Změna klimatu je problematické téma zahrnující politiku a ekonomiku právě tak jako vědu. Každý souhlasí, že se klima mění, ale názory na příčiny a důsledky změn i možná protiopatření se velice liší. Hájím kacířský postoj.
Moje první hereze říká, že všechen ten povyk kolem globálního oteplování je silně přehnaný. Oponuji svatému bratrstvu expertů na klimatické modely i velkému množství oklamaných občanů, kteří věří číslům předpověděným počítačovými modely. Namítají, že nemám žádnou vědeckou hodnost v meteorologii, tudíž nemám kvalifikaci potřebnou k tomu, abych o tom mohl mluvit. Studoval jsem však klimatické modely a vím, jaké jsou jejich možnosti. Velmi dobře řeší rovnice dynamiky plynů a kapalin a velmi dobře popisují pohyby plynu v atmosféře i vody v oceánech. Velmi špatně popisují mraky, prach, chemii atmosféry a oceánů, biologii polí, farem a lesů. Nepopisují reálný svět, v němž žijeme. Reálný svět je nejasný, chaotický a plný věcí, kterým pořádně nerozumíme.
Pro některé vědce je mnohem jednodušší sedět v klimatizované pracovně a nechat běžet počítačové modely než vyrazit do nepohody a měřit, co se venku, v mokřinách či v mracích, skutečně děje. Proto experti na klimatické modely obvykle končí tím, že svým modelům věří. Oteplování odčerpává peníze Není pochyb o tom, že se některé části našeho světa oteplují, ale oteplení není globální. Neříkám, že oteplování nepůsobí problémy. Zřejmě působí. Očividně bychom se měli pokusit lépe mu porozumět. Tvrdím však, že tyto problémy jsou hrubě zveličené. Odčerpávají peníze i pozornost od naléhavějších a důležitějších záležitostí, jako jsou chudoba, infekční choroby, veřejné školství, zdraví, ochrana živých tvorů na souši i v oceánech, nemluvě o tak snadno řešitelných problémech, jako je výstavba adekvátních ochranných hrází kolem New Orleansu.
Jednou z hlavních příčin oteplování je rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, způsobená spalováním fosilních paliv, jako jsou ropa, uhlí, zemní plyn. Abychom porozuměli cyklu uhlíku mezi atmosférou a biosférou, potřebujeme měřit řadu údajů.
Nechci mást mnoha čísly, uvedu proto jen jedno: 0,25 mm/rok. Co znamená? Uvažme polovinu plochy souše, která není ani poušť, ani ledový příkrov, ani město, ani silnice či parkoviště. Mám na mysli polovinu souše, která je pokryta půdou a daří se na ní vegetaci. Každý rok absorbuje a přemění na biomasu určité množství CO2, který vypouštíme do atmosféry.
Biomasou rozumíme živá stvoření, rostliny, mikroby, zvířata a organický materiál, který za sebou zanechávají, když odumřou a rozkládají se. Nevíme, jak velký podíl našich emisí se ukládá v půdě, protože jsme neměřili vzrůst či pokles biomasy. Zmíněné číslo – čtvrt milimetru za rok – je přírůstek tloušťky biomasy (zprůměrovaný přes polovinu souše planety), jež by vznikla, kdyby byl všechen uhlík, který emitujeme spalováním fosilních paliv, uložen v půdě. Rychlost výměny uhlíku mezi atmosférou a půdou je velmi příznivá. K zamezení růstu koncentrace oxidu uhličitého (CO2) v atmosféře by stačilo, aby biomasa v půdě rostla o čtvrt milimetru za rok.
Dobrá půda obsahuje asi deset procent organické hmoty, takže čtvrt milimetru biomasy znamená tloušťku asi dvou a půl milimetru humózní půdy. Změny v zemědělství, například bezorebné farmaření, způsobí, že biomasa roste přinejmenším takto rychle.
Jestliže pěstujeme obilniny bez orání půdy, jde více biomasy do kořenů, které v půdě zůstávají, a méně se navrací do atmosféry. Kdybychom využili genetické inženýrství, abychom dostali více biomasy do kořenů, pravděpodobně bychom dosáhli mnohem rychlejšího růstu svrchní půdy. Z toho vyvozuji, že problém oxidu uhličitého v atmosféře je problém hospodaření v krajině, nikoli problém meteorologie.
