Schimbările climatice sunt o binecuvântare, nu un blestem
Paul Hawken, ecologist
19 decembrie 2017
Pe 26 septembrie 1991 în Oracle, Arizona, a început un experiment despre care s-a spus că va reprezenta cel mai interesant proiect științific al Statelor Unite de după programul Apollo, culminat cu aselenizarea primului pământean. Pentru următorii doi ani, patru bărbați și patru femei s-au izolat complet de restul lumii într-un dom de sticlă și oțel numit Biosfera 2 (Figura 1). Construită pe o suprafață de 1,27 ha și având un volum de peste 200.000 m3, structura a fost menită să reproducă un sistem ecologic închis, asemănător celui terestru.
Figura 1 – Biosfera 2 (sursa)
Misiunea principală a proiectului Biosfera 2 – numit așa pentru a-l
deosebi de Biosfera 1, cea terestră (Figura 2) – a fost să demonstreze
viabilitatea sistemelor ecologice închise de a suporta viața pe alte
corpuri cerești (Luna, Marte). Ideea era că un biodom ar putea fi
transportat și instalat de noile misiuni interplanetare și că un grup
mic de oameni vor putea supraviețui cel puțin doi ani.A doua motivație a proiectului Biosfera 2 a fost studierea și analizarea interacțiunilor dintre cinci biomuri instalate: pădure tropicală, ocean cu recif de corali, mlaștină cu mangrove, savană și deșert, împreună cu un sistem agricol pentru subzistență.
Figura 2. Comparație între Biosfera 1 și Biosfera 2 (Sursa)
Al treilea scop al proiectului a fost studierea interacțiunilor
dintre oameni, practicile agricole și tehnologie, pe de o parte, și
restul naturii, pe de altă parte. Apa caldă și rece a fost circulată pe
baza energiei solare, dar electricitatea a fost obținută clasic, prin
arderea gazului metan produs de o sondă din incintă. Fiind vorba de
utilizarea unui combustibil fosil – horribile dictu,
experimentul s-a apropiat mai mult de sistemul terestru decât de alte
sisteme planetare, unde nu există cărbuni, petrol sau gaze naturale
pentru producerea electricității.Până pe 26 septembrie 1993, cei opt participanți la experiment au consumat produsele semănate și recoltate de ei, fără chimicale. Principalii fertilizatori au fost organici: propriile excremente și produse vegetale moarte.
În zona agricolă au fost introduse 3.800 specii, printre care: 5 capre, 35 găini, 3 cocoși, două scroafe, un vier, pești tilapia, diverși copaci, ierburi ș.a.
Eșecurile experimentului Biosfera 2
1. Primul eșec al experimentului Biosfera 2 a început cu mâncarea bio, produsă de participanți: toți au suferit de foame continuă și au slăbit cu 16% față de greutatea lor inițială. Una dintre biosferieni (așa s-au autonumit cei opt participanti) a povestit cu melancolie despre foamea îndurată:
În Biosfera 2 am avut nevoie de patru luni ca să fac o pizza: am semănat, recoltat, treierat și măcinat grâul pentru aluat, după care a trebui să hrănesc și să mulg caprele ca să fac brânza. Pe Pământ, în Biosfera 1, am nevoie doar de două minute ca să dau un telefon și să comand o pizza aburindă.
Foamea i-a făcut pe unii participanți să încalce protocolul de a consuma numai ce puteau ei produce, repezindu-se pe furiș, contra protocolului, la alimentele de rezervă pentru îmbunătățirea dietei.
2. A doua problemă majoră cu care s-au confruntat biosferienii vreme de doi ani a fost consumarea rapidă a oxigenului introdus inițial (despre cauza acestei reacții, puțin mai târziu). Concentrația inițială de O2 din atmosfera artificială era similară celei din atmosfera terestră, ~21%. După 16 luni, șapte tone de O2 dispăruseră misterios, iar concentrația O2 din aerul respirabil scăzuse la 14,5%, valoare întâlnită la o altitudine de peste 4.000 m. Unii biosferieni au început să sufere de oboseală și sufocări bruște în timpul somnului. Încălcându-se protocolul inițial, s-au deschis geamurile de salvare și s-a injectat oxigen suplimentar în ianuarie și august 1993.
