmisen vaikutusta "siniseen" veteen eli jokiin, järviin ja pohjavesiin. Toinen kuvaa ihmisen vaikutusta "vihreään" eli kasvien käytettävissä olevaan veteen. Vaikutusta mittaa niiden maa-alueiden osuus, joilla olosuhteet poikkeavat esiteollisesta ajasta. 

Raja ylitettiin sinisen veden käytön osalta vuonna 1905 ja vihreän veden käytön osalta vuonna 1929.

 Ilmakehän aerosolikuormitus 
AOD (aerosol optical depth) mittaa maan pintaan pääsevän auringonvalon vähenemistä, joka johtuu absorptiosta ja sironnasta pystysuorassa ilmapatsaassa.

 Bio-geo-kemialliset virrat 
Fosforin maailmanlaajuinen raja on asetettu kohtaan, jolla voidaan välttää laajat hapettomat alueet meressä. Fosforin alueellinen raja on asetettu kohtaan, jolla voidaan välttää makean veden ekosysteemien laaja rehevöityminen. Typen planetaarinen raja on typpilannoitteiden käyttö maataloudessa. 

 Ilmastonmuutos 
Ihmisen toiminta saattoi ilmaston pois turvalliselta alueeltaan vuoden 1988 tienoilla.

 Maankäytön muutokset 
Ihmisen toiminta saattoi maankäytön pois turvalliselta alueeltaan vuoden 1988 tienoilla. Jos metsien hävittäminen olisi pysynyt planetaarisissa rajoissaan, siitä olisi tullut hiilinielu, joka vakauttaisi planeetan oloja. Jos metsien hävittäminen jatkuu niin kauan, että korkean riskin raja saavutetaan, metsät muuttuvat hiilidioksidipäästöjen lähteeksi. 

 Stratosfäärin otsonikato 
Montrealin pöytäkirjan ratifioinnin jälkeen otsonikerros on hieman toipunut ja on nyt enimmäkseen turvallisissa rajoissa. 

 Katso myös 

 Kasvun rajat, vuonna 1972 julkaistu raportti, joka varoitti rajojen ylittymisestä
 Kate Raworth, taloustieteilijä, joka tunnetaan samantapaisesta käsitteestä "donitsitalous"
 Ilmaston keikahduspisteet, hetkiä, joiden jälkeen jokin ilmaston lämpenemiseen liittyvä prosessi on pysäyttämätön

 Lähteet 

 Aiheesta muualla 

 https://www.stockholmresilience.org/planetary-boundaries

Luokka:Ympäristö