Riisin tuotanto vähenee ja hinta nousee tulevaisuudessa?

Uuden tutkimuksen mukaan maailman riisin tuotanto uhkaa vähentyä ilmastonmuutoksen seurauksena. Myös riisin hinta näyttäisi nousevan huomattavasti.

Maailman riisintuotannon tulisi lisääntyä noin yhdellä prosentilla vuosittain, jotta väestönkasvusta ja taloudellisesta kehityksestä kasvanut kysyntä saataisiin tyydytettyä. Riisi on tärkein viljelytuote Aasiassa ja mahdollinen kielteinen vaikutus riisin tuottoon olisi vakava riski Aasian ruokataloudelle. Voidaan kuitenkin olettaa, että ilmaston lämmetessä ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden noustessa riisin tuotto saattaisi nousta. Tosin aiemmissa tutkimuksissa on saatu myös päinvastaisia tuloksia. Esimerkiksi Peng ja muut (2004) tutkivat riisin tuottoa Filippiineillä ja heidän tuloksiensa mukaan ilmaston lämpeneminen vähentäisi riisin tuottoa vuotuisten minimilämpötilojen nousun takia. Riisin tuotto laski kymmenen prosenttia jokaista yhden celsiusasteen lämpenemistä kohti.

Myös Matthewsin ja muiden (1997) tutkimustuloksissa lämpeneminen vähensi riisin tuottoa Aasiassa. Toisaalta heidän tutkimuksessaan hiilidioksidin lisääntyminen lisäsi riisin tuottoa. Kokonaisuutena heidän tutkimuksessaan riisin tuotto laski muutamalla prosentilla. Yao ja muut (2007) tutkivat riisin tuottoa Kiinan tärkeimmillä riisialueilla ja heidän mukaansa tuotto nousisi, kun otetaan huomioon sekä lämpötilan että hiilidioksidin vaikutukset. Heidän mukaansa kuitenkin riisin vuotuisen tuoton vaihtelun lisääntymisestä saattaa tulla tulevaisuudessa ongelma. Lisäksi myös mahdollinen kuivuuden lisääntyminen saattaisi haitata riisin tuotantoa (Wassmann ja muut, 2009).

Ilmastonmuutoksen myötä siis lämpötilan, hiilidioksidin ja sadannan muutokset voivat vaikuttaa riisin tuottoon. Lisäksi merenpinnan nousu saattaa peittää alleen riisiä tuottavia viljelysmaita. Uudessa tutkimuksessa on selvitetty näiden vaikutusta riisin tuotantoon, kauppaan ja kulutukseen. Tutkimuksessa käytettiin globaalin riisinkaupan mallia.

Tutkimuksen tuloksien mukaan riisin tuoton muutokset ja merenpinnan nousu yhdessä aiheuttavat riisin tuotannon merkittävän vähenemisen. Lisäksi riisin hinta tulisi nousemaan, mikä aiheuttaa poliittista painetta elintarvikehuollon turvaamisen kannalta. Riisin globaali tuotanto näyttäisi vähenevän noin 1,6 – 2,7 prosenttia ja riisin maailmanmarkkinahinta nousisi noin 7,1 – 12,8 prosenttia. Merenpinnan nousu aiheuttaisi ongelmia riisin tuotannolle erityisesti Bangladeshissä, Japanissa, Taiwanissa, Egyptissä, Myanmarissa ja Vietnamissa. Nämä ongelmat saattavat olla vältettävissä tarvittavilla sopeutumistoimilla.

Uusi tutkimus:

Chi-Chung Chen, Bruce McCarl and Ching-Cheng Chang, Climate change, sea level rise and rice: global market implications, Climatic Change, DOI: 10.1007/s10584-011-0074-0. [tiivistelmä]

Muut lähteet:

R. B. Matthews, M. J. Kropff, T. Horie and D. Bachelet, Simulating the impact of climate change on rice production in Asia and evaluating options for adaptation, Agricultural Systems, Volume 54, Issue 3, July 1997, Pages 399-425, doi:10.1016/S0308-521X(95)00060-I. [tiivistelmä]

Shaobing Peng, Jianliang Huang, John E. Sheehy, Rebecca C. Laza, Romeo M. Visperas, Xuhua Zhong, Grace S. Centeno, Gurdev S. Khush, and Kenneth G. Cassman, Rice yields decline with higher night temperature from global warming, PNAS July 6, 2004 vol. 101 no. 27 9971-9975, doi: 10.1073/pnas.0403720101. [tiivistelmä, koko artikkeli]

R. Wassmann, S.V.K. Jagadish, K. Sumfleth, H. Pathak, G. Howell, A. Ismail, R. Serraj, E. Redona, R.K. Singh and S. Heuer, Chapter 3 Regional Vulnerability of Climate Change Impacts on Asian Rice Production and Scope for Adaptation, Advances in Agronomy, volume 102, 2009, Pages 91-133, doi:10.1016/S0065-2113(09)01003-7. [tiivistelmä]

Fengmei Yao, Yinglong Xu, Erda Lin, Masayuki Yokozawa and Jiahua Zhang, Assessing the impacts of climate change on rice yields in the main rice areas of China, Climatic Change, Volume 80, Numbers 3-4, 395-409, DOI: 10.1007/s10584-006-9122-6. [tiivistelmä]

Muutokset ilmastossa saattavat vaikuttaa mannerlaattojen liikkeisiin

Uudessa tutkimuksessa on löydetty todisteita siitä, että ilmasto-olosuhteet ovat saattaneet vaikuttaa Intian mannerlaatan nopeuteen. Miljoonia vuosia sitten voimistuneen monsuunin aiheuttamat sateet ovat kuluttaneet Himalajan itäosia, mikä on vähentänyt kitkaa Intian ja Euraasian mannerlaattojen välillä, jolloin mannerlaattojen välinen törmäysnopeus on kasvanut.

Sadanta Himalajalla lännestä itään.

Himalajan vuoriston korkeus kasvaa pikku hiljaa Kashmirin alueen noin kolmesta kilometristä Nepalissa sijaitseviin maailman korkeimpiin vuorenhuippuihin. Siitä korkeus taas vähenee itään päin mentäessä. Myös sademäärät muuttuvat Himalajalla merkittävästi. Vuotuinen sademäärä on Himalajan länsiosissa noin yksi metri, mutta itäosissa sademäärä on noin neljä metriä vuodessa. Intian monsuuni aiheuttaa tämän suuren sademäärän.

On arveltu, että monsuuni voimistui noin 9 – 6 miljoonaa vuotta sitten, kun Intian mannerlaatta (eli litosfäärilaatta) kohosi tarpeeksi toimiakseen lämmönlähteenä ja estääkseen pohjoiseen suuntautuvia ilmavirtauksia. On kuitenkin mahdollista, että Himalajan vuoristo oli jo tuolloin riittävä este ilmavirtauksille ja olisi siten voinut saada aikaan monsuunin voimistumiselle sopivat olosuhteet. Tässä tapauksessa monsuunin voimistuminen olisi tapahtunut jo aiemmin mioseenin keskivaiheilla. On joitakin havaintoja, jotka tukevat tätä näkökulmaa. Esimerkiksi kostealle trooppiselle ilmastolle ominaiset lajit näyttävät ilmaantuneen alueelle mioseenin keskivaiheilla. Sitä ennen alueella esiintyi kuivemman ilmaston lajeja.

Monsuuni syntyy maa-alueiden ja meren välisestä lämpötilaerosta. Keväällä ja kesällä maa-alueet lämpenevät merta nopeammin, jolloin lämpötilaeron synnyttämä paine-ero saa aikaan mereltä puhaltavan monsuunituulen. Tuuli tuo mereltä kosteutta, mikä tiivistyy monsuunisateeksi ilmamassojen noustessa Himalajaa pitkin korkeammalle.

Monsuunisateet ja -tuuli aiheuttavat eroosiota. Maakerroksista ja meren pohjasedimenteistä on analysoitu muinaisia eroosion merkkejä. Niiden perusteella on voitu arvioida monsuunin voimistumisen ajankohtaa. Asia on silti vielä epäselvä. Tuulen kerrostamasta maaperästä ja merisedimenteistä on arvioitu monsuunin voimistuneen 12 – 8 miljoonaa vuotta sitten, minkä jälkeen monsuunin voimakkuus olisi pysynyt vakaana ainakin plioseenin loppuun asti. On myös arvioitu, että voimakkuuden huippu olisi ollut jo 15 – 10 miljoonaa vuotta sitten, minkä jälkeen monsuuni olisi tasaisesti heikentynyt. Riippumatta siitä, milloin monsuunin voimistuminen tarkalleen tapahtui, sedimenteistä nähdään kuitenkin selvästi Intian monsuunin aiheuttama voimakas eroosio itäisellä Himalajalla. On siis mahdollista, että voimistuneen monsuunin aiheuttama eroosio on muokannut Himalajan nykyisen muotoiseksi erityisesti idässä.

Maan muotojen historialla on merkitystä Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäämisen kannalta. Vuoristojonoihin on nimittäin varastoitunut potentiaalienergiaa niin paljon, että energian määrä on verrattavissa laattatektoniikassa kyseeseen tuleviin energiamääriin. Laattatektoniikan muovaamat maan muodot, kuten vuoristojonot, saattavat aiheuttaa muutoksia mannerlaattoihin tai laattojen törmäysnopeuksiin.

Earth and Planetary Science Letters -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa on testattu hypoteesia, jonka mukaan Himalajan muodonmuutokset monsuunin aiheuttamasta eroosiosta ovat yhteydessä Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäyksen historiaan. Tutkimuksessa tehtiin rekonstruktio mannerlaattojen liikkeestä viimeisen 12,4 miljoonan vuoden ajalta. Rekonstruktion avulla tehtiin mallisimulaatioita Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäyksestä. Simulaatioiden perusteella arvioitiin Himalajan itäosien eroosion vaikutusta törmäyksen kulkuun.

Intian ja Euraasian mannerlaatan välinen törmäysvauhti alkoi hidastua noin 20 miljoonaa vuotta sitten. Tämä näkyy uuden tutkimuksen rekonstruktion alkuvaiheissa. Muutama miljoonaa vuotta sitten törmäysvauhti nopeutui. Rekonstruktion mukaan nopeutuminen ei ole tasaista, vaan törmäysvauhti näyttää olevan nopeampi Himalajan itäosissa kuin länsiosissa. Tämä viittaa siihen, että Intian mannerlaatta on pyörivässä liikkeessä (vastapäivään). Myös tutkimuksessa tehdyissä simulaatioissa näkyy Intian mannerlaatan pyörivä liike.

Rekonstruktiossa nähdyt vaihtelut mannerlaattojen törmäyksessä ovat nopeampia kuin perinteisten geodynaamisten mallien perusteella voisi olettaa. Suuret muutokset näissä tapahtuvat tyypillisesti kymmenien miljoonien vuosien aikaskaalalla. Uuden tutkimuksen mallisimulaatioissa otettiin kuitenkin huomioon eroosion vaikutus. Voimakkaiden sateiden aiheuttama eroosio poistaa maa-ainesta vuoristoista. Maa-aineksen poistumisen myötä vuoriston potentiaalienergia vähenee. Vuoristot aiheuttavat kitkaa mannerlaattojen välille ja kun eroosio poistaa massaa vuoristosta, mannerlaattojen välinen kitka pienenee. Eroosio saattaa näin aiheuttaa melko merkittäviä muutoksia jo muutaman miljoonan vuoden aikana.

Aiemmista tutkimuksista tiedetään, että Himalajalla tapahtuneet voimakkaan eroosion jaksot ovat sattuneet samaan aikaan voimistuneen monsuunin kanssa. Mannerlaattojen törmäys on nyt tehdyn rekonstruktion perusteella ollut voimakkaimmillaan itäisen Himalajan kohdalla, joten olisi odotettavissa, että Itä-Himalajalla olisi Himalajan korkeimmat vuoret. Näin ei kuitenkaan ole, joten on syytä olettaa, että eroosio on ollut vaikuttamassa asiaan. Tehtyjen simulaatioiden perusteella näyttää siltä, että eroosio on ollut merkittävä tekijä itäisen Himalajan vuorien korkeuksien säätelijänä viimeisen 15 miljoonan vuoden ajan.

Malleilla tehtiin kaksi simulaatiota törmäysnopeudelle. Toisessa simulaatiossa ei ollut mukana eroosion vaikutusta itäisellä Himalajalla, mutta toisessa oli. Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäysnopeuden nopeutuminen ei ollut riittävän suuri siinä simulaatiossa, josta puuttui eroosion vaikutus. Tämän perusteella on pääteltävissä, että itäisellä Himalajalla tapahtunut voimakas eroosio on muuttanut Intian ja Euraasian mannerlaattojen välistä törmäysnopeutta. Eroosio näyttää tapahtuneen voimistuneen monsuunin aiheuttamien voimakkaiden sateiden johdosta. Tässä tutkimuksessa siis esitetään mahdollinen mekanismi, jonka avulla ilmasto voi vaikuttaa mannerlaattojen liikkeeseen.

Lähde: Giampiero Iaffaldano, Laurent Husson and Hans-Peter Bunge, Monsoon speeds up Indian plate motion, Earth and Planetary Science Letters, Volume 304, Issues 3-4, 15 April 2011, Pages 503-510, doi:10.1016/j.epsl.2011.02.026. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Ilmaston lämpeneminen vähentää kalojen uintikykyä

Uuden tutkimuksen mukaan monien koralliriutoilla elävien, vakaisiin elinolosuhteisiin sopeutuneiden kalalajien uintikyky tulee heikkenemään ilmaston lämpenemisen myötä. Tämä uhkaa niiden selviytymistä, elleivät ne sopeudu muutokseen.

Trooppisten koralliriuttojen luukalat ovat vaihtolämpöisiä, joten niiden kyky fyysiseen toimintaan riippuu suoraan ympäristön lämpötilasta. Trooppinen meri on ympäristönä suhteellisen vakaa, joten siellä elävät lajit ovat usein sopeutuneet hyvin pieneen lämpötilavaihteluun. Siksi monet trooppiset lajit elävät lämpötilassa, joka on melko lähellä korkeinta niille sopivaa . Tutkimusten mukaan esimerkiksi koralliriutoilla pieneen lämpötilanvaihteluun sopeutuminen näyttäisi antavan etulyöntiaseman taistelussa olemassolosta.

Tällainen sopeutuma voi kuitenkin olla vakava heikkous, jos tapahtuu normaalia suurempia lämpötilanmuutoksia. Ilmaston lämpenemisen myötä merien lämpötilojen odotetaan nousevan noin kolmella celsiusasteella. Paikallisesti muutokset saattavat ajoittain olla vielä voimakkaampia. Jo alle kahden asteen muutokset voivat aiheuttaa haalistumista ja kuolleisuutta koralliriuttojen lajeissa, joten tulevaisuudessa koralliriuttoihin näyttää kohdistuvan vakava uhka.

Uhkaa tarkemmin arvioitaessa olisi hyvä tietää korallien ja muiden riutoilla elävien lajien herkkyys lämpötilan muutoksille. Suurin osa aiemmista tutkimuksista on kohdistunut koralleihin, eikä koralliriuttojen kalalajien herkkyyttä lämpötilalle ole juurikaan tutkittu.

Global Change Biology -lehden äskettäin julkaisemassa tutkimuksessa on selvitetty lämpötilan nousun vaikutusta trooppisilla koralliriutoilla eläviin koralliahveniin (Pomacentridae), jotka ovat suosittuja akvaariokaloja. Tutkimuksessa oli mukana muutamia eri koralliahvenlajeja. Tutkimuksessa veden lämpötilaa nostettiin kolmella asteella ja seurattiin, miten kalojen uintiominaisuudet ja aineenvaihdunta muuttuivat. Kalojen suorityskykyä mitattiin muutamalla parametrillä, jotka olivat suurin uintinopeus, uintityylin vaihtonopeus (siirtyminen rintauinnista pyrstöuintiin), aineenvaihdunta maksimaalisen suorituksen aikana, aineenvaihdunta levossa sekä maksimaalisen suorituksen ja levon aineenvaihdunnan suhde.

Lämpötilan nostolla oli merkittävä negatiivinen vaikutus kaikkiin mitattuihin parametreihin. Vaikutuksen suuruus kuitenkin vaihteli lajeittain, vaikka lajit olivatkin toisilleen hyvin läheistä sukua. Viidellä lajilla suurin uintinopeus väheni voimakkaasti (21,3 – 27,9 prosenttia) ja samoilla lajeilla myös uintityylin vaihtonopeus väheni 32,6 – 51,3 prosenttia. Viidellä lajilla aineenvaihdunta heikkeni maksimaalisen suorituksen ja levon aineenvaihdunnan suhteen laskiessa 24,3 – 64,9 prosenttia.

Tuloksia vertailtiin oikeisiin kenttäolosuhteisiin, mistä saatiin johtopäätökseksi, että meren lämmetessä monilla kalalajeilla uintikyky näyttää heikkenevän niin paljon, että niillä tulee olemaan vaikeuksia voittaa koralliriutoilla usein esiintyvät veden virtausnopeudet. Ilmaston lämmetessä ne siis saattavat huuhtoutua pois elinympäristöstään, elleivät ne pysty sopeutumaan muutokseen.

Lähde: J. L. Johansen, G. P. Jones, Increasing ocean temperature reduces the metabolic performance and swimming ability of coral reef damselfishes, Global Change Biology, 2011, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02436.x. [tiivistelmä]

Tiheämpi asuminen ei ehkä vähennäkään hiilidioksidipäästöjä?

Uuden tutkimuksen mukaan asutuksen tiheys ei ehkä pienennä hiilijalanjälkeä. Tutkimuksessa muodostettiin uusi elinkaarianalyysimalli kaupunkien hiilijalanjäljen arviointia varten. Tuloksien perusteella hiilijalanjälkeen vaikuttaa ennemminkin elintaso kuin asutuksen tiheys.

Suuri osa ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöistä on suoraan tai epäsuorasti liitettävissä kaupunkirakenteisiin. Useiden tutkimuksien mukaan rakennukset aiheuttavat 30 – 40 prosenttia maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Kaupunkien on arvioitu aiheuttavan jopa 80 prosenttia kasvihuonekaasupäästöistä. Niinpä rakennusten tyyppi, rakentamisen tiheys ja sijainti sekä julkisen liikenteen toteutus ovat oleellisia tekijöitä yhteisön kasvihuonekaasupäästöissä.

Kaupunkien kehityksen kannalta nykyinen tapa arvioida päästöt sektorikohtaisesti (kuten rakennukset tai liikenne) ei tunnu riittävältä. Voisikin olla järkevää ottaa kaupunkisuunnittelussa huomioon kaikki ihmisen elämiseen ja kulutuskäyttäytymiseen liittyvät kasvihuonekaasupäästöt. On olemassa joitakin alustavia tutkimuksia siitä, että kulutukseen perustuvaa hiilijalanjälkeä voidaan käyttää kaupunkisuunnittelun apuna hillitsemään kasvihuonekaasupäästöjä.

Monien tutkimuksien mukaan merkittävä osuus tuotteen kasvihuonekaasupäästöistä syntyy tuotantoketjun toisessa tai kolmannessa portaassa. Siksi tuotteiden kasvihuonekaasupäästöt yleensä arvioidaan tuotteen elinkaarianalyysillä. Elinkaarianalyysi on kuitenkin erittäin työläs monimutkaisille järjestelmille, kuten kaupunkirakenteille, joissa oleellisten muuttujien määrä on suuri.

Joitakin kaupunki- ja aluekohtaisia elinkaarianalyysejä on tehty, mutta niissä on yleensä laskettu vain ne päästöt, jotka syntyvät tietyn alueen sisällä. Tämä laskentatapa ei ota huomioon tuotannon ulkoistamista alueen ulkopuolelle, mikä parantaa alueen hiilijalanjälkeä, mutta silti varsinaisia päästövähennyksiä ei synny (ne vain siirtyvät alueelta toiselle).
Elinkaarianalyysejä on kolmenlaisia: prosessipohjainen, syöte- ja vastepohjainen sekä hybridi. Prosessipohjaisessa elinkaarianalyysissä päästöt lasketaan tuotantoketjun energia- ja massavirroista. Syöte- ja vastepohjaisessa analyysissä päästöjen laskeminen perustuu rahavirtoihin. Hybridianalyysissä yhdistetään prosessipohjaisen sekä syöte- ja vastepohjaisen analyysin parhaat ominaisuudet.

Aalto-yliopiston tutkijat Jukka Heinonen ja Seppo Junnila ovat julkaisseet uuden tutkimuksen, jossa esitetään uusi hybridimenetelmä kaupunkirakenteiden elinkaarianalyysille. Menetelmä perustuu tuotannon sijasta kuluttamiseen. Menetelmää kokeiltiin Suomessa pääkaupunkiseudulla ja Tampereen seudulla. Tutkimuksessa selvitettiin asumistiheyden, vallitsevan rakennustyypin, tulojen määrän ja liikenteen vaikutusta hiilijalanjälkeen. Tutkimuksessa käytettiin Carnegie Mellon yliopistossa kehitettyä elinkaarianalyysimallia perustana muodostetulle hybridimallille.

Tutkimuksessa analysoitiin pääkaupunkiseudun kaupungit (Helsinki, Espoo ja Vantaa) erikseen ja Tampereen alueelta Tampere ja seitsemän ympäröivää kaupunkia ja kuntaa. Näistä voitiin verrata tiheämmin asuttuja alueita harvemmin asuttuihin. Tutkimuksen tiedot saatiin vuonna 2006 tehdystä kuluttajakyselystä, joka oli tarpeeksi yksityiskohtainen ja laaja, että se sopii hyvin käytettäväksi tällaisessa tutkimuksessa. Kyselyn tietoja käytettiin hybridimallin laskennassa.

Hiilijalanjäljen muodostuminen jaettiin kymmeneen eri sektoriin. Nämä olivat: lämpö ja sähkö, rakennukset ja kiinteistöt, käyttö ja ylläpito (mm. veden kulutus ja jätehuolto), yksityinen liikenne, julkinen liikenne, kulutustavarat, vapaa-ajan tavarat, vapaa-ajan palvelut, ulkomaan matkat ja terveyspalvelut.

Hybridimallin tuloksissa hiilijalanjälki oli selvästi yhdistettävissä elintasoon. Kaupunkirakenteeseen liittyvät lämpö ja sähkö, rakennukset ja kiinteistöt, käyttö ja ylläpito sekä liikenne näkyvät myös tuloksissa selvästi. Näiden osuus hiilen kokonaiskulutuksesta vaihtelee 66 – 75 prosentin välillä alueittain.

Asukastiheyden ja hiilijalanjäljen välillä ei näyttäisi olevan selkeää yhteyttä. Esimerkiksi Helsingissä asukastiheys on selvästi suurempi kuin Tampereella, mutta silti Helsingissä keskimääräinen hiilijalanjälki on suurempi.

Eri sektoreista suurin hiilijalanjälki on lämmöllä ja sähköllä. Tällä sektorilla on odotettavissa, että tiheämmän ja harvemman asutuksen välillä on eroja hiilijalanjäljessä. Tämä ero näkyy tutkimuksen tuloksissa, mutta melko vähäisenä.

Rakennusten ja kiinteistöjen hiilijalanjälki muodostuu suurimmaksi osaksi rakennusvaiheessa, mutta myös huonekalut, kodinkoneet ja remontit vaikuttavat merkittävästi. Kotitalousjätteiden osuus asukaskohtaisesta hiilijalanjäljestä on vain yhden prosentin luokkaa. Veden käytön vastaava osuus on noin kaksi prosenttia.

Yksityisliikenteen tuloksissa näkyy selvästi, että tiheämpi asutus aiheuttaa pienemmän hiilijalanjäljen. Liikenteen osuus kokonaiskulutuksesta näyttää kuitenkin jäävän melko pieneksi. Lisäksi julkisen liikenteen suurempi hiilijalanjälki tiheämmin asutuilla seuduilla pienentää vähäisemmän yksityisautoilun tuomaa hyötyä.

Muilla sektoreilla näkyy lähinnä tulojen määrän vaikutus hiilijalanjälkeen. Esimerkiksi lentomatkustuksen määrä lisääntyy selvästi tulojen kasvaessa. Tulojen noustessa hiilijalanjälki kasvaa koko ajan, mutta suuremmilla tuloilla hiilijalanjälki ei enää kasva niin paljoa kuin pienemmillä tuloilla. Tämä on luultavasti selitettävissä sillä, että suuremmista tuloista laitetaan suurempi osuus säästöön.

Lähde: Jukka Heinonen and Seppo Junnila, Implications of urban structure on carbon consumption in metropolitan areas, Environ. Res. Lett. 6 (January-March 2011) 014018, doi:10.1088/1748-9326/6/1/014018. [koko artikkeli]

Ohjaako merien lämpö ilmastonmuutosta?

(Alkuperäinen teksti: John Cook – Skeptical Science)

Skeptinen argumentti…

”Nämä pienet globaalin lämpötilan nousut viimeisen 25 vuoden aikana ja viimeisen sadan vuoden aikana ovat todennäköisesti luonnollisia muutoksia, joita maapallo on nähnyt monta kertaa menneisyydessä. Tämä pieni lämpeneminen on todennäköisesti seurausta luonnollisista muutoksista maapallon merien virtauksissa, joita ohjaa meren suolapitoisuuden vaihtelut. Merien virtausten vaihteluita ei vielä ymmärretä kunnolla. Ihmiskunnalla on vain vähän tai ei ollenkaan tekemistä viimeaikaisten lämpötilan muutosten kanssa. Me emme ole niin vaikutusvaltaisia.” (William Gray)

Mitä tiede sanoo…

Meret lämpenevät joka puolella maailmaa. Maailman meriin keräytyy energiaa 4 x 10²¹ joulea vuodessa. Tämä vastaa sitä kun 127000 ydinvoimalaa (joiden keskimääräinen ulostuloteho on yksi gigawatti) syöttäisi kaiken energiansa suoraan maailman meriin. Tämä kertoo siitä, että planeetallamme vallitsee energian epätasapaino – maapallolle tulee enemmän energiaa kuin sitä säteilee takaisin avaruuteen.

Lue koko teksti >>>

• Skeptical Science suomeksi
• Artikkeliluettelo

”Grönlannin jäätikkö on vakaa”

(Alkuperäinen teksti: John Cook – Skeptical Science)

Skeptinen argumentti…

”Heinäkuun 6. päivänä vuonna 2007 Science julkaisi kansainvälisen tutkijaryhmän tutkimuksen Grönlannista löytyneistä DNA-todisteista, ”jotka viittaavat siihen, että valtavaa saarta peittävä jäinen suoja selvisi maapallon edellisestä lämpenemisjaksosta”. Tutkimuksen mukaan “Grönlannin jää ei ehkä olekaan niin herkkä suurelle sulamiselle kuten ilmastonmuutoksen tietokonemallit ennustavat. Tutkimuksessa havaittiin, että “Grönlanti todella oli vihreä ennen kuin jääkauden jäätiköt peittivät laajat alueet pohjoisesta pallonpuoliskosta… joskus 450 000 – 800 000 vuotta sitten,” artikkelin mukaan.” (Marc Morano)

Mitä tiede sanoo…

Satelliittien painovoimamittaukset osoittavat, että Grönlanti menettää jäämassaa kiihtyvällä tahdilla ja kasvattaa osuuttaan merenpinnan nousuun.

Lue koko teksti >>>

• Skeptical Science suomeksi
• Artikkeliluettelo

Mammutinpoikanen söi todisteet ympäristöstään

Vuonna 2007 Jamalin niemimaalta joen penkasta löytyi jäätynyt ja muumioitunut mammutinpoikanen, joka on lajiltaan villamammutti (Mammuthus primigenius). Mammutinpoikanen on nimetty Lyubaksi ja se oli kuollessaan noin 1-1,5 kuukauden ikäinen. Radiohiiliajoituksen perusteella Lyuba kuoli noin 45400 kalenterivuotta sitten.

Luyba oli säilynyt muuten kokonaisena, mutta sillä ei ollut enää karvoja. Lyuba on vasta toinen löydetty mammutinpoikanen, jonka ruoansulatuskanava on säilynyt. Vuonna 1977 löytyneellä Dimaksi nimetyllä mammutinpoikasella oli myös ruoansulatuskanava säilynyt, vaikka se olikin osittain tuhoutunut. Lyuban ruoansulatuskanava on säilynyt kokonaisena, mikä tekee Lyuban löydöstä erittäin merkittävän.

Uudessa tutkimuksessa on selvitetty Lyuban ruoansulatuskanavan sisältöä ja sieltä löytyneiden asioiden perusteella on yritetty selvittää, minkälaisessa ympäristössä Lyuba eli. Ruoansulatuskanavan sisällöstä analysoitiin siitepöly, fytoliitti (kasvien tukirakenteista löytyvää mineraalia), kasvien fossiilit ja mineraalit. Näiden analyysien perusteella tehtiin rekonstruktio siitä ympäristöstä, jossa Lyuba eli.

Fytoliittianalyysin perusteella ruoansulatuskanavasta löytyi sammalia, ruohoja, saroja ja yrttejä. Fytoliittianalyysi myös antoi viitteitä kuivista olosuhteista sekä maaperän happamuudesta. Siitepölyanalyysissä näkyi runsaimpina puu- ja pensaslajeja, joista merkittävimmät ovat mänty, siperianmänty, kuusilajit, hieskoivu ja vaivaiskoivu. Näistä siitepölyistä ei voi määritellä lähiympäristöä kovin tarkasti, sillä suurin osa niistä kulkee pitkät matkat ilmassa. Vaivaiskoivun siitepöly on ainoa, joka jää lähiympäristöön. Siitepölyssä näkyy yleisesti paljon samaa kasvillisuutta kuin alueella kasvaa nykyäänkin. Luyba eli alueella, jota peitti sararuohikko. Muita ruohovartisia kasveja kasvoi alueella jonkin verran, kuten myös vaivaiskoivua.

Lyuban ruoansulatuskanavasta löytyi sammaliin kuuluvia lajeja, jotka kuuluvat nykyään arktisen tundran ja taigan lajistoon. Siemeniä löytyi hiukan nata-, sara- ja leinikkilajeista, jotka nekin ovat tundran ja pohjoisten metsien lajistoa (tosin yhtä leinikkilajeista ei tavata enää nykyään). Löytyneissä kasveissa oli sekä märän että kuivan ympäristön lajeja. Ruoansulatuskanavasta löytyi myös hiukan eläinten jäännöksiä, joita olivat vesikirpun munat, matojen jäänteet, hyönteisten ja hämähäkkien osat sekä yksi peltomyyrälajin luu. Luyba oli liian nuori syödäkseen itse kasveja, joten on luultavaa (ja myös tutkimuksen tuloksissa oli tähän viittavia todisteita), että Lyuba on saanut löytyneen lajiston ruoansulatuskanavaansa syömällä aikuisten mammuttien lantaa. Tätä tekevät nykyisten elefanttienkin poikaset.

Lähde: Pavel A. Kosintsev, Elena G. Lapteva, Svetlana S. Trofimova, Oksana G. Zanina, Aleksey N. Tikhonov and Johannes Van der Plicht, Environmental Reconstruction Inferred From The Intestinal Contents Of The Yamal Baby Mammoth Lyuba (Mammuthus Primigenius Blumenbach, 1799), Quaternary International, 2011, doi:10.1016/j.quaint.2011.03.027. [tiivistelmä]

Kosmisilla säteillä mitätön vaikutus ilmastoon

Kosmisten säteiden on väitetty voivan vaikuttaa merkittävästi maapallon ilmastoon. Uuden tutkimuksen mukaan näin ei kuitenkaan ole. Viimeisen 50 vuoden aikana kosmisten säteiden vaikutus maapallon pintalämpötilaan näyttää olleen parin tuhannesosa-asteen suuruusluokkaa.

Kosmisten säteiden on väitetty olevan merkittävä lähde pilvien tiivistymisytimien muodostumiselle ja sitä kautta niiden on myös väitetty vaikuttavan merkittävästi ilmastoon. Näitä väitteitä on kumottu monessa tutkimuksessa ja tällä hetkellä näyttääkin siltä, että mahdollinen vaikutus ilmastoon on mitätön. On kuitenkin todennäköistä, että on olemassa mekanismeja, joiden kautta kosmiset säteet vaikuttavat ainakin hiukan pilvien muodostumiseen.

Esimerkkinä tästä hiljattain löydettiin korrelaatio Euroopan alueelta päivittäisen lämpötilan vaihtelun ja kosmisten säteiden voimakkaiden vaihteluiden välillä (Forbush-vähenemät ja maanpinnan tason voimistumat). Tämä vihjaa vaikutukseen pilvipeitteen muutoksissa, mutta ne saattavat olla selitettävissä myös auringonsäteilyn määrän muutoksilla. Kosmisten säteiden mahdolliset vaikutukset on kuitenkin otettava vakavasti.

Uudessa tutkimuksessa on arvioitu kosmisten säteiden vaikutusta pilvipeitteeseen. Tutkimuksessa tarkastellaan aiempia tutkimustuloksia laajasti sekä tehdään oma analyysi, jossa pilvimittausten lähteenä on International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP). Tutkijat huomauttavat, että ISCCP:n dataa on kritisoitu, mutta he uskovat, etteivät ISCCP:n ongelmat vaikuta tutkimuksen lopputuloksiin. Heidän mukaansa suurempi ongelma on se, miten hyvin satelliittimittauksien voidaan katsoa kuvaavan pilvipeitteen määrää. Kosmisten säteiden tai auringonsäteilyn aiheuttamat pilvipisarat saattavat syntyä pääosin jo olemassa olevan pilvisyyden sisällä, jolloin satelliitit eivät näe muutosta pilvipeitteessä, mutta uusilla pilvipisaroilla olisi silti vaikutus ilmastoon. Lisäepävarmuutta aiheuttaa se, että erityyppiset pilvet saattavat reagoida eri tavoin kosmisiin säteisiin.

Todisteita kosmisten säteiden vaikutuksesta

Aiemman tutkimuksen mukaan kosmisten säteiden muutokset vaikuttivat vähemmän kuin 23 prosenttia auringonpilkkujakson aikana tapahtuneisiin alapilvien määrän muutoksiin. Auringonpilkkujakson aikana auringon aktiivisuus muuttuu ja se vaikuttaa maapallon lämpötilaan. Lämpötilan muutos puolestaan vaikuttaa alapilvien korkeuteen. Korkeuden muutosten myötä osa alapilvistä muuttuu keskipilviksi. Siksi pilvien muutoksia tarkastellessa olisi parempi ottaa huomioon alapilvien lisäksi myös keskipilvet. Kun sekä ala- että keskipilvet ovat tarkastelussa mukana, kosmisten säteiden muutoksien korrelaatio pilvimuutoksien kanssa on huono.

Forbush-vähenemien, eli pari päivää kestävien muutaman prosentin vähenemien kosmisten säteiden vuossa, on väitetty aiheuttaneen pilvipeitteen muutoksia. Tämä on kuitenkin epäilyksenalaista, sillä havaitut korrelaatiot pilvimuutoksien ja kosmisten säteiden välillä muutaman Forbush-vähenemän aikana ovat saattaneet olla sattumaa. Lisäksi havaittujen kosmisten säteiden vuon muutoksien ja pilvimuutoksien välinen viive on ollut epäilyttävän pitkä niiden välisen mahdollisen fysikaalisen mekanismin kannalta. Joihinkin voimakkaimpiin Forbush-vähenemiin on myös liittynyt voimakasta Auringon aktiivisuutta.

Kaikesta huolimatta Forbush-vähenemiin liittyy todistusaineistoa, joka viittaa jonkinlaiseen vaikutukseen pilvipeitteessä. Voimakkain vaikutus näyttäisi olevan stratosfäärissä, mutta myös vaikutuksesta troposfäärissä on jonkin verran todisteita. On kuitenkin epäselvää, onko tämä vaikutus kosmisten säteiden vai Auringon säteilymuutosten aiheuttamaa.

Kosmisen säteilyn vuon lyhytaikaisten voimistumien yhteydessä on havaittu pieni vaikutus pilvisyyteen. Vaikutus oli suurimmillaan maapallon navoilla, mikä viittaa nimenomaan kosmisten säteiden vaikutukseen. Vaikutus on kuitenkin niin pieni, että globaali vaikutus pilvipeitteeseen arvioidaan olevan noin yksi prosentti.

Tietyillä leveysasteilla on havaittu melko voimakkaitakin pilvimuutoksia voimakkaiden ja nopeiden kosmisten säteiden vuon muutosten yhteydessä. Tässä kuitenkin pilvien voimakas reaktio kosmisiin säteisiin on vain näennäistä, sillä korrelaatio on voimakas ainoastaan hyvin nopeasti muuttuvalle pilvipeitteelle, mikä tapahtuu vain harvoin. Tässäkin tapauksessa on epävarmaa, johtuuko vaikutus sittenkään kosmisten säteiden muutoksista, vai samaan aikaan tapahtuneista muutoksista Auringon säteilyn voimakkuudessa. Kosmisten säteiden vuon ja Auringon säteilyn voimakkuuden muutokset tapahtuvat usein samoihin aikoihin, koska Auringon säteilyn voimakkuuden muutokset myös muuttavat maapallolle saapuvien kosmisten säteiden määrää. Siksi on usein vaikea päätellä, kummasta pilvien muutokset johtuvat (jos johtuvat kummastakaan).

Näiden nopeiden havaittujen muutoksien tapauksessa kosmisten säteiden vaikutusta vastaan on se, että muutokset pilvissä ja kosmisten säteiden vuossa tapahtuivat eri nopeudella. Toisaalta myös Auringon vaikutus on ongelmallinen, koska suurin osa Auringon ultraviolettivalosta pysähtyy jo stratosfäärissä, eikä näin ollen vaikuttaisi suurimpaan osaan pilvipeitteestä (havainnot edellyttäisivät ultraviolettisäteilyn läsnäoloa). Paras selitys saattaakin olla se, että Auringon säteilyn muutokset aiheuttavat muutoksia maapallon pintalämpötilassa, mikä sitten aiheuttaa muutoksia pilvisyydessä.

Kosmisten säteiden korrelaatio pilvipeitteen kanssa

Pilvipeitteen korrelaatiota analysoitaessa kosmisten säteiden ja ultraviolettisäteilyn kanssa havaitaan, että korrelaatio on merkitsevä vain seuraavissa tapauksissa: alapilville kosmisten säteiden kanssa (positiivinen korrelaatio) ja ultraviolettisäteilyn kanssa (negatiivinen), keskipilville ultraviolettisäteilyn kanssa (positiivinen) ja yläpilville kosmisten säteiden kanssa (negatiivinen). Ultraviolettisäteilyn tapauksessa alapilvien ja keskipilvien erimerkkinen korrelaatio selittynee sillä, että osa alapilvistä ja keskipilvistä muuttuvat toisikseen pintalämpötilan vaihtelun mukaan.

Kosmisten säteiden korrelaatio alapilvien kanssa on se paljon puhuttu korrelaatio, jonka on jopa väitetty aiheuttaneen ilmastonmuutoksen. Korrelaation alueellinen vaihtelu ei kuitenkaan ole sellainen, jonka kosmisten säteiden voisi olettaa aiheuttavan. Korrelaatio on voimakas keskileveysasteilla, mutta heikko sekä päiväntasaajalla että napa-alueilla. Keskileveysasteiden korrelaatio on noin kahdeksankertainen verrattuna päiväntasaajan ja napojen alueisiin. Tästä korrelaation jakaumasta saadaan mahdollinen vaikutus pilvipeitteeseen, joka globaalisti on pienempi kuin yksi prosentti.

Stratosfääristä on paljon todisteita kosmisten säteiden vaikutuksesta, jotka liittyvät yleensä Auringon purkauksiin. Näyttää siltä, että kosmiset säteet voimistavat stratosfäärissä olevia aerosoleja, vaikuttavat otsoniin, tuuleen, lämpötilaan sekä paineeseen ja aiheuttavat yleisesti ionisointia. On myös olemassa havaintoja kosmisten säteiden mahdollisesta vaikutuksesta stratosfäärin pilviin Forbush-vähenemien ja muiden kosmisten säteiden vuon muutosten aikana. Kosmisten säteiden vaikutuksen suuruus stratosfäärin pilviin on kuitenkin vielä epäselvä.

Kosmisten säteiden vaikutus pilvipeitteeseen näyttäisi jäävän siis noin yhteen prosenttiin ja tämä koskee pääasiassa pilvisyyttä alle 6,5 kilometrin korkeudessa. Jos huomioidaan koko pilvipeite (siis myös ylemmät pilvet), niin vaikutus jää vieläkin pienemmäksi, sillä yläpilvien korrelaatio kosmisten säteiden kanssa on erimerkkinen kuin alapilvien. Yläpilvien negatiivinen korrelaatio kosmisten säteiden kanssa on odottamaton, eikä näyttäisi sopivan yhteen kosmisten säteiden oletetun pilvien tiivistymisydinten ionisointimekanismin kanssa.

On mahdollista arvioida, paljonko kosmisten säteiden muutos voisi tämän tutkimuksen perusteella vaikuttaa globaaliin lämpötilaan, jos oletetaan kosmisten säteiden vaikutus mahdollisimman suureksi tutkimuksen sallimissa rajoissa. Viimeisen 50 vuoden aikana kosmisten säteiden vuo on vähentynyt noin 0,6 prosenttia. Tästä seuraa mahdollinen muutos globaalissa lämpötilassa, joka on suuruudeltaan kaksi celsiusasteen tuhannesosaa (0,002 °C). Tämä arvo on mitätön verrattuna viimeisen 50 vuoden aikana tapahtuneeseen ilmaston lämpenemiseen. Johtopäätös on siis se, että vaikka kosmiset säteet selvästi vaikuttavatkin ilmakehässä joihinkin asioihin jonkin verran, ilmaston lämpenemisen kanssa niillä ei näytä olleen oikeastaan mitään tekemistä.

Lähde: A.D. Erlykin, B.A. Laken and A.W. Wolfendale, Cosmic ray effects on cloud cover and their relevance to climate change, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, doi:10.1016/j.jastp.2011.03.001. [tiivistelmä]

Pohjoisen luonnon reaktioita ilmastonmuutokseen

Ilmastonmuutoksen odotetaan vaikuttavan suureen osaan eliölajeista haitallisesti. On kuitenkin joitakin lajeja, joilla vaikutukset näkyvät myöhemmin. Joillakin lajeilla vaikutukset ovat jopa positiivisia ainakin aluksi. Tällaisia tilanteita esiintyy erityisesti pohjoisessa, koska siellä elinolosuhteet muuttuvat ainakin paikoittain suotuisammaksi monille lajeille. Tosin tämä usein tarkoittaa sitä, että pohjoisen aiemmin ankariin olosuhteisiin sopeutuneet lajit joutuvat väistymään lauhemmassa ilmastossa viihtyvien lajien tieltä. Kahdessa uudessa tutkimuksessa esitetään esimerkit lajeista, jotka näyttävät selviävän hyvin ilmaston lämmetessä ja yhdestä lajista, jolle olosuhteet ovat saattaneet muuttua paremmiksi.

Pohjoisen maaperän ekosysteemit kykenevät vastustamaan ilmastonmuutosta?

Eric Lamb kollegoineen raportoi Global Change Biology -lehdessä maaperän ekosysteemeille tehdyistä kokeista arktisen tundran pensasmaastossa. Tutkimusalue sijaitsee Ellesmerensaarella Kanadassa. Maastoa lämmitettiin ja lannoitettiin 16 vuoden ajan ja ekosysteemin reaktiota seurattiin mittauksilla sekä maanpinnan päällä että alla. Mittauksissa seurattiin biologista toimintaa, mutta myös kasvihuonekaasujen (hiilidioksidi, metaani ja ilokaasu eli dityppioksidi) päästöjä maaperästä.

Maanpinnan päällä lämmitys ja lannoitus saivat kasvillisuuden kasvamaan voimakkaasti. Kasvihuonekaasujen päästöt maaperästä eivät sen sijaan muuttuneet merkittävästi. Samoin maaperän kemiallinen ja biokemiallinen toiminta säilyi melko muuttumattomana. Maaperän mikrobeissa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia.

Pinnan kasvillisuus reagoi siis voimakkaasti, mutta pinnanalaisessa ekosysteemissä ei havaittu reaktiota. Maanalaisen ekosysteemin reagoimattomuus myös aiheutti sen, että maaperän kasvihuonekaasujen päästöt pysyivät muuttumattomina.

Hömötiaisella asiat paremmin ilmaston lämmetessä?

Global Change Biology -lehdessä odottaa julkaisua myös suomalaistutkijoiden artikkeli hömötiaisesta ja ilmastonmuutoksesta. Emma Vatka, Markku Orell ja Seppo Rytkönen Oulun yliopiston biologian laitokselta ovat tutkineet hömötiaisen lisääntymisen ajoitusta ja hömötiaisen käyttämän toukkaravinnon esiintymisen ajoitusta keväiden lämmetessä. Tutkimuksessa mitattiin hömötiaisen pesimisen onnistumista poikasmäärällä ja poikasten keskimääräisellä painolla.

Hömötiaisten pesiminen aikaistui keväiden lämmetessä viime vuosikymmenien aikana. Samanaikaisesti myös hömötiaisten ravintona käyttämien toukkien esiintyminen aikaistui. Toisin kuin monilla muilla varpuslinnuilla, hömötiaisella on käynyt niin, että pesimisen ja ravinnon esiintymisen ajoitus on parantunut keväiden lämmetessä. Tällä oli heikko, mutta tilastollisesti merkitsevä positiivinen vaikutus hömötiaisen pesimisen onnistumiseen. Näyttää siltä, että hömötiaiset eivät käytä kevätlämpötiloja vihjeenä toukkaravinnon esiintymisestä.

Ilmaston lämpenemiseen reagoiminen näyttää riippuvan populaatiosta, lajista ja elinympäristöstä. Tämän takia ilmastonmuutoksen vaikutusta on tutkittava suurella lajimäärällä ja erilaisilla ilmastoalueilla.

Lähteet:

Eric G. Lamb, Sukkyun Han, Brian D. Lanoil, Greg H. R. Henry, Martin E. Brummell, Samiran Banerjee, Steven D. Siciliano, A high arctic soil ecosystem resists long-term environmental manipulations, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02431.x. [tiivistelmä]

Emma Vatka, Markku Orell, Seppo Rytkönen, Warming climate advances breeding and improves synchrony of food demand and food availability in a boreal passerine, Global Change Biology, DOI: 10.1111/j.1365-2486.2011.02430.x. [tiivistelmä]

Keinotekoinen fotosynteesi lähestyy käytännön sovelluksia

Tutkijat esittivät American Chemical Societyn 241. kansallisessa kokouksessa mahdollisen merkkipaalun pyrkimyksissä kohti uusiutuvaa energiaa – ensimmäisen käytännöllisen keinotekoisen lehden (eli kasvinlehteä matkivan laitteen). Kokouksessa he kertoivat kehittyneestä pelikortin kokoisesta aurinkokennosta, joka jäljittelee fotosynteesin (tai yhteyttämisen) nimellä tunnettua prosessia, jota vihreät kasvit käyttävät muuntaakseen auringonvalon ja veden energiaksi.

”Käytännöllinen keinotekoinen lehti on vuosikymmenien ajan ollut yksi tieteen Graalin maljoista”, sanoi tohtori Daniel Nocera, joka johti tutkimusryhmää. ”Uskomme, että olemme tehneet sen. Keinotekoinen lehti on erityisen lupaava edullisena sähkönlähteenä köyhien kehitysmaiden kodeissa. Tavoitteenamme on tehdä jokaisesta kodista oma voimalaitoksensa”, hän sanoi. ”Voidaan hyvin kuvitella kylien Intiassa ja Afrikassa lähitulevaisuudessa ostavan edullisen perusvoimajärjestelmän, joka perustuu tähän teknologiaan.”

Laite ei muistuta luonnossa esiintyviä vastineitansa tammissa, vaahteroissa ja muissa viherkasveissa, joita tutkijat ovat käyttäneet malleina pyrkiessään kehittämään uuden sukupolven aurinkokennoja. Laite on suunnilleen pelikortin muotoinen, mutta ohuempi. Se koostuu piistä, elektroniikasta ja katalyyteistä, eli aineista, jotka kiihdyttävät kemiallisia reaktioita, jotka muuten eivät joko tapahtuisi ollenkaan tai tapahtuisivat hitaasti.

Laite sijoitetaan muutamaan litraan vettä kirkkaaseen auringonvaloon, jolloin laite voisi tuottaa tarpeeksi sähköä kehitysmaiden talon yhden päivän tarpeiksi, Nocera sanoi. Sähkön raaka-aineita se tekee jakamalla vettä sen perusosiin, eli vedyksi ja hapeksi. Tuotettu vety ja happi otettaisiin talteen polttokennoon, joka käyttää näitä kahta ainetta sähkön tuottamiseen. Laite sijoitettaisiin joko talon katolle tai ulkoseinälle.

Nocera, joka työskentelee Massachusetts Institute of Technologyssa, huomauttaa, että keinotekoinen lehti ei ole uusi käsite. Ensimmäisen keinotekoisen lehden kehitti yli kymmenen vuotta sitten John Turner, joka työskentelee Coloradon Boulderissa sijaitsevassa U.S. National Renewable Energy Laboratoryssa (Yhdysvaltain kansallinen uusiutuvan energian laboratorio). Turnerin laite yhteytti tehokkaasti, mutta se ei ollut käytännöllinen, sillä se koostui harvinaisista, kalliista metalleista ja oli lisäksi erittäin epävakaa – se ei tahtonut kestää edes yhtä päivää.

Noceran uusi lehti voittaa nämä ongelmat. Se on valmistettu edullisista materiaaleista, jotka ovat yleisesti saatavilla. Se toimii yksinkertaisissa olosuhteissa ja on erittäin vakaa. Laboratoriokokeissa keinotekoisen lehden prototyyppi saattoi toimia toimia yhtäjaksoisesti vähintään 45 tuntia tehon kärsimättä tippaakaan.

Tämän läpimurron tekivät mahdolliseksi Noceran äskettäin löytämät voimakkaat ja edulliset katalyytit, jotka on tehty nikkelistä ja koboltista, ja jotka pystyvät jakamaan vettä tehokkaasti vedyksi ja hapeksi yksinkertaisissa olosuhteissa. Tällä hetkellä Noceran lehti on noin 10 kertaa tehokkaampi yhteyttäjä kuin luonnolliset kasvien lehdet. Hän on kuitenkin toivekas, että voi parantaa keinotekoisten lehtien tehokkuutta vielä paljon suuremmaksi tulevaisuudessa.

”Luonto saa käyttövoimansa yhteyttämisestä ja uskon, että tulevaisuuden maailma saa myös käyttövoimansa yhteyttämisestä tämän keinotekoisen lehden muodossa”, Nocera sanoi.

Lähde: Debut of the first practical “artificial leaf” – American Chemical Societyn tiedote