3. A treia și poate cea mai importanță problemă care a condus la eșuarea experimentului Biosfera 2 a fost fluctuația haotică a concentrației de CO2. Variațiile zilnice ale nivelului de CO2 au fost în medie de 600 ppm: o scădere în timpul zilei datorită fotosintezei, urmată de o creștere în timpul nopții, datorată respirației plantelor. Contribuția arderii gazului metan la variațiile CO2 nu a fost măsurată, nici estimată. Variațiile sezonale au fost extrem de mari: de la 1,000 ppm în timpul verii s-a ajuns la concentrații de 4.000 – 4.500 ppm pe timp de iarnă. Pentru comparație, reamintesc că Biosfera 1 are o concentrație globală de ~400 ppm, de peste 11 ori mai mică decât maximul măsurat în Biosfera 2. Variația diurnă a nivelurilor de CO2 din zona metropolitană Paris a fost în 2016 cuprinsă între 2.6 – 30.6 ppm[1], adică de zeci de ori mai mică decât cea din Biosfera 2.
Valorile foarte mari și fluctuațiile haotice ale concentrației de CO2 au avut efecte nefaste asupra biosferei artificiale: majoritatea speciilor vertebrate (19 din 25) și toate insectele polenizatoare au murit, afectând ciclurile de reproducere ale plantelor. În contrast, alte insecte, precum gândacii de bucătărie, furnicile sălbatice și cosașii au prosperat. Liane de tipul zorelelor au crescut intens și au sufocat alte plante. Copacii din biomurile pădure tropicală și savană au suferit de etiolare (creștere pe întuneric) și de lipsa stresului eolian, produs ca răspuns la vânturile care îi leagănă în condiții naturale.
Managerii experimentului au încălcat încă o dată protocolul de reciclare naturală a tuturor materialelor și au instalat în secret un dispozitiv de extragere a CO2 din aer pentru a aduce concentrațiile mai aproape de cele terestre.
Ce s-a întâmplat, de fapt, cu oxigenul și dioxidul de carbon din domul biosferic? Un grup de geochimiști de la Columbia University au demonstrat[2], pe baza unor analize izotopice, că solurile introduse pentru a simula pe cele din pădurea tropicală și savană au conținut prea multă materie organică. Microbii au metabolizat acest material la o rată anormal de ridicată, în timpul căreia au consumat mult oxigen, generând un surplus de CO2. Plantele din Biosfera 2 ar fi trebuit să utilizeze acest exces de dioxid de carbon prin fotosinteză și să restabilească o parte din oxigenul pierdut. Însă rata respirației microbilor a fost mai mare decât cea a fotosintezei plantelor (probabil și din cauza slabei penetrări a luminii solare prin pereți).
În plus, a mai avut loc o reacție, care a folosit o parte din CO2 produs și care explică de ce declinul oxigenului nu a corespuns cu o creștere corespunzătoare a concentrației de CO2.
Marea majoritate a zidurilor Biosferei 2 a fost construită din beton, care conține hidroxid de calciu. În loc să fie consumat de plante pentru a produce mai mult oxigen, excesul de dioxid de carbon a reacționat cu hidroxidul de calciu în pereții de beton pentru a forma carbonat de calciu (calcar) și apă:
Ca (OH) 2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
Această ipoteză a fost confirmată atunci când cercetătorii au testat pereții și au descoperit că aceștia conțin aproximativ de zece ori mai mult calcar pe suprafețele interioare decât pe cele exterioare.
4. Ultimul eșec demn de menționat s-a manifesta în domeniul psihologic și al conflictelor interpersonale produse de izolarea grupurilor umane pe perioade lungi. Singurele experimente oarecum similare până la Biosfera 2 le-au efectuat cercetătorii care au locuit în Antarctica pe timp de iarnă.
