Oliko 2013 ihmiskunnan paras vuosi?

© alexmillos – Fotolia.com

Zack Beauchamp on sitä mieltä, että vuosi 2013 oli ihmiskunnan historian paras vuosi. Hän perustelee väitettä seuraavilla viidellä asialla:

1. Yhä harvemmat kuolevat nuorina ja yhä useammat elävät entistä pitempään

Kaikissa maailman maissa sekä imeväis- että lapsikuolleisuus on laskenut vuodesta 1950. Vuosien 1990 ja 2010 välillä alle viisivuotiaiden kuolleisuus putosi puoleen. Tuhkarokkoon kuolleiden määrä putosi 71 prosentilla ja tuberkuloosi- sekä äitiyskuolleisuus 50 prosentilla. Aids-kuolleisuus väheni 24 prosentilla ajanjaksolla 2005-2010.

Maailmanlaajuisesti eliniänodote on noussut 47 vuodesta (vuonna 1950) jo 70 vuoteen (vuonna 2011). Maapallon keskivertoihminen elää nykyään lähes kaksi kertaa niin pitkään kuin brittiläinen vuonna 1850, jolloin brittien eliniänodote oli 40 vuotta. Kehitykseen ovat vaikuttaneet sekä teknologiset että poliittiset innovaatiot ja kansainvälinen avustus sekä kehitysyhteistyö.

2. Yhä harvemmat kärsivät äärimmäisestä köyhyydestä, ja maailmasta on tulossa onnellisempi

Keskiluokan elintaso on parempi kuin koskaan ennen. Toki ongelmia on edelleen esimerkiksi monissa Afrikan maissa, mutta kokonaisuutena maailma on rikkaampi kuin ikinä aiemmin. Globaali BKT nousi 2,3 prosenttia vuonna 2012 ja noussee 2,9 prosenttia vuonna 2013.

Vuonna 2010 peräti 721 miljoonaa ihmistä vähemmän eli äärimmäisessä köyhyydessä (eli alle 1,25 dollarilla päivässä vuoden 2005 dollarin arvolla laskettuna) kuin vuonna 1981, vaikka samaan aikaan maapallon väestö on kasvanut huomattavasti. Äärimmäisessä köyhyydessä elävien osuus maapallon väestöstä on siis pudonnut 40 prosentista 14 prosenttiin. Alhaisen tulotason maita erikseen tarkasteltaessa äärimmäisessä köyhyydessä elävien osuus on pudonnut 63 prosentista 44 prosenttiin.

Kiinan ja Intian vaurastuminen aiheuttaa suurimman osan koko maapallon taloudellisesta kehityksestä. Väestönkasvun takia Kiinassa kuitenkin on äärimmäisessä köyhyydessä elävien lukumäärä nyt suurempi kuin vuonna 1981, vaikka prosenttiosuus koko väestöstä onkin pienentynyt.

Maailman keskiluokka nauttii nyt televisioista, jääkaapeista ja muista aiemmin luksustuotteina pidetyistä tavaroista. Raha ja materiaalinen kulutus näyttävät tuovan onnea. (Katso artikkeli ”DDT:tä, kylmiä luokkahuoneita, taskulämmintä maitoa ja tv-ohjelmia kuusi tuntia päivässä”.)

3. Sotiminen on yhä harvinaisempaa ja vähemmän tappavaa

Sekä sodissa kuolleiden määrä että prosenttiosuus ovat vähentyneet huimasti alle vuosisadassa. Toisen maailmansodan aikaan sodassa kuoli 300 ihmistä 100 000 asukasta kohden, Korean sodan aikaan 30, 2000-luvulla enää alle 1. Tilanteeseen ei vaikuta yksinomaan väestönkasvu ja lääketieteen kehittäminen.

Sisällissotien määrä suhteessa kansainvälisiin sotiin on lisääntynyt, mutta sisällissodat eivät näy maailmanlaajuisissa tilastoissa yhtä tappavina, esimerkkinä vaikkapa Syyrian sisällissota. Rauhantahto, demokratia ja onnistuneet rauhanturvaamisoperaatiot ovat lisääntyneet.

4. Murhat ja muut väkivaltarikokset vähenevät jatkuvasti

Vaikka orjuutta yhä esiintyykin, se on kuitenkin nyt lain mukaan kielletty maapallon kaikissa maissa. Viimeisenä orjuuden kieltävä lainsäädäntö tuli voimaan Mauritaniassa vuonna 2007.

Euroopassa murhat ovat vähentyneet murto-osaan keskiajalta (murhattiin 32 ihmistä 100 000 asukasta kohden) 1900-luvulle (enää 1,4) tultaessa. Vuonna 2001 koko maapallolla kuoli murhissa 557 000 ihmistä, noin kaksi kertaa niin paljon kuin sodissa. Vuonna 2008 murhattiin enää 289 000 ihmistä. Valtioista 75 prosentissa murhat ovat vähentyneet sen jälkeenkin. Myös kuolemanrangaistukset ovat vähentyneet.

Rikollisuuden vähentymiseen ovat voineet vaikuttaa tehostunut poliisitoiminta (mm. uudet DNA-tutkimusmenetelmät), huumeaallon heikkeneminen ja luksustuotteiden hinnan halpeneminen, jolloin niiden varastaminen ei ole enää niin kannattavaa.

Ehkä erikoisin ja mielenkiintoisin väite väkivaltarikollisuuden vähenemisen syyksi on lyijyttömän bensiinin käyttäminen. Lyijy on raskasmetalli, joka vaurioittaa esimerkiksi aivojen aggressiivisuutta sääteleviä osia. Yhdysvalloissa väkivaltarikokset lisääntyivät samanaikaisesti autoistumisen myötä ja alkoivat vähentyä siirryttäessä lyijyttömän bensiinin käyttämiseen. Nyt lyijyllinen bensiini on kielletty 175 maassa ja veren lyijypitoisuudet ovat pienentyneet 90 prosenttia. (Freakonomics-kirjassa Steven D. Levitt ja Stephen J. Dubner esittävät Yhdysvaltojen rikollisuuden vähenemisen syyksi aborttien sallimisen, koska heidän mukaansa ei-toivotuilla lapsilla on muita korkeampi riski ajautua rikollisiksi.)

5. Sukupuolten välinen tasa-arvo on lisääntynyt, rasismi ja muu syrjintä vähentyneet

Rotusortoa, sukupuolten epätasa-arvoa, antisemitismiä, homofobiaa ja muita syrjinnän muotoja esiintyy kiistatta edelleen, mutta siitä huolimatta elämme nyt ehkä modernin sivilisaation tasa-arvoisinta aikaa. Vuonna 2003 samaa sukupuolta olevien avioliitto ei ollut Yhdysvalloissa sallittu missään osavaltiossa. Vuoden 2013 loppuun mennessä 38 prosenttia yhdysvaltalaisista elää osavaltioissa, joissa se on sallittu. Illinoisissa tämä tulee sallituksi kesäkuun 2014 alussa.

Vuosi 2013 ei silti ehkä ollutkaan ihmiskunnan paras vuosi

© alexmillos – Fotolia.com

Ryan Koronowski ja Katie Valentine esittävät yhdeksän syytä, miksei vuosi 2013 ollut ihmiskunnan paras vuosi:

1. Globaali ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ylitti toukokuun 2013 aikana 400 ppm ensimmäistä kertaa mittaushistorian aikana

Sinänsä 400 ppm ei ole mikään erityinen raja-arvo Keelingin käyrässä, mutta sillä on suuri symbolinen merkitys samaan tapaan kuin syntymäpäivien vietolla. (Katso artikkeli ”Hiilidioksidipitoisuus ylitti 400 ppm – onko se tärkeää?”)

