プラネタリー・バウンダリー
『「現代思想」2017年12月号 人新世 ―地質年代が示す人類と地球の未来―』青土社、2017年。
嘉田由紀子 編『水をめぐる人と自然』有斐閣〈有斐閣選書〉、2003年。
寺田匡宏, ダニエル・ナイルズ 編『人新世を問う - 環境、人文、アジアの視点』京都大学学術出版会、2021年。 寺田匡宏, ダニエル・ナイルズ『人新世(アンソロポシーン)をどう考えるか』。
デイビッド・ファリアー 著、東郷えりか 訳『FOOTPRINTS(フットプリント) 未来から見た私たちの痕跡』東洋経済新報社、2021年。 (原書 David Farrier (2020), Footprints: In Search of Future Fossils, Fourth Estate )
18世紀の産業革命以降、石炭の燃焼による大気汚染をきっかけとして、人類が環境に与える影響についての研究や立法が進んだ。国際社会で環境問題が論じられるようになったのは、20世紀後半からだった。1992年のリオデジャネイロの国連気候変動枠組条約、1997年の京都議定書をへて、2009年12月にコペンハーゲンで開催された気候変動枠組条約締約国会議(COP15)では各国の首脳が集まった。
COP15の前に、プラネタリー・バウンダリーについての最初の論文が発表された。論文は、ストックホルム・レジリエンス・センター(英語版)の環境学者ヨハン・ロックストロームと、オーストラリア国立大学の化学者ウィル・ステフェン(英語版)が主導する約20名の地球システムと環境科学者のグループがまとめた。論文のタイトルは「人類にとっての(地球の)安全な機能空間」で、2009年9月24日に学術誌『ネイチャー』に掲載された。この論文は、全地球的な気候、成層圏オゾン、生物多様性、海洋酸性化などの自然システムを継続的に計測・監視することを提案した。計測や監視を通して、人類は貧困の緩和や経済成長の追求が安定的に可能になると論じた。論文の発表によって、プラネタリー・バウンダリーの必要性が科学界で認められていった。
窒素循環には微生物叢が関わっており、マメ科などの植物の根には窒素固定菌が生息して土壌に窒素を蓄積する。土壌の窒素は、脱窒素細菌によって窒素ガスとして大気中に放出され、河川や海洋への流出を防ぐ。こうして窒素固定細菌と脱窒素細菌による循環が作られている。
古来から農業で作物を育てるために窒素が必要とされ、工業化の前には堆肥などで窒素を補充したり、豆類との混作によって空気中の窒素を取り入れていた。メソアメリカにおけるトウモロコシやカボチャと豆類の混作、西アフリカにおける穀物とササゲの混作、日本の縄文時代におけるアズキやダイズの栽培は、マメ科植物の利点を経験から学んだ方法だった。
工業化によって人工肥料が使われるようになると、大量の窒素が余って土壌に残るようになった。過剰となった窒素とリンは河川や沼沢地、海洋に流れ込んで富栄養化による無酸素現象などを引き起こす。当初の限界値の指標は、農業による窒素固定は年間3500万トン、海洋へのリン流入量は自然な風化で海に流入する量の10倍以下とされている。のちの研究により、大気中の窒素ガスは年間4400万トン以下という新たな指標が定められ、リンについては淡水の限界値も加わった。しかし窒素生産量は1990年代ですでに4400万トンを越えており、2015年時点で1億5000万トンに達している。