Pentru că niciunul din cei opt membri ai experimentului nu era climatolog (au fost un doctor, un inginer constructor și șase persoane entuziaste, fără pregătire specială), scăderea cantității de oxigen în condițiile creșterii celei de CO2 le-a dat mult de gândit și dezbătut în contradictoriu, ajungând-se, în cele din urmă, la formarea a două „bisericuțe”. După nici un an petrecut împreună, oameni care fuseseră inițial prieteni buni s-au transformat în dușmani implacabili, aproape fără să mai vorbească unii cu alții. Cele două grupuri s-au acuzat reciproc că au modificat sau fabricat date, au mâncat pe ascuns, au introdus provizii prin contrabandă – dinamitând, practic, partea științifică a experimentului. Pentru că nu se putea rezolva misterul dispariției oxigenului, unii au propus să continue activitățile fără modificări ale programului inițial, dar ceilalți au opinat pentru efectuarea unor studii ecologice clasice, ceea ce contravenea ideii originale.
Cei opt participanți la experiment au părăsit biodomul pe 26 septembrie 1993.
După doi ani și $200 milioane cheltuite, Biosfera 2 s-a dovedi a fi nu cel mai interesant proiect științific după programul Apollo, ci o mascaradă științifică.
Trei lecții de luat aminte în dezbaterea despre schimbările climatice
Prima lecție este simplă și directă:
Biosfera 2 a eșuat în încercările majore de a genera un aer respirabil, apă potabilă și suficientă hrană pentru doar opt oameni.
Acest experiment are și un caracter profetic[3]. Cea mai bună tehnologie americană de la începutul anilor 1990 nu a reușit pur și simplu să simuleze niște servicii ecologice de care oamenii au nevoie pentru a supraviețui în afara planetei noastre. Eșecul experimentului Biosfera 2 este un memento pentru a ne aduce cu picioarele pe pământ: nu știm ori nu înțelegem sistemele noastre naturale suficient de bine pentru a le putea reproduce, fie și la o scară miniaturală.
Un alt memento merită luat în seamă. Opt oameni au avut nevoie de $200 milioane dolari cheltuiți pe echipamentele cele mai high-tech ale vremii ca să producă un haos ecologic. De câți bani am avea oare nevoie pentru cei peste 7.600.000.000 oameni ai planetei ca să-i salvăm de consecințele schimbărilor climatice?
Să ne amintim apoi despre cele trei linii de apărare în lupta contra încălzirii globale antropogene: reducerea emisiilor de gaze antropogene cu efect de seră, adaptarea pro-activă și reactivă pentru a reduce vulnerabilitățile sistemelor biologice și sociale provocate de schimbările climatice și geo-ingineria climatică, acel grup de metode care urmăresc să controleze radiația solară (Solar Radiation Management, SRM) sau să extragă CO2 din atmosferă ori din alte surse și să-l injecteze în rezervoare naturale (Carbon Dioxide Removal, CDR)[4]. Cu excepția sechestrării geologice a dioxidului de carbon (domeniu în care lucrez cu studenții mei din 2009, cu finanțare parțială obținută prin concurs din partea Guvernului federal american), toate celelalte metode geo-inginerești sunt utopice, netestate pe scară globală, cu riscuri politice și economice imense, cu consecințe posibil ireversibile – pe scurt, o cutie a Pandorei. Biosfera 2 a fost un experiment care se încadrează în domeniul geo-ingineriei.
În altă ordine de idei, am asociat diversele metode propuse de geo-inginerie cu mitul babelian.[5] Un mit – Noi suntem stăpânii naturii și constructorii Turnului Babel – care mobilizează ideea utopiilor climatice și abilitatea noastră de a ne imagina diverse lucrări pentru beneficiul omenirii. Aspirația către un statut asemenea lui Dumnezeu, către lauda de sine și gloria personală, exemplifică perfect ideea greacă de hybris – o mândrie nemăsurată, o supra-apreciere a forțelor proprii în confruntarea cu destinul și o dorință de dominare a Naturii și a celor din jur.
Credința în abilitatea oamenilor de a controla Natura este și atributul arogant, chiar dacă subliminal, al eforturilor diplomatice internaționale (gen Acordul Climatic de la Paris), de a angaja națiunile în lupta lor contra schimbărilor climatice. Pe lângă dorința noastră de dominare și stăpânire a naturii, mitul Turnului Babel subliniază totodată lipsa înțelepciunii și umilinței de a le exercita.