Charles David Keeling aloitti mittaukset Mauna Loalla vuonna 1958, jolloin arvo oli 313 ppm. Viimeistä kertaa noin alhainen lukema saavutettiin vuonna 1960. Globaali ilmakehän hiilidioksidipitoisuus onkin noussut 41 prosenttia teollisen vallankumouksen (vuoden 1750) jälkeen. (Katso artikkeli ”Keeling osoitti ilmastoskeptikoiden väitteet vääriksi jo ennen niiden esittämistä”.)

2. Maapallo tulee yhä kuumemmaksi ja lämpenee yhä nopeammin

IPCC:n syyskuussa julkaistun raportin mukaan tiedemiehet ovat yhä varmempia siitä, että ihmiskunta lämmittää maapalloa fossiilisia polttoaineita polttamalla. Varmuus on jo 95-100 prosenttia. Ajanjakso 1983-2012 oli lämpimin 30 vuoden jakso viimeisimmän 1400 vuoden aikana. (Katso artikkeli ”Hallitustenvälinen ilmastopaneeli IPCC julkaisi ilmastonmuutoksen tieteellistä taustaa käsittelevän osaraportin”.)

Vuodesta 2013 näyttää tulevan WMO:n mukaan ainakin yhdeksän ensimmäisen kuukauden perusteella maailmanlaajuisesti mittaushistorian seitsemänneksi lämpimin vuosi. NOAA:n mukaan vuosi 2013 on 11 ensimmäisen kuukauden perusteella jopa jaetulla neljännellä tilalla mittaushistorian lämpimimpien vuosien listalla, kun maa- ja merialueiden lämpötilat yhdistetään.

Merenpinta nousee yhä nopeammin, kuivat alueet kuivuvat entisestään ja kosteat alueet tulevat yhä kosteammiksi, kun lämmin ilma sisältää yhä enemmän kosteutta. Meriin sitoutuu yhä enemmän hiilidioksidia, mikä happamoittaa meriä ja voi aiheuttaa seuraavan massasukupuuton. (Katso artikkeli ”Merien happamoituminen jatkuu nopeana” ja artikkeli ”Pohjoisella jäämerellä on havaittu ennennäkemättömän nopeaa meren happamoitumista”.)

Korkeilla pohjoisilla leveysasteilla ikirouta sulaa, mikä on erityinen ongelma siksi, että se sisältää kaksi kertaa niin paljon hiilidioksidia kuin ilmakehä. Ilmastonmuutos ei näytä hidastuneen, vaikka niin onkin väitetty. (Katso artikkeli ”Ilmaston lämpeneminen jatkuu ennusteiden mukaisesti”.)

3. Suuri määrä eläimiä ja kasveja on sukupuuton partaalla

Ilmastonmuutos ei uhkaa vain ihmistä. Jopa 40-70 prosenttia lajeista voisi kuolla sukupuuttoon, jos maapallo lämpenee 3,5 celsiusastetta. Monien lajien evoluution täytyisi tapahtua 10 000 kertaa nopeammin, jotta ne pysyisivät ilmastonmuutoksen tahdissa. Esimerkiksi muuttolintuja uhkaavat aikaistuneet keväät ja keväältä vaikuttavat säät, jotka eivät kuitenkaan vielä olekaan keväitä.

Meret eivät ole olleet 300 miljoonaan vuoteen niin happamia kuin nyt, joten vaarana on merilajien massasukupuutto. Merien planktonin väheneminen vaarantaa merien ravintoketjut. Sen sijaan meduusat yleistyvät lämpimyyden ja happamoitumisen myötä. Meriä uhkaa myös liikakalastus.

Amazonin sademetsän tuhoutuminen lisääntyi 28 prosenttia vuoden aikana elokuusta 2012 heinäkuun 2013 loppuun.

4. Maailma kärsii kuumuudesta, kuivuudesta ja maastopaloista

Vuosi 2013 oli sään ääri-ilmiöiden vuosi. Ääriarvosta toiseen mentiin sekä sademäärissä että lämpötiloissa. Marraskuu 2013 oli maailmanlaajuisesti mittaushistorian lämpimin marraskuu. (Katso artikkeli ”Kulunut marraskuu oli säähistorian kuumin”.)

Kiinassa oli kesällä 2013 pahin helleaalto 140 vuoteen. Australiassa oli vuonna 2013 mittaushistorian kuumin tammikuu, kuumin syyskuu ja ilmeisesti myös mittaushistorian kuumin vuosi. (Katso artikkeli ”Australiassa historian pahin helleaalto”.)

Yhdysvalloissa maastopalojen määrä ei ollut tänä vuonna poikkeuksellisen suuri, mutta siellä oli joitakin poikkeuksellisen rajuja maastopaloja. Länsi-Yhdysvalloissa on vallinnut viimeisimmän 13 vuoden ajan ”megakuivuus”, mikä on edistänyt myös maastopaloja. Tilanteen ennustetaan vain huonontuvan lähivuosina.

5. Saasteet iskivät väestökeskuksiin

Kiina tuotti vuonna 2013 enemmän hiiltä kuin mikään kansakunta koskaan historiassa, mistä tulee kasvihuonekaasujen lisäksi runsaasti hengittämistä vaikeuttavia ilmansaasteita. (Katso artikkeli ”IEA: hiilen kysynnän kasvu hidastuu hieman”.)

Tammikuussa Beijingin ilmanlaatu oli mittaushistorian huonoin. Beijingin ilmassa oli melkein 30 mikrogrammaa kuutiometrissä enemmän hiukkasia kuin Beijingin lentokentän tupakointihuoneessa. Lokakuussa ennätyksellinen ilmansaastemäärä lähes sulki koko Harbinin kaupungin. Pienhiukkasia oli tuhat mikrogrammaa kuutiometrissä, mikä ylittää 40-kertaisesti WHO:n määrittelemän hyvän hengitysilman raja-arvon (alle 25 mikrogrammaa kuutiometrissä) ja yli kolminkertaisesti vaarallisen pitoisuuden rajan (300 mikrogrammaa kuutiometrissä). Joulukuussa ilmansaasteet pakottivat lapset ja vanhukset Shanghaissa sisälle ainakin viikon ajaksi.

6. Valtiot kärsivät yhä enemmän tuhoja mutta ovat silti haluttomia rajoittamaan päästöjä

Vaikka Australia on kärsinyt helleaalloista, syyskuussa maan pääministeriksi valittiin Tony Abbott, joka oli kampanjassaan suhtautunut avoimen välinpitämättömästi ilmastonmuutokseen. Heti valintansa jälkeen Abbott lakkautti komission, jonka tehtävänä oli ollut tutkia ilmastonmuutoksen vaikutuksia Australiaan. Hän vastustaa myös hiiliveroja ja haluaa leikata puhtaan energian sekä ilmastonmuutosviranomaisten varoja.

Japanissa on ollut tuhoisa taifuuni sekä  mittaushistorian lämpimin kesä ja elokuussa Tokiossa mittaushistorian lämpimin vuorokauden alin lämpötila 30,4 astetta. Siitä huolimatta Japani ilmoitti Puolassa Varsovan ilmastokokouksessa haluavansa pienentää kasvihuonekaasujensa päästötavoitetta vuodelle 2020 aiemmin sovitusta 25 prosentista alle vuoden 2005 päästötason vain 3,8 prosenttiin alle vuoden 2005 päästötason.

7. Merenpinta nousi ennätyskorkealle ja voimisti tulvien sekä myrskyjen vaikutuksia

Maaliskuussa 2013 merenpinnan maailmanlaajuinen keskiarvo nousi mittaushistorian korkeimmalle tasolle. Vuosina 1901-2010 merenpinta nousi 19 senttimetriä eli 1,7 millimetriä vuodessa. Nyt (1993-2010) nousuvauhti on 3,2 millimetriä vuodessa. Vuosina 1971-2010 maapallolle kertyneestä ylimääräisestä lämmöstä 90 prosenttia on sitoutunut meriin. (Katso artikkeli  ”Asiantuntijoiden arvio: Merenpinnan kohoaminen saattaa ylittää metrin tällä vuosisadalla”.)