Místo průměru lokální přístup Následuje další kacířská myšlenka: Místo abychom počítali celosvětový průměr růstu biomasy, můžeme zvolit lokální přístup. Uvažujme, že Čína bude pokračovat v rozvoji průmyslu založeném většinou na spalování uhlí a USA se rozhodnou absorbovat vznikající CO2 zvyšováním biomasy ve svrchních vrstvách půdy. Množství biomasy, které můžeme akumulovat v rostlinách a stromech, je omezené, ale neexistuje hranice množství CO2, jež může být uloženo v půdě.
Zvětšovat mocnost humózní půdy ve velkém měřítku může být praktické, ale také nemusí – v závislosti na ekonomice zemědělství a lesnictví. Je přinejmenším možné vážně uvažovat, že Čína zbohatne spalováním uhlí, zatímco USA se stanou tvorbou humózní půdy environmentálně bezúhonnými, neboť uhlík z čínských dolů bude atmosférou zdarma transportován do americké půdy. To bychom měli zvažovat, když posloucháme předpovědi týkající se změn klimatu a fosilních paliv.
Jestliže biotechnologie v příštích padesáti letech převládnou na planetě tak, jako to v uplynulých padesáti letech dokázaly počítačové technologie, pravidla klimatické hry se radikálně změní.
Když sleduji veřejné debaty o změně klimatu, vidím, jak obrovské jsou mezery v našich znalostech, jak řídká jsou naše pozorování a jak povrchní jsou naše teorie. Mnohým základním procesům ekologie planety rozumíme jen chabě. Chceme-li léčit planetu, musíme nemoc nejdříve diagnostikovat. Potřebujeme pozorovat a měřit, co v biosféře probíhá, spíše než se spoléhat na počítačové modely.
Všichni souhlasí, že rostoucí koncentrace CO2 v atmosféře má dva důležité důsledky, první se týká radiačního přenosu tepla v atmosféře, druhý biologie planety jak na pevnině, tak v oceánu. Názory na relativní důležitost fyzikálních a biologických jevů i na to, zda efekty, ať jednotlivě, nebo souběžně, jsou prospěšné, či škodlivé, se různí.
Fyzikální efekty jsou patrny ve srážkách, oblačnosti, síle větru a teplotě. Bývají souhrnně označovány jako „globální oteplování“, což ovšem je zavádějící. Ve vlhkém vzduchu nejsou účinky CO2 na radiační přenos významné, protože radiační přenos tepelného záření je již blokován mnohem silnějším skleníkovým efektem vodních par. Efekt CO2 je důležitý tam, kde je vzduch suchý, a suchý vzduch je obvykle tam, kde je chladno.
Horký pouštní vzduch sice můžeme pociťovat jako suchý, ale často obsahuje mnoho vodních par. Nejsilnější je oteplení tam, kde je vzduch suchý a chladný, v arktických oblastech spíše než v tropech, v horských oblastech spíše než v nížinách, v zimě spíše než v létě, v noci spíše než za dne. Oteplování je reálné, ale většinou se oteplují místa chladná, než že by teplá místa byla ještě teplejší. Popisovat toto lokální oteplení globálním průměrem je zavádějící.
Základní důvod, proč je CO2 v atmosféře kriticky důležitý pro biologii, spočívá v tom, že je ho málo. Obilné pole za plného slunečního svitu kolem poledne spotřebuje veškerý CO2 do výšky jednoho metru během pěti minut. Kdyby nebyl vzduch neustále promícháván konvekčními proudy a větrem, obilí by přestalo růst.
Asi desetina veškerého CO2 v atmosféře je každé léto konvertována v biomasu a každý podzim přechází zpět do atmosféry. Proto nemohou být účinky spalování fosilních paliv odděleny od účinků růstu a rozkladu rostlin.
Existuje pět rezervoárů uhlíku, které jsou krátkodobě biologicky dostupné, když nepočítáme karbonátové horniny (vápence, dolomity apod.) a hluboký oceán, jež jsou dostupné v měřítku tisíců let. Do zmíněné „pětky“ patří atmosféra, suchozemské rostliny, svrchní vrstva půdy, v níž rostou suchozemské rostliny, svrchní vrstva oceánu, v níž rostou mořské rostliny, a naše prokázané zásoby fosilních paliv. Všechny rezervoáry jsou velikostí srovnatelné a velmi silně vzájemně reagují. K porozumění kterémukoli z nich je nutné porozumět i všem ostatním.