Lecția a doua
Cei opt voluntari au trăit pentru doi ani complet izolați de Biosfera 1, cea terestră. În instalația închisă unde au muncit, mâncat și dormit, aerul pe care l-au respirat a avut concentrații de CO2 de până la zece ori mai mari decât cele din atmosfera actuală. Au avut printre ei un profesor de medicină care le-a monitorizat permanent starea de sănătate. Și, în ciuda concentrațiilor uriașe de CO2, cei opt voluntari s-au plâns doar de foame și scăderea nivelului de oxigen și s-au certat din motive de izolare și conflicte interpersonale.
Nivelurile sezonale (4.000 – 4.500 ppm) și variațiile incredibile (600 ppm/zi) ale concentrației de CO2 din atmosfera Biosferei 2 au depășit cu mult tot ce se știe despre acest gaz în istoria geologică a Pământului. De exemplu, pe timpul dinozaurilor, cca 65 milioane ani în urmă, planeta a fost o grădină imensă, cu valori ale concentrației de CO2 între 900 – 1.800 ppm. Chiar și asteroidul care a lovit Terra, provocând a cincea extincție planetară, a dus la creșterea temporară a concentrației de CO2 cu 350 – 500 ppm. Concluzia mea este că atmosfera creată artificial în biodomul din Arizona o fost o replică mult greșită a celei terestre. Consecințele au fost neașteptate: pe de o parte, pierderi masive de vertebrate și insecte polenizatoare, pe de alta, câștiguri importante printre alte insecte și plante. De aceea, nu se poate argumenta un caz concluziv pro sau contra nivelurilor foarte ridicate de CO2.
Când dezbaterile actuale despre posibilele consecințe ale schimbările climatice se învârt în jurul unor creșteri ale concentrației de CO2 de la ~280 ppm la ~400 ppm, cu variații diurne de maximum 30 ppm, ar trebuie să considerăm și experimentul Biosfera 2 și cum lucrurile au scăpat de sub control acolo în circa doi ani.
Lecția a treia
Experimentul Biosfera 2 a urmărit un foarte nobil scop: să demonstreze viabilitatea unor sisteme ecologice încapsulate care, transportate cumva, ar putea suporta și menține viața umană în spațiul cosmic. Unii oamenii visează de multă vreme că civilizația umană ar putea călători și coloniza alte planete[6]. Utopiști ca Elon Musk, care și-ar dori să trăiască și să fie îngropat pe Marte, întrețin această iluzie absurdă. O întreagă literatură SF se hrănește din ficțiunea terra-formării altor planete și-i menține nestinsă flacăra.
Realitatea demonstrată de experimentul Biosfera 2 este mult mai prozaică și ar trebui să fie dușul rece pentru trezirea visătorilor. Dacă opt oameni, buni prieteni la început, mânați de aceleași bune intenții originale, n-au putut trăi fără să se certe, să se acuze reciproc, să creeze „bisericuțe”, nici măcar un singur an, cum ne imaginăm că se vor întâmpla lucrurile cu primele coloniile umane de pe Marte sau de pe Lună?
Pentru a spune povestea până la capăt, trebui să adaug că, după eșecul primei misiuni din biodom, o a doua echipă s-a angajat să ducă la îndeplinire experimentul ratat în 1993. După îmbunătățiri masive al sistemelor instalate și cercetări extinse pentru rezolvarea primelor seturi de probleme, echipa a doua a intrat în biodom pe 6 martie 1994.
După numai trei săptămâni, pe 1 aprilie 1994, au izbucnit certuri puternice între biosferieni, care au necesitat intervenția ofițerilor federali pentru calmarea spiritelor. Pe 5 aprilie, doi membri din prima misiune au vandalizat experimentul prin deschiderea ușii de acces și a trei ieșiri de urgență. Cinci ferestre au fost sparte. Astfel, aerul din Biosfera 2 a fost amestecat cu cel din Biosfera 1, compromițând protocolul izolării complete. Unii membri au părăsit intempestiv instalația spre a fi înlocuiți de alții. În final, misiunea 2 s-a terminat prematur pe 6 septembrie fără a produce niciun raport științific.