Merenpinta nousee lämpölaajenemisen seurauksena, vaikka mannerjäätiköt eivät edes sulaisi. Jäätikötkin kuitenkin sulavat esimerkiksi Grönlannissa.

Merivirtojen ja paikallisten maastotekijöiden takia merenpinnan nousuvauhti on eri alueilla erilainen. Filippiineillä merenpinta on noussut yli kolminkertaisesti maapallon keskiarvon verran. Tämä oli osaltaan syynä siihen, että Haiyan-taifuuni pääsi aiheuttamaan niin suurta tuhoa. (Katso artikkeli ”Supertaifuuneja, liiallista hygieniaa, autovarkaita ja opetusmateriaalia ilmastonmuutoksesta”.)

Merenpinnan kohoaminen lisää myrskyjen voimaa myös Keski-Atlantilla, mikä nähtiin viime vuonna Sandy-hurrikaanin yhteydessä. Yhdysvalloissa merenpinnan nousu uhkaa 17 prosenttia vaarantuneista tai uhanalaisista lajeista. (Katso artikkeli ”Sandy-myrsky, Suomen sateet, hukkaan heitetty ruoka, älypuhelimet ja ilmastonmuutos”.)

8. Kehittyneiden maiden pitäisi saada puolitettua fossiilisten polttoaineiden käyttö

Globaali öljyn käyttö on ollut tänä vuonna ja tullee ensi vuonna olemaan aiemmin arvioitua suurempi. Jos halutaan rajoittaa maapallon lämpeneminen alle kahteen asteeseen, kehittyneiden maiden kansainvälisissä ilmastoneuvotteluissa tavoittelema kasvihuonekaasupäästöjen pienentäminen 17 prosenttia alle vuoden 2005 tason ei ole riittävä. Kehittyneiden maiden on saatava vähennettyä päästöjä 50 prosenttia alle vuoden 1990 tason jo tällä vuosikymmenellä. (Katso artikkeli ”Vuosi 2050 tulee pian ilmastopäästöjen puolittamisen kannalta?”)

9. Metaanipäästöt on valitettavasti aliarvioitu

Metaani näyttää olevan paljon aiempaa arvioitua voimakkaampi kasvihuonekaasu. Noin 20 vuoden aikajänteellä metaani on 86 kertaa ja sadan vuoden tarkasteluvälillä 34 kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu.

Maakaasusta suurin osa on metaania. Poltettuna maakaasu tuottaa hiilidioksidia, tosin vähemmän kuin muut fossiiliset polttoaineet. Metaanivuodot maakaasun tuotannon eri vaiheissa kuitenkin näyttävät olevan paljon aiempaa arvioitua suuremmat. Maakaasun tuottajat ovat arvioineet vuotavan maakaasun määräksi 1,5 prosenttia, mutta uusimpien tutkimusten mukaan se voi olla vähintään 2,7 prosenttia, 9 prosenttia, 6-12 prosenttia tai jopa 17 prosenttia. Jos tiedot pitävät paikkansa, näyttääkin olevan vaikeasti perusteltavissa, että maakaasu olisi kivihiiltä parempi polttoaine. Itse hiilen polttaminen tuottaa maakaasun polttoa enemmän hiilidioksidia ja haitallisia ilmansaasteita, mutta maakaasusta näyttää tulevan suuret päästöt jo ennen sen polttamista. Jos vuoto on yli 3,2 prosenttia, maakaasu ei ole ilmaston kannalta hiiltä parempi polttoaine. (Katso artikkeli ”Siirtyminen hiilestä maakaasuun ei auta ilmastonmuutoksen hillinnässä”.)

Johtopäätökset

Itse lisäisin ongelmiin vielä sen, että toiveet maapallon väestönkasvun selvästä hidastumisesta ovat osoittautuneet ennenaikaisiksi. Väestönkasvun taustalla ovat toki yksilön kannalta positiiviset asiat, esimerkiksi eliniän pidentyminen, lääketieteen kehittyminen ja elintason parantuminen. Väestönkasvu kuitenkin kiistatta aiheuttaa yhä enemmän painetta luonnonvarojen kulutukseen. (Katso artikkeli ”Jos kaikki maapallon ihmiset eläisivät Suomen elintasolla, tarvittaisiin 3,5 maapallon luonnonvarat!”)

Asioiden näyttäytyminen positiivisena tai negatiivisena onkin aivan erilainen sen mukaan, katsotaanko tilannetta yksilön vai koko maapallon kannalta. Esimerkiksi eliniän pidentymistä voidaan pitää maapallon tulevaisuuden kannalta jopa haitallisena. Samoin yksilön kannalta positiivinen elintason nousu lisää luonnonvarojen kulutusta ja kasvihuonekaasupäästöjen tuotantoa.

Lisäksi BKT:n keskimääräinen kasvu on ainakin länsimaissa saatu aikaan osaksi julkisella velalla. Kulutusta on siis mahdollisesti siirretty tulevilta sukupolvilta nykyisille. Tilanne on tietenkin toinen, jos talous kasvaa myöhemmin siten, että velan määrä suhteessa bruttokansantuotteeseen pienenee. Pitkien ja voimakkaiden kasvukausien paluu ei kuitenkaan liene kovin todennäköinen.

Yhteenvetona voisi sanoa, että maapallolla on tapahtunut paljon positiivista kehitystä, mutta pelkkään tyytyväisyyteen ei ole aihetta. Ongelmia riittää edelleen ratkottavana. Jos tekniikka kehittyy ja kansainvälisiä sopimuksia saadaan aikaisiksi, maapallon tulevaisuus voi olla turvattu huolimatta siitä, että tutkijat ovat varoittaneet maapallon biosfäärin olotilan muutoksen olevan todennäköinen sadan vuoden sisällä.

Lisätietoa

Talouskasvu ei vastoin yleistä luuloa ole kytkeytynyt irti energiankulutuksesta (Ilmastotieto)

Talouskasvun perustana oleva energiaylijäämä on nopeassa laskussa (Ilmastotieto)

Öljy ja ilmastonmuutos – luku kirjasta ”Suomi öljyn jälkeen” (Ilmastotieto)

Palmuöljytuotannon ympäristövaikutuksia Indonesiassa

Palmuöljy-yhtiöt polttavat Indonesiassa valtavia alueita sademetsää ja turvemaita palmunviljelyalueiksi. Palmuöljy-yhtiöiden sytyttämistä tulipaloista on seurannut vakavia ilmansaasteongelmia alueella. Metsien hävittämisestä seuraa kasvihuonekaasupäästöjä ja luonnon monimuotoisuus vaarantuu. Turvemaiden hiilivarastot karkaavat ilmakehään, mikä näkyy palmuöljyn tuotantoalueiden maanpinnan vajoamisena.

ScienceDaily-verkkosivuston mukaan Indonesiassa palaa metsää ja turvemaita laajalla alueella. Nämä metsäpalot eivät ole syttyneet vahingossa, vaan palmuöljy-yhtiöt ovat sytyttäneet ne tahallaan, jotta saavat valjastettua kyseiset alueet öljypalmujen viljelykseen. Tätä menetelmää maanviljelyksessä on käytetty vuosisatoja, mutta Indonesiassa sellaisten palojen sytyttäminen on nykyään laissa kielletty.

Öljypalmuplantaasien omistajat eivät tästä välitä, vaan jatkavat sademetsien ja turvemaiden polttamista. Laurel Sutherlin, joka on sanfranciscolaisen Rainforest Action Network -ympäristöjärjestön jäsen, lähetti The Huffington Post -verkkosivustolle sähköpostin, jossa hän kuvailee tilannetta näin: ”Laajalle levinnyt, laiton sademetsien ja turvemaiden raivaaminen polttamalla palmuöljy-, selluloosa- ja paperiplantaasien laajentamiseksi on valitettavasti vakiintunut vuotuinen rituaali Sumatralla.”