Jako příklad vzájemného působení rezervoárů uveďme atmosféru a svrchní vrstvu půdy. Skleníkové experimenty ukazují, že mnoho rostlin v atmosféře se zvýšeným obsahem CO2 zvyšuje poměr kořenové části k části nadzemní. Obecně mají rostliny tendenci udržovat rovnováhu mezi listy hromadícími vzdušný oxid uhličitý, a kořeny, které hromadí minerální živiny z půdy. Obohacená atmosféra však vychýlí rovnováhu, takže rostliny potřebují méně plochy listů a větší plochu kořenů.
Větší kořeny odvádí více uhlíku Co se stane s kořeny a vrchní částí rostlin po sezoně, když listí opadává a rostliny odumírají? Nově narostlá biomasa se rozkládá a slouží jako výživa houbám a mikrobům. Něco z toho se vrací zpět do atmosféry a něco přechází do půdy. V průměru se z nadzemních částí rostlin více vrací do atmosféry a z kořenů více přechází do půdy. Rostliny s větším poměrem kořenů k nadzemní části tedy způsobují větší přenos uhlíku z atmosféry do půdy.
Jestliže zvýšená koncentrace CO2, způsobená spalováním fosilních paliv, zvýší na velkých plochách poměr kořenové části k nadzemní části rostlin, vliv na rezervoár uhlíku v půdě patrně nebude malý. Zatím neumíme velikost tohoto efektu změřit, ba ani odhadnout.
Dnes nevíme, zda půdy v USA přibývá, nebo ubývá. V ostatním světě se kvůli velkoplošnému odlesňování a erozi půdní rezervoár pravděpodobně zmenšuje. Nevíme, zda rozumné hospodaření může zvýšit nárůst půdního rezervoáru o čtyři miliardy tun uhlíku ročně, což je množství potřebné k tomu, aby se zastavil růst koncentrace CO2 v atmosféře. S jistotou můžeme tvrdit, že to teoreticky možné je a že by to mělo být vážně zkoumáno.
Text je výňatkem z knihy Freemana Dysona „Many Colored Glass: Reflections on the Place of Life in the Universe“, University of Virginia Press 2007. Byl převzat ze zářijového čísla časopisu Vesmír, které vyšlo tento týden. Přeložil Ivan Boháček, zkrátila a mezititulky doplnila redakce LN.
***
Je jednodušší
sedět
v klimatizované
pracovně než
vyrazit do
nepohody a měřit,
co se skutečně
děje
Obhájce kacířských postojů
Oponuji svatému bratrstvu expertů na klima, uvádí ve své nové knize fyzik Freeman Dyson. Na změnu klimatu se snaží dívat z jiného pohledu, než je dnes rozšířené. Upozorňuje například, že počítačové modely dobře řeší rovnice dynamiky plynů a kapalin, popisují pohyby plynu v atmosféře i vody v oceánech. Velmi špatně však odrážejí mraky, prach, chemii atmosféry a oceánů, biologii polí, farem a lesů. Nepopisují reálný svět, v němž žijeme.
Freeman Dyson (*1923) se narodil v Anglii, vystudoval univerzitu v Cambridge, v letech 1943 až 1945 sloužil jako civilní zaměstnanec v britském Královském vojenském letectvu (RAF), roku 1947 přešel na Cornellovu univerzitu v USA, kde získal doktorát. Pracoval na mnoha fyzikálních problémech týkajících se chování atomu a záření, fyziky pevných látek, feromagnetismu či astrofyziky a jaderné fyziky. Je členem Londýnské královské společnosti a Akademie věd USA. Působil na různých univerzitách, zejména v Ústavu pro pokročilé studium v Princetonu. Je autorem mj. knih Disturbing the Universe, Weapons and Hope, The Sun, the Genome, and the Internet. Letos vychází jeho kniha The Scientist as a Rebel.
Ve své knize A Many Colored Glass, vydané loni, tvrdí Freeman Dyson, že díky proměně zemědělství by se mohlo více uhlíku vázat v půdě. Zatím nevíme, zda by to postačilo k zastavení růstu koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší, ale měli bychom to vážně zkoumat.