Eșecurile a două misiuni consecutive de a locui doi ani într-un spațiu încapsulat, posibil claustrofob, ridică întrebări serioase despre visurile unora de a vedea specia umană părăsind un Pământ amenințat de tot soiul de nenorociri și colonizând alte spații cosmice. După cum am scris, cu peste doi ani în urmă, suntem singuri în Univers și condamnați să rămânem așa. Da, omenirea trăiește ca un orfan singuratic pe o mică bucată de rocă în mijlocul unui univers dezolant, tăcut și neospitalier. Dar acea bucată de rocă este singura casă pe care o avem și-o vom avea vreodată.
Concluzii
Eșecul experimentului Biosfera 2 trebuie să ne servească drept ghid pentru modul cum abordăm schimbările climatice în dezbaterile noastre (cvasi)interminabile. Punctul de plecare, confirmat de-a lungul a miliarde de ani, este că schimbările climatice sunt ca un tren care nu poate fi oprit. Și totuși, există unii cercetători și oameni de bună credință care cred cu tărie, de exemplu, că dacă aruncăm o jumate vapor plin cu cuie ruginite în ocean vom obține o glaciație! (Metoda se numește fertilizarea oceanelor)[7]. Alții vor să injecteze norii cu aerosoli, sau să plaseze oglinzi uriașe în calea radiației solare, sau să accelereze dezintegrarea chimică a rocilor carbonatice sau silicoase de pe suprafața terestră și multe altele.
Toate metodele geo-inginerești, pe linia mitului babelian, agită ideea periculoasă că noi suntem stăpânii universului, că noi putem controla natura, că depinde numai de noi ce fel de climă vom avea. Sub influența limbajului folosit în alt mit – schimbările climatice văzute ca o Apocalipsă – controlul schimbărilor climatice devine astfel ultimul proiect pe care guvernanța și dominația umane l-ar putea duce la bun sfârșit înainte de finalul inexorabil.
Nimic mai greșit. Biosfera 2 a demonstrat că sistemele construite de oameni sunt înlocuitori de proastă calitate ai sistemelor naturale (recitiți valorile concentrațiilor de CO2 și oxigen). Nu putem juca zaruri cu Natura. Riscurile sunt inestimabile. Dacă pierdem în acest joc, cine va răspunde? Care vor fi polițele de asigurare și cine le va plăti? Dacă acceptăm jocul cu Natura, cine îl va conduce? Cine va ține mâna pe termostatul terestru? ONU? China? UE? India? Rusia? Foarte ușor ne putem trezi înrobiți într-o lume kafkiană din care nu există scăpare.
Schimbările climatice ar putea fi comparate cu o armă încărcată și îndreptată către tâmpla civilizației actuale. Ameliorarea ar scoate gloanțele din armă înainte de a putea să fie tras un singur foc. Adaptarea ar însemna mișcarea capului, astfel încât atunci când arma va trage, nu va produce răni grave, cel mult o zgârietură pe obraz. Geo-ingineria ar însemna să-ți construiești o cască suficient de solidă ca să reziste unor rafale continui de gloanțe. Chiar dacă ar fi posibil, va trebui să înghițim antinevralgice toată viața.
NOTE_______________________
[1] Xueref-Remy, I. et al., 2016, Diurnal, synoptic and seasonal variability of atmospheric CO2 in the Paris megacity area, Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-2016-218, 2016, https://www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2016-218/acp-2016-218.pdf [2] Severinghaus, J.P., W. Broecker, W. Dempster, T. MacCallum, and M. Wahlen, 1994, Oxygen Loss in Biosphere 2, Eos, Transactions, American Geophysical Union, vol. 75, no. 3, pp. 33, 35-37
[3] Sovacool, B., M. A. Brown, and S. V. Valentine, Fact and fiction in global energy policy 15 contentious questions, Johns Hopkins, Baltimore, 371 p.
[4] Prezint aici o adaptare a capitolului 21 -Taking Sides: Climate Change Debate, din ultima mea carte, Exploring the Earth System, p. 269 – 284.
[5] Patru mituri esențiale ale schimbărilor climatice: edenic, apocaliptic, babelian și themisian
[6] Marte sau Earth 2.0 ? Terra-formarea sau colonizarea Planetei Roșii
[7] Give me a half tanker of iron, and I will give you an ice age
John Martin, oceanograf, 1988
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu