Tutkimus: Maapallon rajat tulleet vastaan – jo kuusi yhdeksästä planetaarisesta rajasta ylitetty

Keskiviikkona julkaistu tutkimus päivittää yhdeksän eri planetaarisen rajan kehystä ja selvittää niiden ylittämisestä johtuvaa maapallon olosuhteille ja ihmisille aiheutuvaa riskiä. Tutkimus osoittaa, että ihmisen toiminta vaikuttaa yhä enenevässä määrin useisiin maapallon biofysikaalisiin järjestelmiin ja sen hyvinvointiin, sekä lisää vielä rajumpien muutosten riskiä koko planeetalla.

Kansainvälisen tutkijaryhmän tiedotteessa muistutetaan, että maapallon tilaa on yli kolmen miljardin vuoden ajan ohjannut maapallolle kehittyneen elämän sekä ilmaston vuorovaikutus. Nykyhetkeen tultaessa ihmisten toimet, kuten luonnon hävittäminen maankäytön tieltä, jokien virtaaman muokkaaminen esimerkiksi patoamalla ja kasvihuonekaasujen päästöt ilmakehään, vaikuttavat kuitenkin tähän herkkään järjestelmään.

Tutkimuksessa määritellyt yhdeksän planetaarista rajaa edustavat ympäristön eri osa-alueita ja prosesseja, jotka säätelevät maapallojärjestelmän tilaa ja siten myös elinkelpoisuutta ihmisille. Pyrkimyksenä on uusinta tieteellistä ymmärrystä hyödyntäen määritellä rajat sille, missä määrin ihmisen toiminnan voidaan antaa muokata näitä kriittisiä prosesseja ilman, että vaarana ovat peruuttamattomat, ihmiskunnan elinolosuhteisiin vaikuttavat muutokset maapallon tilassa.

“Monimutkainen ja yhteenkytkeytynyt maapallojärjestelmä on hyvin hankalasti mitattavissa ja mallinnettavissa oleva asia, joten tarkkojen rajojen ja kynnysarvojen määrittely on todella vaikeaa. Planetaaristen rajojen ideana onkin, että parhaan tämänhetkisen tietämyksen perusteella määritellään eräänlaiset riskirajat, joiden kohdalla pitäisi vetää hätäjarrusta”, Aalto-yliopistosta tutkimukseen osallistunut tutkijatohtori Miina Porkka toteaa.

Uusimman tiedon myötä päivitetty tutkimus planetaarisista rajoista julkaistaan nyt kolmatta kertaa. Alun perin vuonna 2009 julkaistuihin kahdeksaan eri osa-alueeseen on lisätty myös yhdeksäs planetaarinen raja, joka selvittää ihmisten tuottamien yhdisteiden kuten kemikaalien ja mikromuovien vaikutusta maapalloon. Vuonna 2009 rajoista kolme todettiin ylitetyiksi, vuoden 2015 päivityksessä näitä oli neljä, ja tuoreessa päivityksessä ylitettyjä raja-arvoja on jo kuusi. Tutkimuksessa havaittiin, että planetaaristen rajojen riskitaso kasvaa kaikilla muilla osa-alueilla paitsi otsonikerroksen osalta.

Keskiviikkona arvostetussa Science Advances -lehdessä julkaistua tutkimusta on ollut tekemässä kaikkiaan 29 tutkijaa kahdeksasta eri maasta. Suomesta mukana oli Aalto-yliopiston tutkijaryhmä, johon kuuluvat tutkijatohtori Miina Porkka, tohtorikoulutettava Vili Virkki sekä professori Matti Kummu. Ryhmä johti tutkimuksessa esiteltyä laajaa päivitystyötä makean veden planetaariseen rajaan liittyen.

Muutokset makean veden raja-arvossa osin metodologisia – mutta silti vakavia

Porkka, Virkki ja Kummu tutkivat osiossaan makean veden planetaarista rajaa, jolle määriteltiin nyt ensimmäistä kertaa kaksi komponenttia: maan kosteuden muutos, joka kuvaa veden roolia maaekosysteemien ja ilmaston säätelyssä, sekä jokien virtaaman muutos, joka liittyy erityisesti vesiekosysteemien hyvinvointiin. Molempien osalta tarkasteltiin ihmisten toimien vaikutusta koko maapallon mittakaavassa esiteollisesta ajasta alkaen. Makean veden rajojen todettiin nyt ensimmäistä kertaa ylittyneen. Dramaattiselta vaikuttava muutos edellisiin tutkimuksiin verrattuna johtuu pitkälti aikaisempia tutkimuksia kehittyneemmän ja kattavamman metodologian käyttöönotosta.

“Koko tämä kehitysprosessi lähti siitä, että olimme vahvasti sitä mieltä ettei aiempi metodologia kuvannut riittävällä tavalla veden roolia maapallojärjestelmässä tai niitä monia eri tapoja, joilla ihminen muokkaa veden määrää ja ajallista jakautumista”, Porkka selventää.

Tutkijat selvittivät sitä kuinka paljon ekosysteemeillä tai ympäristöllä on vettä käytössään ja kuinka usein poikkeuksellisen kuivat tai märät kaudet toistuvat.

“Aiemmin tutkittiin vain sitä, kuinka paljon vettä voidaan ottaa ihmisten käyttöön, mikä kuvaa hyvin kapeasti ihmisten toimien vaikutuksia. Me keskityimme siihen, paljonko joissa ja maaekosysteemeissä on vettä jäljellä ihmisten toimien jälkeen, ja suhteutimme sen ympäristön luonnolliseen tilaan”, Virkki yksinkertaistaa.

Makean veden planetaarisen rajan ylittyminen vastaakin heidän mukaansa nyt paremmin sitä käsitystä, mikä vesialan tutkijoilla on aiemmin ollut maailman makeiden vesien tilasta. Tutkimustulos on joka tapauksessa vakava ja huolestuttava, Porkka ja Virkki toteavat.

“Käytämme tutkimuksessa globaalia avointa dataa, joka ulottuu aina esiteolliseen aikaan asti. Vertasimme sitä nykypäivän dataan, ja huomasimme, että olemme jo aika kaukana tästä luonnollisesta tilasta.” Virkki sanoo.

”Maapallon verenpaine on liian korkealla”

Planetaaristen rajojen ylittymisen trendi on huolestuttava, toteaa tutkimusta johtanut professori Katherine Richardson Kööpenhaminan yliopiston Globe-instituutista.

“Kuuden rajan ylittyminen ei sinänsä välttämättä merkitse katastrofia, mutta se on hyvin selkeä varoitussignaali. Voimme suhtautua siihen kuten omaan verenpaineeseemme: se, että verenpaine ylittää 120/80 ei ole tae sydänkohtauksesta, mutta se lisää sen riskiä. Siksi yritämme alentaa sitä. Omaksi ja tulevien sukupolvien parhaaksi meidän on vähennettävä näihin kuuteen planetaariseen rajaan kohdistuvaa painetta”, Richardson sanoo tutkijaryhmän tiedotteessa.

Tutkijoiden mukaan tuoreimman päivityksen keskeinen tulos on, että yhä suurempi huomio tulee jatkossa keskittää paitsi planetaaristen rajojen eri osa-alueisiin, myös niiden välisiin vuorovaikutuksiin.

"Keskittyminen yksin ihmisen aiheuttamaan ilmastonmuutokseen ei riitä, jos haluamme suojella koko maapallojärjestelmää peruuttamattomilta haitoilta", sanoo Potsdamin ilmastovaikutusten tutkimuslaitoksen PIK:in johtaja Johan Rockström. Hän on myös vuonna 2009 julkaistun alkuperäisen, planetaariset rajat esitelleen tutkimuksen pääkirjoittaja.

“Tunnustamme tämän jo ilmaston osalta, sillä Pariisin ilmastosopimuksessa on hyväksytty ilmaston osalta raja-arvoksi 1,5 celsiusasteen nousussa pysymisen. Samoin maailma on hyväksynyt biologisen monimuotoisuuden planetaarisen rajan, kun Montrealissa ja Kunmingissa vuonna 2022 pidetyssä COP15-konferenssissa päätettiin pysäyttää ja lopulta kääntää biologisen monimuotoisuuden häviäminen niin maalla kuin valtamerissäkin", Johan Rockström sanoo.

Tutkimusta johtanut Richardson toivoo planetaaristen rajojen toimivan herätyksenä ihmisille. 

“On välttämätöntä rajoittaa ihmisen toiminnan vaikutuksia planeettaamme. Vain näin voimme säilyttää maapallon olosuhteet sellaisina, jotka ovat taanneet ihmisyhteisöjen kehittymisen ja voivat taata tämän myös jatkossa”, Katherine Richardson toteaa.