S uhlím vypouštíme džina z lahve, říká švédský ekolog

Změna klimatu, ztráta biodiverzity, cyklus dusíku a fosforu, ubývání ozonové vrstvy, užívání sladké vody, okyselení oceánů, využití půdy, chemické znečištění a aerosoly v atmosféře.

Tak vypadá devět kritických systémů, pro které mezinárodní tým vědců vloni v časopise Nature definoval tzv. planetární meze. Pokud je lidstvo překročí, bude to mít pro naši planetu katastrofální důsledky. V prvních třech případech jsme podle expertů už stanovené meze překročili.

Hlavní autor studie Johan Rockström nedávno přednášel v Praze na pozvání Centra pro otázky životního prostředí UK.

Co vás vedlo k sestavení konceptu planetárních mezí?
Země odjakživa procházela různými změnami. Ale posledních 10 000 let, tedy období, které geologové nazývají holocén, bylo mimořádně stabilní. To umožnilo rozvoj lidských civilizací.

Předpokládá se, že bez působení člověka by holocén trval několik dalších tisíciletí. Ale zdá se, že nyní toto období stability končí a vstupujeme do nové éry zvané antropocén, kdy se lidstvo stává větším hybatelem změn než přirozené geologické procesy.

Autorem této myšlenky je profesor Paul Crutzen, který se mimochodem významně podílel na výzkumu ubývání ozonové vrstvy a dostal za to Nobelovu cenu. Spolu s ním a dalšími kolegy jsme se rozhodli oslovit asi 30 vědců z různých oborů, aby nám pomohli definovat bezpečné meze, ve kterých se lidstvo může pohybovat.

Problém je totiž v tom, že změny planetárních systémů neprobíhají lineárně, ale skokem. Takže jsme se snažili určit prahové hodnoty, které nesmíme překročit, jinak dojde k náhlým a nevratným změnám.

Kdy přesně antropocén začal?
O tom se zatím vedou diskuse. Někteří odborníci tvrdí, že už s počátkem zemědělství před 9000 lety, jiní ho zasazují do 19. století, kdy se začaly projevovat důsledky průmyslové revoluce.

Ale Paul Crutzen říká, a já s ním souhlasím, že v globálním měřítku se dopady lidské činnosti začaly projevovat až v polovině 50. let 20. století. Tehdy se hokejkové grafy řady indikátorů, jako jsou koncentrace skleníkových plynů, degradace půdy nebo ztráta biodiverzity, začaly ohýbat prudce nahoru.

V článku píšete, že ve třech případech jsme už bezpečnou mez překročili. Není tedy pozdě snažit se s tím něco dělat?
My jsme určili jednak bezpečné meze, a pak prahové hodnoty, odkud není návratu. Je pravda, že v případě klimatické změny, cyklu dusíku a ztráty biodiverzity jsme už překročili bezpečnou mez, ale nevíme přesně, kdy se dotkneme prahové hodnoty.

Samozřejmě pokud jde o biodiverzitu, pro konkrétní vymírající druhy není návratu už nyní. My ale tento problém hodnotíme podle toho, jaký vliv má z globálního hlediska pro celý planetární systém.

Zatím to vypadá, že nejvíc se prahové hodnotě blížíme v oblasti změny klimatu. Například v roce 2007 došlo k náhlému ubývání ledu v Arktidě. Když led roztaje, povrch získá tmavší barvu a lépe pohlcuje tepelné záření. Tím se oteplování zesiluje a v tomto případě už možná opravdu není návratu.

Jako bezpečnou hranici pro změnu klimatu jste určili koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře 350 ppm (částic v milionu). Není ale hodnocení klimatu jen podle koncentrace CO₂ příliš zjednodušující?
Máte pravdu, proto jsme také jako druhý indikátor zvolili ještě tzv. radiační působení. To vyjadřuje množství tepla dopadajícího na zemský povrch a tudíž zahrnuje působení všech skleníkových plynů, nejen oxidu uhličitého. Jako bezpečnou mez jsme zvolili jeden watt na čtvereční metr.

A oxid uhličitý jsme si vybrali jako indikátor ze dvou důvodů. Ať se to někomu líbí nebo ne, tvoří 70 procent celého problému. Kromě toho, že způsobuje skleníkový efekt, podlí se také na uvolňování vodní páry, která je dalším skleníkovým plynem, takže se tím oteplování dál zesiluje.

A druhý důvod?
Ten spočívá v tom, že n Neumíme rozlišovat mezi špatným a méně špatným uhlíkem. Oxid uhličitý ze spalování fosilních paliv, jako je uhlí nebo ropa, je stoprocentně špatný. Byl po miliony let bezpečně schovaný v nitru naší planety a my ho vypouštíme ven jako džina z lahve. Je to vlastně po miliony let uložená solární energie. Není součástí žádného přírodního cyklu, je tam zamčená, my ji vytahujeme a neumíme ji vrátit zpátky.

Vedle toho se ale uhlík uvolňuje také ze zemědělské činnosti, z lesů a půd. Je to přirozený proces, ale v atmosféře není rozdíl mezi molekulou CO₂ z fosilního paliva nebo ze zetlelé rostliny. V rámci stability naší planety je určitý stupeň koloběhu uhlíku přirozený a my ho nechceme omezit na nulu - to bychom, bráno doslova, nemohli ani dýchat. Ale chtěli jsme stanovit udržitelnou mez.

Proč jste tedy pro určení hranice nepoužili přímo uhlík?
Musím přiznat, že jsme o tom také uvažovali a hodně jsme o tom diskutovali. V tom případě bychom tuto mez vyčíslili celkovým množstvím uhlíku, které smí lidstvo v letech 2000 až 2050 emitovat, což je asi bilion tun uhlíku.

Je pravda, že s koncentrací CO₂ se asi lépe pracuje, a to nejen vědcům, ale i politikům. Asi není náhoda, že váš článek vyšel pár měsíců před setkáním v Kodani, kde zástupci světových velmocí jednali - byť neúspěšně - právě o omezování emisí oxidu uhličitého...
Naopak, to byla náhoda, my jsme ho do Nature posílali asi o půl roku dřív, ale trvalo, než jsme se s nimi dohodli na výsledné podobě článku. Nakonec k tomu přidali redakční logo "Road to Copenhagen" (Cesta do Kodaně), což nás docela naštvalo.

Naším cílem bylo oslovit vědeckou komunitu a vyvolat v ní diskusi, přinést nové paradigma uvažování o udržitelnosti na globální úrovni. Nebylo to zacílené na politiky, ale postupně si ten článek začal žít svým vlastím životem. Prezident Malediv z něj dokonce během jednání v Kodani citoval, když se snažil ostatní přimět k rychlejší dohodě o změně klimatu. A já s ním samozřejmě souhlasím, ale opravdu to nebylo záměrem tohoto článku.

Za další kritickou oblast považujete cyklus dusíku a fosforu, tedy prvků, které jsou základem hnojiv. Lidí ale Zemi pořád přibývá - jak se podle vás mají uživit?
Tato připomínka se objevila i v jednom komentáři doprovázejícím náš článek přímo na webu Nature. Ale jeho autor zcela zásadně neporozuměl našemu konceptu.

Všechny limity růstu, ekologické stopy a ostatní projekce budoucnosti jsou kompromisem mezi společenskými a ekologickými faktory. Vycházejí z toho, že v roce 2050 tu bude žít devět miliard lidí. Pak se ptají, kolik jídla budou tito lidí potřebovat a kolik ho dokážeme vyprodukovat na jednom hektaru. Z toho pak vypočítají, kolik budeme potřebovat půdy, vody a hnojiva.

My jsme si ale řekli, že takhle uvažovat nejde. Nemůžeme začínat na straně spotřeby, ale na straně planety – u toho, co nám dovolí. Přirozený roční cyklus dusíku je 102 milionů tun. Lidé ho přitom ročně použijí 120 milionů tun. To má jednoznačný důsledek v mrtvých zónách moře u východního pobřeží USA i u Evropy. Baltské moře se v tomto ohledu blíží ke svému kritickému bodu zlomu.

Takže jsme spočítali, že musíme snížit spotřebu dusíku o celých 75 procent. To je obrovské číslo, ale nemá vůbec nic společného s tím, kolik lidí má hlad. Tím jsme se v tuhle chvíli vážně nezabývali. My jsme si jen položili otázku, co všechno si můžeme dovolit, než se to naší planetě přestane líbit.

Oponenti vám ale vytýkají, že jste sice určili jakési hranice, ale už nenabízíte řešení, jak jich dosáhnout...
Proto v článku píšeme, že je to jen první návrh, který je potřeba dál rozpracovat. Chceme ještě zlepšit definici mezí, protože jsme si vědomi toho, že nejsou ideální. Chceme prozkoumat, jak spolu jednotlivé systémy souvisejí, lépe porozumět tomu, jak se navzájem ovlivňuje půda, voda, aerosoly atd. A také se chceme zabývat právě tím, jaké důsledky budou planetární meze mít pro světovou produkci potravin, jaké jsou možnosti adaptace naší společnosti. Zkrátka se zaměřit i na lidský rozměr fungování planetárních mezí.

Pokud jde o zmíněné hnojení, žádná druhá zelená revoluce nás nezachrání, protože globální systém má svoje limity. Dnes se dusík v zemědělství nevyužívá efektivně, rostliny ho pojmou jen malou část a většina končí v podzemních vodách, v řekách a nakonec v mořích.

V průmyslových zemích se dnes na hektar použije 250 kilogramů dusíku. Přitom křivka závislosti výnosů na množství dusíku jde nejdřív strmě nahoru, ale pak už je skoro vodorovná. Takže od určitého bodu už další přidané kilogramy dusíku nemají velký význam. Bohatě by stačilo 100 kg dusíku, jenže je tak levný, že se nadužívá.

Přitom v zemích, jako je Afrika, Indie, část Číny a Latinské Ameriky, kde bude nejvíc zapotřebí zvýšit výnosy, protože tam přibude nejvíc lidí, se naopak hnojí málo. V Africe se používá pouhých sedm kilogramů dusíku na hektar, a potřebovali by ho desetkrát víc. Takže si umím představit, že s chytrými politickými opatřeními můžeme přesunout velkou část dnes nadměrně užívaného dusíku tam, kde je ho opravdu zapotřebí.

Třetí hranicí, kterou jsme podle vás překročili, je ztráta biodiverzity. Určili jste ji tak, že by nemělo ubývat víc než deset z milionu druhů ročně. Je ale možné použít jedno univerzální číslo pro zvířata, rostliny i mikroby?
Měli jsme pocit, že je to nejlepší způsob, který dnes máme k dispozici, je to veličina, kterou biologové běžně používají. A biologická dizverzita si určitě zaslouží být zařazena mezi planetární hranice, protože je stále víc důkazů, že rozmanitější ekosystémy se dokážou lépe vyrovnat s nečekanými situacemi, jako je vichřice, sucho nebo povodně. Biodivezita pomáhá udržet stabilitu, protože různé druhy reagují na nové podmínky odlišně.

Druhy organismů pochopitelně vymíraly odjakživa, ale v přirozené tempo je jeden až dva druhy z milionu ročně. Lidé ale dnes ničí sto až tisíc druhů z milionu, udržitelné množství by bylo deset.
Z vědeckého hlediska to není dostatečně vhodný indikátor, někdo se může ptát, proč to není pět nebo patnáct. Ale je to zástupný činitel, který nám umožňuje aspoň nějak biodiverzitu kvantifikovat.

Dnes ale sami biologové nevědí, kolik druhů rostlin a živočichů na světě existuje, dodnes se objevují nové druhy. Jak tedy můžete spočítat, kolik jich mizí?
Vycházíme z toho, že jsme už objevili všechny důležité druhy, které se významně podílejí na stabilitě naší planety. Víme například, že predátoři, jako jsou žraloci, delfíni nebo velryby, hrají důležitou roli. Myslím, že není pravděpodobné, že najdeme nový druh, který by zásadním způsobem změnil naše chápání toho, jak fungují ekosystémy.

Jsme si ale vědomi, že určení této hranice není ideální a možná ho v dalším kroku změníme v tom smyslu, že nebudeme počítat konkrétní druhy, ale tzv. funkční diverzitu. Podíváme se na základní funkce ekosystému, které jsou nutné k jeho existenci: musí se umět vyrovnat s nečekanými událostmi, musí tam fungovat koloběh živin, vzduchu a vody. A pak se můžeme ptát, jaká biodiverzita je potřeba k tomu, aby tyhle čtyři věci fungovaly. Je k tomu potřeba dejme tomu tygr? Pokud ano, tak ho tam zařadíme.

Další planetární mezí je využití krajiny. Berete v úvahu jen zemědělskou půdu, která by neměla přesáhnout 15 procent globální plochy. Je podle vás v pořádku, že opomíjíte městskou zástavbu?
O tom jsme dlouho a složitě diskutovali. Vedle městské zástavby jsme vynechali také pastviny, které třeba v Amazonii nahrazují stále víc deštných pralesů kvůli rostoucí produkci hovězího dobytka.

Ale nakonec jsme došli k závěru, že expanze orné půdy je zdaleka největším procesem, přibývá jí o 0,5 až 0,6 procenta ročně, takže se její plocha za 30 let zdvojnásobí. I když je pravda, že se tento proces zpomaluje, zatímco růst městské zástavby se zrychluje, takže jednou se tyto fenomény vyrovnají.

Další věc je, že naše hranice jsou globální a nezohledňují regionální rozdíly. Věřím, že třeba ve střední Evropě může být větším problémem městská zástavba, zatímco zemědělská půda tu nepřibývá, spíš naopak. Ale v celosvětovém měřítku je to obráceně.

To ale platí i u dalších hranic. Kritikové nám třeba vytýkají, že nezohledňujeme regionální rozdíly ve spotřebě vody. Samozřejmě jsou oblasti, které trpí suchem víc než jiné. Ale nám šlo o to určit celosvětový souhrn vody, kterou může lidstvo využívat.

V tomto ohledu máme kupodivu ještě rezervy. Spočítali jsme, že udržitelná je spotřeba 4000 až 5000 kubických kilometrů sladké vody ročně. V současné době využíváme jen 2600 až 2700 km³ vody. Takže vody není nedostatek, ale jde o to, jak ji distribuujeme a jak s ní dovedeme hospodařit. Proto se v dalším kroku chceme víc zaměřit právě na regionální rozdíly u jednotlivých mezí.