Tämän toiminnan pahin sivuvaikutus on metsäpaloista tuleva savusumu. Savusumun ansiosta alueelta on mitattu hyvin korkeita ilmansaastepitoisuuksia. Toisinaan pitoisuus nousee niin suureksi, että se katsotaan olevan kuolemanriski sairaille ja vanhuksille. Toiminnan muita vaikutuksia ovat kasvihuonekaasupäästöt ja sademetsien hävikki.

Kasvihuonekaasupäästöjä metsien hävittämisestä

Uudessa tutkimuksessa (Ramdani ja Hino, 2013) on selvitetty palmuöljytuotannon maankäyttöä 1990-luvulla, 2000-luvulla ja vuonna 2012 Indonesian Riau-provinssissa, joka on Indonesian suurin palmuöljyn tuotantoalue. Tutkimuksessa analysoitiin Landsat-satelliitin ottamia valokuvia. Kuvien perusteella trooppiset sademetsät kattoivat alueesta 1990-luvulla noin 63 prosenttia, mutta 2000-luvulla metsäkate oli enää noin 37 prosenttia. Vuonna 2012 metsäkate oli kutistunut noin 22 prosenttiin.

Metsien ja turvemaiden muokkauksen arvioitiin aiheuttaneen vuosittain noin 26,6 miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöt 1990- ja 2000-lukujen välillä. Sademetsien kaatamisen osuus päästöistä arvioitiin olleen noin 59 prosenttia ja turvemaiden muokkauksen noin 41 prosenttia. Tilanne muuttui 2000-luvun ja vuoden 2012 välillä. Tuolloin hiilidioksidipäästöjen arvioitiin olleen noin 5,2 miljoonaa tonnia hiilidioksidia vuodessa, josta sademetsien osuus oli noin 28 prosenttia ja turvemaiden noin 70 prosenttia.

Tuloksien perusteella näyttää siltä, että alueen palmuöljytuotanto lisääntyi voimakkaasti 1990- ja 2000-lukujen välillä. Tuolloin hiilidioksidipäästöt johtuivat pääasiassa sademetsien ja turvemaiden hävittämisestä palmuöljytuotannon tieltä. Tilanteen muuttuminen 2000-luvun ja vuoden 2012 välillä saattaa johtua siitä, että sademetsien hävittämiskielto astui voimaan.

Luonnon monimuotoisuus uhattuna

Tutkijaryhmä David Wilcoven johdolla on selvitellyt sitä, miten luonnon monimuotoisuudelle käy Kaakkois-Aasiassa, kun sademetsät valjastetaan palmuöljytuotantoon. Heidän mukaansa Kaakkois-Aasiassa sademetsien hävikki on suurinta koko trooppisella vyöhykkeellä. Sademetsien muuttaminen palmuöljyn tuotantoalueeksi näyttää aiheuttavan paljon suuremman vahingon luonnon monimuotoisuudelle kuin tukkipuiden tuotanto riippumatta siitä, miten raskaasti alueita verotetaan tukkipuilla. Lisäksi metsäpalojen lisääntyminen aiheuttaa lisävahinkoa luonnon monimuotoisuudelle. Tutkimuksessa ei löydetty todisteita sille, että palmuöljyä tai kumia voitaisiin tuottaa niin, että metsälajisto säilyisi alueella.

Trooppisten turvemaiden hiilivarastot

Kaakkois-Aasian trooppiset turvemaat kattavat noin 440 000 neliökilometriä, joka on noin 11 prosenttia maailman turvemaiden pinta-alasta. Kaakkois-Aasian turvemaihin varastoitunut hiili käsittää noin 77 prosenttia trooppisen alueen turvemaiden hiilivarastoista ja noin 17-19 prosenttia koko maailman turvemaiden hiilivarastoista.

Viime vuosikymmeninä Kaakkois-Aasian turvemaita on alettu hyödyntää voimakkaasti maanviljelyssä sekä erityisesti palmuöljyn tuotannossa. Turvemaita on muokattu polttamalla, metsien kaadolla ja ojittamalla. Ojittamisen myötä maaperään sitoutunutta hiiltä saattaa alkaa päästä ilmakehään ja turvemaan pinta saattaa alkaa vajota.

Zhou ja muut ovat mitanneet Indonesian Sumatran turvemaille tehtyjen palmuöljytuotantoalueiden pinnan korkeutta vuosien 2007 ja 2011 välillä. Heidän tutkimuksessaan selvisi, että maanpinta yleisesti laski vaihtelevalla nopeudella. Maanpinnan vajoaminen saattoi olla jopa viisi senttimetriä vuodessa. Suurin havaittu maanpinnan vajoaminen oli 15 senttimetriä.

Lähteet

Illegal Fires Set in Indonesia Cause Smog Problem: Fires Clear Land for Palm Oil Companies – ScienceDaily

Ramdani F, Hino M (2013) Land Use Changes and GHG Emissions from Tropical Forest Conversion by Oil Palm Plantations in Riau Province, Indonesia. PLoS ONE 8(7): e70323. doi:10.1371/journal.pone.0070323. [tiivistelmä, koko artikkeli]

David S. Wilcove, Xingli Giam, David P. Edwards, Brendan Fisher, Lian Pin Koh, Navjot’s nightmare revisited: logging, agriculture, and biodiversity in Southeast Asia, Trends in Ecology & Evolution, Volume 28, Issue 9, September 2013, Pages 531–540, http://dx.doi.org/10.1016/j.tree.2013.04.005. [tiivistelmä]

Zhou, Zhiwei; Waldron, Susan; Li, Zhenhong; Quantifying changes in land-surface height in bioenergy palm oil plantations (Sumatra) using InSAR time series, EGU General Assembly 2013, held 7-12 April, 2013 in Vienna, Austria, p.13128. [tiivistelmä]

Aiemmat juttumme aiheesta

Mihin tietoon luottaa palmuöljydieseliin liittyen? (Tuomas Helin, 25.10.2010)

Energiaa rautalangasta? Kolme kirjaa tulevasta energiakriisistä

Ilmastokysymyksen ratkaisemisen kannalta keskeisessä roolissa on energiantuotannon muuttaminen vähähiiliseksi. Miten tämä tehdään ja mitä rajoituksia eri energianmuotoihin voi liittyä, onkin sitten monimutkaisempi kysymys. Perustietoa voi nyt hakea kolmesta viime vuosina ilmestyneestä suomenkielisestä energiakirjasta.

 

Kolme suomenkielistä kirjaa energiasta: Ihmiskunnan energiakriisi, Valomerkki ja Suomi öljyn jälkeen.

Yksi tämän vuosituhannen alkupuolen tärkeimmistä yksittäisistä kysymyksistä on energia. Maailman väkiluvun ennustetaan kasvavan 9–10 miljardiin vuoteen 2050 mennessä, ja kaikki merkit viittaavat siihen, että nämä miljardit ihmiset kaipaavat samoja asioita kuin mekin: edullisen, luotettavan energian mahdollistamaa hyvinvointia. Samaan aikaan maailman energiavarat ovat hupenemassa, kun helposti hyödynnettävät fossiiliset energianlähteet – mitkä nykyisin kattavat jo liki 85% maailman energiankulutuksesta – toisaalta hupenevat, toisaalta pahentavat entisestään liki sietämättömiä ympäristövahinkoja.

Tietoisuuden lisääntyminen tästä aikamme kenties tärkeimmästä kysymyksestä on alkanut näkyä ilahduttavasti myös suomenkielisessä tietokirjallisuudessa. Tyydyttävän energiatietoisuuden hankkiminen ei olekaan enää kielitaidosta kiinni, sillä Jorma Keskitalon faktapitoisen, hyvän mutta hieman kuivahkon Ihmiskunnan energiakriisin (Gaudeamus, 2011) jälkeen aihetta on käsitellyt myös Jussi Laitinen kirjassaan Valomerkki (Atena, 2012), ja nyt uusimpana tulokkaana vuorossa on Rauli Partasen, Harri Paloheimon ja Heikki Wariksen Suomi öljyn jälkeen (Into, 2013).

Kaikkien kolmen kirjan perusviesti on sama: ihmiskunnalla on edessään ehkäpä sen kaikkien aikojen suurin haaste, kun yhteiskuntamme perustana ollut edullinen, fossiilinen energia käy vähiin ja samalla sen vähäinenkin käyttäminen vaikeutuu, kun tietoisuus fossiilisten polttoaineiden aiheuttamista ympäristötuhoista leviää. Siinä missä Ihmiskunnan energiakriisi paneutuu laaja-alaisesti ja kriittisesti mutta silti ilahduttavan kiihkottomasti energian tuotantoon ja sen ympäristöongelmiin, Valomerkki ja Suomi öljyn jälkeen keskittyvät tavallista ihmistä lähempänä olevaan ongelmakenttään: miten käy helpon elämän, kun edullinen energia käy syystä tai toisesta vähiin – ja kuinka lähellä loppu on. Yksin tästä syystä niille voi ennustaa merkittävästi laajempaa suosiota kuin ansioistaan huolimatta oppikirjamaiselle Ihmiskunnan energiakriisille, mutta kirjat ovat lukemisen arvoisia myös muista syistä.

Tärkein näistä syistä on se, että kirjat vääntävät rautalangasta, miten edullinen energia on yhteydessä talouteen. Nykyaikainen talousjärjestelmä kun perustuu voittopuolisesti ihmisten ja eläinten työpanoksen korvaamiseen ylimääräisellä energialla, ja talouskasvu on käytännössä tämän ylimääräisen energian käytön kasvattamista. Teknologia ja koneet ovat oleellisesti ottaen tapoja muuttaa energiaa ihmisten arvostamiksi hyödykkeiksi; tekniikan kehitys höyrykoneesta eteenpäin onkin tarina siitä, miten ei-ihmisperäistä energiaa käytetään asioihin, joihin sitä ei ole aiemmin käytetty, tai miten enemmän energiaa voidaan muuttaa hyödykkeiksi vähemmässä ajassa. Pankki- ja luottojärjestelmineen talousjärjestelmä muistuttaakin enenevässä määrin pyramidihuijausta, jonka taustalla on luottamus talouskasvun jatkumiseen. Kun energia käy vähiin, talouden kone alkaa yskiä ja voi lopulta tikahtua oman mahdottomuutensa käynnistämään ketjureaktioon. Samaan aikaan pahenevat ympäristöongelmat voivat vain vaikeuttaa sopeutumista, kuten Jussi Laitisen mainio esimerkki havainnollistaa: on kuin joutuisimme vaihtamaan matkustajakoneen polttoaineen lennon aikana, samalla kun vaihdamme moottorit ja lennämme läpi aikaisemman polttoaineen aiheuttaman hirmumyrskyn.

Valomerkki käsittelee energian roolia laajemmin, huomioiden öljyn lisäksi periaatteessa tasapuolisesti kaikki muutkin energianlähteet. Tämä on kirjan vahvuus, mutta samalla myös heikkous: energiakysymys on kokonaisuutena monimutkainen eikä sen tiivistäminen yhteen 240-sivuiseen kirjaan ole helppoa. Erityisen ansiokasta kirjassa on kriittinen keskustelu ehdotettujen ratkaisujen kuten uusiutuvan energian sekä energiansäästön rajoista. Huomion ansaitsee etenkin tiettävästi ensimmäinen suomenkielinen ja kansantajuinen selvitys rebound-ilmiöstä, jonka johdosta säästetty energia saatetaan hyvin vain käyttää jossain muualla. Kirjassa myös esitetään hyvin perusteltuja epäilyksiä kunnianhimoisten uusiutuvan energian suunnitelmien toteutumiskelpoisuudesta ja puhkotaan armotta tiettyjä hellittyjä käsityksiä, kuten pienten tekojen merkitys: esimerkiksi kännykän laturin irroittaminen seinästä ei käytännössä auta juuri mitään. Tälläisiä realistisia puheenvuoroja kaivataankin kipeästi keskustelussa, jota ovat tähän saakka hallinneet lähinnä konservatiivisen, fossiilisista luopumista vastustavan teollisuuden business as usual-mielipiteet ja uusiutuviin kritiikittömästi suhtautuvien kansalaisjärjestöjen kannanotot, jotka voisivat usein olla suoraan tuuli- ja aurinkoenergiateollisuuden lobbareiden kirjoittamia. Jälkimmäisestä hyvänä esimerkkinä on Greenpeacen energiavallankumous-skenaario, jonka viimeisimmän version kolmesta pääkirjoittajasta kaksi onkin uuden energiateollisuuden etujärjestöjen GWEC:in ja EREC:in työntekijöitä; lisäksi laskelmien ja kustannusarvioiden taustalla olevat pohjatiedot tulevat suoraan kyseisiltä etujärjestöiltä.

Hyvässäkin kirjassa on kuitenkin väistämättä puutteita, eikä edes Valomerkki ole poikkeus. Energiakysymystä laajalti käsittelevältä kirjalta toivoisi suurempaa paneutumista uusiutuvien todennäköisesti merkittävimpään ongelmaan, energiantuotannon tasapainottamiseen ja/tai varastointiin. Jos näitä erittäin vaikeita teknisiä ongelmia ei kyetä tyydyttävästi ratkaisemaan jo lähivuosikymmeninä, maailman energiannälkää ei yksinkertaisesti kyetä ratkaisemaan uusiutuvilla riittävän nopeasti ilmastokatastrofin torjumiseksi. Suurin havaitsemani virhe on kuitenkin ydinenergian hyvin yksipuolinen käsittely ja ydinvoimaa lähtökohtaisesti vastustavien kirjoittajien väitteiden nieleminen sellaisinaan. Kirjassa toistetaankin kritiikittä sekä vääriä, harhaanjohtavia että merkityksettömiä väitteitä, kuten Fukushiman uhrien määrä (kirjan mukaan jopa 440 000, kun pessimistisetkin vertaisarvioidut laskelmat pääsevät enintään 1300 ja todennäköisemmin 130 uhriin 50 vuoden kuluessa), uraania tehokkaammin käyttävien hyötöreaktoreiden poikkeuksellinen vaarallisuus (tosiasiassa esitetyt hyötöreaktorit olisivat käytännössä todennäköisesti nykyisiä kevytvesireaktoreita merkittävästi turvallisempia) ja ydinvoiman rakentamisen erityisen suuri aineellinen jalanjälki (tosiasiassa nykyisenkin kaltaisella ydinvoimalla tuotettu yksikkö energiaa vaatii enintäänkin kolmanneksen tuulivoimalla tuotetun vastaavan energiayksikön vaatimasta materiaalista). Vaikka väitteet ovatkin yleisiä, tietokirjalta odottaisi parempaa lähdekritiikkiä. Vastaavia lapsuksia en muita energiamuotoja käsitelleistä osista havainnut, mutta ne heittävät väistämättä epäilyksen varjon muidenkin väitteiden ylle.

Valomerkkiin ja Ihmiskunnan energiakriisiin verrattuna Suomi öljyn jälkeen keskittyy tiukasti kolmeen asiaan: Suomi, öljy, ja (edullisen) öljyn loppu. Tämä on kirjan ehdoton vahvuus ja se, mikä tekee juuri tästä kirjasta sen yhden energiakirjan, minkä jokaisen – etenkin jokaisen päättävissä asemissa olevan – soisi lukevan. Kirjassa on paitsi kerrottu yleisellä tasolla öljyhuipusta, myös kartoitettu oman tutkimuksen ja asiantuntijahaastattelujen avulla ennennäkemättömän kattavasti öljyn merkitystä Suomelle ja vaihtoehtojamme öljyn käydessä vähiin. Lyhyesti sanoen, öljy on mahdollisesti tärkein elämäntapaamme vaikuttava yksittäinen raaka-aine, eikä meillä ole juuri mitään hyvää vaihtoehtoa sen tilalle. Ongelmaa mutkistaa se, että vaihtoehtoiset energiamuodot eivät pääsääntöisesti kykene suoraan korvaamaan öljyä, tuota erinomaisen kätevää nestemäistä polttoainetta.

Yksi asia on tehtävä selväksi: öljyhuipusta puhuttaessa kysymys on siis edullisen öljyn hupenemisesta, ei öljyn loppumisesta. Kun öljyä joudutaan hankkimaan entistä hankalammista lähteistä, yhä enemmän energiaa ja rahaa kuluu sen hankkimiseen, ja yhä vähemmän öljyn energiasta voidaan käyttää muuhun. Kirjan mukaan tällä hitaasti kroonistuvalla öljykriisillä tulee olemaan vakavia vaikutuksia etenkin teollisuusmaiden talouksiin. Kehittyvät taloudet kärsivät vähemmän: maissa, joissa öljyä käytetään vielä vähän, jokaisesta lisäöljytipasta saadaan irti enemmän iloa kuin täällä pohjoisessa, joten niillä on – kenties intuition vastaisesti – varaa maksaa öljystä enemmän. Öljyn hinta on taas yhteydessä talouden tilaan: hinnan noustessa talous alkaa yskimään.

Huono uutinen on siis se, että öljylle ei ole olemassa helppoja korvikkeita ja vaikeidenkin riittävyys on kyseenalainen. Edes metsäisen ja harvaanasutun Suomen kaikesta biomassasta puristettavissa oleva bioöljy ei riittäisi edes oman kulutuksemme korvaamiseen, saati sitten vientiin. Jos samaan aikaan tavoitteena on myös ympäristönsuojelu ja maapallon elinkelpoisuuden säilyttäminen vielä 2100-luvulla, vaihtoehtoja on vielä vähemmän. Lisäksi vaihtoehdot ovat pääasiassa tapoja siirtää muualla tuotettua energiaa kätevämmässä, esimerkiksi nestemäisessä muodossa. Ne siis eivät ole energian lähteitä, kuten öljy on. Kirjan johtopäätös onkin pessimistinen: ellei ihmiskunta koe äkillistä valaistumista, on todennäköistä, että kroonisesti kriisiytyvässä taloudessa ympäristöarvoista tulee ylimääräistä luksusta, ja öljynkorvikkeet – huonotkin – tullaan käyttämään hetkellisen helpotuksen toivossa. Samalla kalliimmat mutta vähäpäästöisemmät vaihtoehdot käyvät entistä hankalammiksi toteuttaa, koska niiden etupainotteisiin investointeihin ei talouskaaoksen oloissa saataisi kerättyä rahoitusta. Tämä tarkoittaisi käytännössä mm. ilmastotalkoiden lopullista loppua.

Tätä kohtalonyhteyttä ei näe juuri lainkaan käsiteltävän kotimaisessa energiakeskustelussa, joka on jumiutunut fossiilisten polttoaineiden tuotantohuippua huomioimattomiin sähkönkulutusennusteisiin ja eri energianlähteiden lyhyen tähtäimen hintakehitykseen. Kaiken hyväksi energiakeskustelu on hiilidioksidipäästöjä lukuunottamatta pitkälti irrallaan ympäristönsuojelukeskustelusta, mikä lieneekin taustalla siinä, että samat poliitikot voivat vaatia sekä metsien suojelun vahvistamista että biomassan polton merkittävää lisäämistä – mitkä ovat kaksi keskenään ristiriitaista tavoitetta. Lieneekin todennäköistä, että sekä viralliset strategiat että kansalaisjärjestöjen vaihtoehdot aliarvioivat pahasti tulevan energiapulan; kuten kirjassa todetaan, numeroiden valossa on vaikea ymmärtää, miten meillä tuntuu edelleen olevan varaa vastustaa kaikkia vaihtoehtoisia energianmuotoja tuulivoimasta ydinvoimaan.

Kirjan sanoma tulee varmasti herättämään keskustelua ja vastustustakin, eikä se välttämättä ole viimeinen totuus. Kirjoittajat toteavatkin olevansa tyytyväisiä, mikäli he ovat väärässä. Mutta pelkästään mahdollisuus siitä, että he ovatkin oikeassa, on riittävä syy lukea kirja.

Jorma Keskitalo: Ihmiskunnan energiakriisi

Gaudeamus, 2011

232 s.

Jussi Laitinen: Valomerkki: Energiapula ja makean elämän loppu

Atena, 2012

240 s.

Rauli Partanen, Harri Paloheimo ja Heikki Waris Suomi öljyn jälkeen

Into, 2013

300 s.

Tutkijoilta vakava varoitus: Maapallon biosfäärin olotilan muutos todennäköinen sadan vuoden sisällä

Paikalliset ekologiset järjestelmät voivat tunnetusti muuttua äkillisesti, arvaamattomasti ja peruuttamattomasti olotilasta toiseen täysin erilaisiksi, kun kriittinen kynnys (ns. käännekohta tai horjahduspiste) ylittyy. Kesäkuun Nature-lehden artikkelissa 22 kansainvälistä tutkijaa todistelee sitä, että koko globaali ekosysteemi voi reagoida samalla tavalla, ja että se lähestyy ihmiskunnan toiminnan seurauksena planeetanlaajuista kriittistä kynnystä erittäin todennäköisesti jo muutaman sukupolven aikana. Biosfäärin olotilan muutos on mahdollisesti jo alkanut, mutta sen haittavaikutuksia pystytään vielä lieventämään.

(c) iQoncept – Fotolia.com

Väestönkasvu ja kulutuksen lisääntyminen

Ihmisen väestönkasvu ja henkeä kohden lasketun kulutuksen kasvu ovat kaikkien ongelmien taustalla. Väestönkasvu (77 miljoonaa ihmistä vuodessa) on noin tuhat kertaa suurempi kuin keskimääräinen vuosikasvu ajalla 10 000 – 400 vuotta sitten (67 000 henkilöä vuodessa). Maapallon ihmismäärä on lähes nelinkertaistunut vain vuosisadassa. Varovaisimpien arvioiden mukaan väestö kasvaa nykyisestä seitsemästä miljardista yhdeksään miljardiin vuonna 2045 ja 9,5 miljardiin vuonna on 2050.

Ihmisen toiminnan seurauksena suoria paikallisen tason vaikutuksia on kertynyt niin paljon, että ne aiheuttavat epäsuorasti jo globaalitason vaikutuksia. Suora vaikutus on esimerkiksi se, että 43 prosenttia maapallon pinta-alasta on valjastettu maatalouden tai kaupunkien käyttöön. Lopun 57 prosentinkin alueella vaikuttavat monin paikoin tiet. Tämä ylittää jääkauden jälkeisen fysikaalisen muutoksen, jossa 30 prosenttia maapallon pinta-alasta suli oltuaan jään peitossa.

Epäsuoria globaalitason vaikutuksia on syntynyt, kun ihmisen toiminta muuttaa energian virtausta ekosysteemien läpi. Kohtuuttoman paljon energiaa siirretään nyt yhdelle lajille, ihmiselle. Ihmiset käyttävät 20 – 40 prosenttia maailman nettoperustuotannosta ja lisäksi vähentävät tuottavuutta tuhoamalla elinympäristöjä. Paikallisesti lisääntynyt nettoperustuotanto ilman laskeumien ja maatalouden lannoitteissa olevien ravinteiden (esim. typen ja fosforin) seurauksena ei riitä kattamaan tuottavuuden pienentymistä.

Mallit ennustavat, että vuoteen 2100 mentäessä bioottiseen ympäristöön kohdistuvat paineet yhä vain lisääntyvät. Energian ja muiden luonnonvarojen käyttö lisääntyy, kun väestö kasvanee vähintäänkin 9,5 miljardiin jo vuoteen 2050 mentäessä. Vaikutus on vielä huomattavasti korostunut, jos myös asukasta kohden laskettu luonnonvarojen käyttö lisääntyy.

Ennusteiden mukaan maapallon väkiluku vuonna 2100 on alimman arvion mukaan 6,2 miljardia (vaatii syntyvyyden merkittävää supistumista), keskitason arvion mukaan 10,1 miljardia (vaatii jatkuvaa hedelmällisyyden laskua maissa, jotka vielä ovat nollakasvun yläpuolella) ja suurimman arvion mukaan 27,0 miljardia (jos syntyvyys säilyy vuosien 2005-2010 tasolla). Viimeksi mainittu populaation koko on kuitenkin jo selvästi ylittänyt maapallon kantokyvyn.

Fossiilisten polttoaineiden käyttäminen

(c) olly – Fotolia.com

Ihmiset vapauttavat fossiilisiin polttoaineisiin varastoitunutta energiaa, minkä avulla ihmislaji pystyy hallitsemaan ekosysteemejä entistäkin voimakkaammin. Valtaosa tästä lisäenergiasta käytetään ihmislajin ja kotieläinten ylläpitoon. Tämän seurauksena suurten eläinten biomassa on paljon suurempi kuin esiteollisina aikoina. Ellei hupeneville fossiilisille polttoaineille löydetä korvaavia vaihtoehtoja, tämän energian väheneminen fossiilisten polttoaineiden ehtyessä heikentänee sekä ihmiskunnan terveyttä että taloutta. Lisäseurauksena on myös biodiversiteetin eli luonnon monimuotoisuuden väheneminen, koska entistäkin suurempi osa nettoperustuotannosta joudutaan käyttämään ihmislajin elättämiseen.

Fossiilisten polttoaineiden kulutuksella on ollut suuria vaikutuksia ilmakehään ja valtameriin. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on lisääntynyt yli kolmanneksella (35 %) esiteolliseen aikaan verrattuna, minkä seurauksena ilmasto lämpenee nopeammin kuin viimeisimmässä globaalitason muutoksessa siirryttäessä jääkaudesta nykyiseen ilmastoon.

Merten happamoituminen

Korkeammat hiilidioksidipitoisuudet (fossiilisten polttoaineiden käytön seurauksena) ovat aiheuttaneet valtamerten nopean happamoitumisen. Tämä on ilmeistä, koska pH on laskenut 0,05:llä kahden viime vuosikymmenen aikana. Lisäksi maatalouden valumat ja kaupunkialueiden jätevedet ovat radikaalisti muuttaneet ravinteiden kiertokulkua. Jo havaittavissa olevia bioottisia seurauksia ovat laajat kuolleet alueet merten rannikoilla.

Biodiversiteetin pieneneminen ja lajien sukupuutto

Maaekosysteemeissä 40 prosenttia aiemmin monimuotoisista alueista on korvattu köyhillä muutamien viljelyskasvien, kotieläinten ja ihmislajin elinympäristöillä. Viljelykarkulaisia on levinnyt tulokaslajeina ja vieraslajeina myös luonnon ekosysteemeihin.

Vaikka maailmanlaajuisesti lajimäärä on vähentynyt, paikallisesti kasvien monimuotoisuus on kuitenkin tietyillä alueilla lisääntynyt ihmistoiminnan seurauksena. Monimuotoisuuden lisääntyminen ei kuitenkaan välttämättä ole pysyvää, koska syrjäyttävän kilpailun periaatteen mukaisesti osa lajeista voi vähitellen hävitä, kun kasvien lajienväliset suhteet ehtivät vaikuttaa.

Selkärankaisten sekä tämänhetkinen että ennustettu sukupuuttonopeus ylittää selvästi luonnollisten sukupuuttojen määrän. Sekä monet kasvit, selkärankaiset että selkärangattomat ovat vähentyneet siinä määrin, että ne ovat vaarassa kuolla sukupuuttoon. Avainlajien, esimerkiksi suurpetojen, maailmanlaajuinen poistaminen ravintopyramidin ylemmiltä trofiatasoilta johtaa yhä yksinkertaisempiin ja epävakaampiin ravintoverkkoihin.

Tutkijat ovatkin erityisen huolissaan lajien sukupuutoista. Evoluutiolta vie satoja tuhansia tai miljoonia vuosia tuottaa monimuotoisuus uudelleen. Sukupuutot ovat erityisen huolestuttavia, koska maailmanlaajuinen ja alueellinen monimuotoisuus on nykyään yleensä alhaisempi kuin se oli 20 000 vuotta sitten viimeisimmän globaalimuutoksen aikoihin. Lisäksi ihmisen siirtämät kasvit homogenisoivat lajistoa.

Luonnollisia ekosysteemejä uhkaavat liikakäyttö, saasteet ja ilmastonmuutos. Epäselvää on se, kuinka paljon näitä menetyksiä korvaavat ihmisen luomat ja ylläpitämät ekosysteemit, esimerkiksi ravintokasvien viljelmät. Esimerkkeinä romahduksista mainitaan turskakannat, miljoonien neliökilometrien laajuiset havupuukuolemat ilmastonmuutoksen kiihdyttämien kovakuoriaisepidemioiden seurauksena, hiilinielujen heikkeneminen metsien kaatamisen takia ja maataloustuotannon paikallinen heikentyminen aavikoitumisen tai haitallisten viljelymenetelmien seurauksena.

Vaikka biodiversiteetin heikkenemisen ja lajikoostumuksen muuttumisen lopulliset vaikutukset ovat vielä epäselviä, seuraukset voivat olla vakavia, mikäli kynnysarvo ylitetään laajoilla alueilla samanaikaisesti, kun ekosysteemipalveluiden tarve vain lisääntyy. Tarvetta lisää erityisesti väestönkasvu, jos väestö kasvaa ennusteiden mukaisesti kahdella miljardilla noin kolmessa vuosikymmenessä. Seurauksina voi olla laajaa sosiaalista levottomuutta, taloudellista epävakautta ja ihmishenkien menetyksiä.

Ilmastonmuutos

(c) vladstar – Fotolia.com

Nopea ilmastonmuutos ei osoita merkkejä hidastumisesta. Mallintaminen osoittaa, että 30 prosentilla maapallon pinta-alasta nopeus, jolla kasvilajit joutuvat siirtymään pysyäkseen ennustetun ilmastonmuutoksen tahissa, on suurempi kuin niiden siirtymisnopeus silloin, kun maapallo viimeksi siirtyi jääkaudesta nykyiseen interglasiaalikauteen. Siirtymistä vaikeuttaa lisäksi esimerkiksi maatalouden ja kaupungistumisen takia hyvin pirstoutunut elinympäristö.

Ilmastotyypit, jotka nyt vallitsevat 10 – 48 prosentilla maapallon pinta-alasta, häviävät ennusteiden mukaan seuraavan sadan vuoden aikana. Ilmasto, jota nykyiset eliöt eivät ole koskaan kokeneet, tulee todennäköisesti kattamaan 12 – 39 prosenttia maapallon pinta-alasta. Keskimääräinen maapallon lämpötila on vuonna 2070 (tai mahdollisesti jo muutama vuosikymmen aikaisemmin) korkeampi kuin ikinä ennen ihmislajin evoluutiohistorian aikana.

Ihminen aiheuttaa nopeamman ja suuremman muutoksen kuin jääkauden päättyminen

Planeetanlaajuisia kriittisiä siirtymiä on esiintynyt biosfäärissä aiemminkin, vaikkakin harvoin. Ihmiskunnan toiminnan takia tällainen käännekohta saattaa olla jälleen ylittymässä, mikä voi mahdollisesti muuttaa maapallon nopeasti ja pysyvästi ihmisille tuntemattomaan tilaan.

Tästä seuraa kaksi johtopäätöstä. Ensinnäkin biologisten yllätysten minimoimiseksi ja samalla ihmiskunnankin suojelemiseksi on tärkeää kehittää biologista ennustamista ennakoimaan globaaleja kriittisiä siirtymiä ja niiden vaikutuksia paikallisella tasolla. Toiseksi globaalin muutoksen estämiseksi tai vähintäänkin ohjaamiseksi on tarpeen puuttua perimmäisiin syihin, joilla ihminen aiheuttaa globaaleja muutoksia.

Globaali pakotemekanismi on nykyään väestönkasvu, johon liittyy luonnonvarojen kulutus, elinympäristöjen muutos ja pirstoutuminen, energian tuotanto ja kulutus sekä ilmastonmuutos.

Kaikki nämä pakotteet ovat huomattavasti suurempia niin nopeudeltaan kuin voimakkuudeltaankin verrattuna viimeisimpään tätä edeltäneeseen globaalimuutokseen viime jääkauden päättyessä, jolloin ilmasto vaihteli nopeasti lämpimästä kylmään ja taas lämpimään 14 300 – 11 000 vuotta sitten.

Suurimmat bioottiset muutokset tapahtuivat 12 900 – 11 300 vuotta sitten, kun noin puolet suurista nisäkkäistä, useat suuret linnut ja matelijat sekä jotkin pienemmät eläimet kuolivat sukupuuttoon. Samaan aikaan ihmispopulaatio kasvoi ja ihmislaji levittäytyi kaikkiin maanosiin. Ennen muutosta oli vallinnut noin 100 000 vuotta kestänyt glasiaali- eli jääkausi, joka päättyi auringon säteilytehon lisääntyessä. Sen jälkeen maapallolla on ollut interglasiaalikautta noin 11 000 vuotta.

Tuo viimeisin globaalimuutos on tärkeä vertailukohta nykyisessä muutoksessa, koska molemmissa vaikuttavina tekijöinä toimivat ilmastonmuutos ja ihmispopulaation kasvu. Viimeisimmän jääkauden päättymiseen liittyvässä muutoksessa ne olivat kuitenkin luultavasti erillisiä mutta sattumalta samanaikaisia tekijöitä. Nyt olosuhteet ovat sikäli hyvin erilaiset, että globaalitason pakotteina toimivat tekijät ilmastonmuutos mukaan lukien ovat suoraa seurausta ihmisen toiminnasta.

Milloin ja miten todennäköisesti biosfäärin olotila muuttuu?

On hyvin dokumentoitu, että biologisissa järjestelmissä voidaan siirtyä nopeasti olemassa olevasta tilasta radikaalisti erilaiseen tilaan. Ongelmana on se, että kynnysvaikutuksia voi olla vaikea ennakoida. Tämä johtuu ensinnäkin siitä, että kriittinen kynnys saavutetaan, kun useat muutokset vaikuttavat yhdessä. Lisäksi kynnysarvoa ei yleensä tiedetä etukäteen. Kun kriittinen muutos tapahtuu, on hyvin epätodennäköistä tai jopa mahdotonta, että järjestelmä palautuu takaisin aiempaan tilaan.

Ihmiset hallitsevat maapallolla tavoilla, jotka uhkaavat sen kykyä ylläpitää ihmisen ja muiden lajien elinmahdollisuuksia. Tämän ymmärtäminen on johtanut lisääntyvään kiinnostukseen siitä, kuinka on mahdollista ennustaa biologisia seurauksia kaikilla tasoilla paikallisesta globaaliin mittaluokkaan asti. Useimmat biologiset ennusteet perustuvat siihen, että tarkastellaan vain viimeaikaista kehitystä ja ennustetaan tulevaisuutta erilaisten ympäristöpaineiden vaikuttaessa, tai että käytetään lajien levinneisyysmalleja ennustamaan sitä, kuinka ilmastonmuutos saattaa muuttaa nykyään havaittua maantieteellistä esiintyvyyttä.

Turvautuminen pelkästään tällaisiin lähestymistapoihin ei kuitenkaan riitä täysin arvioimaan tulevaisuuden todennäköisiä biologisia muutoksia, koska esimerkiksi monimutkaisia vuorovaikutuksia ja palautteita jää ottamatta huomioon. Kriittisen raja-arvon ylittäminen voi tuottaa odottamattomia bioottisia vaikutuksia.

Sekä paikallisen mittakaavan suorat pakotteet että lisääntyvät globaalit pakotteet ovat nyt paljon suurempia kuin siirryttäessä jääkaudesta nykytilaan, eikä niiden odoteta laskevan lähitulevaisuudessa. Sen vuoksi mahdollisuus globaalin kynnysarvon ja käännekohdan ylittymiseen vaikuttaa korkealta. Huomattavaa epävarmuutta on kuitenkin siitä, onko se väistämätöntä, ja jos on, kuinka kaukana tulevaisuudessa se voi olla.

Kun riittävän suuri osa maapallon ekosysteemeistä on muutettu, loputkin ekosysteemit voivat muuttua nopeasti suuremman mittakaavan pakotteiden (esimerkiksi muutokset ilmakehän ja meren kemiassa, ravinteiden kiertokulussa, energian virtauksessa, saastumisessa jne.) lisääntyessä. Näistä suuren mittakaavan muutoksista puolestaan voi olla seurauksena uusia paikallisia muutoksia.

Ei vielä tiedetä, kuinka monta prosenttia maapallon ekosysteemeistä voi muuttua ihmistoiminnan suorien vaikutusten seurauksina erilaisiksi, ennen kuin nämä muutokset käynnistävät nopeita muutoksia myös jäljellä olevissa luonnollisissa järjestelmissä. Tämä prosenttiosuus voidaan päätellä vasta jälkikäteen. Havaintojen ja simulaatioiden mukaan sen voi kohtuudella olettaa olevan niin alhainen kuin 50 prosenttia tai jopa alhaisempi, jos monien paikallisten ekosysteemien muutokset aiheuttavat riittävän suuria globaalitason pakotteita. Toisaalta maapallo saattaa kestää jopa niinkin suuren muutoksen, että 90 prosenttia maa-alasta on muutettu.

Tällä hetkellä vähintään 43 prosenttia maapallon maaekosysteemeistä on muutettu. Keskimäärin yhtä maapallon asukasta kohden luonnontilaisesta toisenlaiseksi muutettu maa-ala on 0,92 hehtaaria. Jos oletetaan, että tämä keskimääräinen muutetun maan pinta-ala asukasta kohden (0,92 ha/hlö) ei muutu, 50 prosenttia maapallon maa-alasta on muutettu, kun maailman väestö kasvaa 8,2 miljardiin. Tämän arvioidaan tapahtuvan vuonna 2025. Vastaavasti 70 prosenttia maapallon maa-alasta voi olla ihmisen käyttössä vuonna 2060, jos väkiluku nousee 11,5 miljardiin.

Meriekosysteemien arviointi on paljon haastavampaa, mutta saatavilla olevien tietojen mukaan ihmistoiminnan vaikutukset ovat laajoja. Tarkempi meriekosysteemien tilan muutosten arviointi on tärkeä tehtävä, koska meret kattavat suurimman osan planeetastamme.

Suuren mittakaavan pakotteet vaikuttavat paikallisiin ekologisiin prosesseihin havaintojen mukaan jo nykyäänkin. Ongelmana on kuitenkin epänormaalien muutosten erottaminen luonnollisista muutoksista, joita luonnontilaisissakin ekosysteemeissä tapahtuu jatkuvasti. Luonnolliseltakin vaikuttava muutos voi olla epänormaali, jos se tapahtuu esimerkiksi huomattavasti nopeammin kuin luonnontilaisissa ekosysteemeissä.

Erillisiltäkin vaikuttavilla prosesseilla voi olla hyvin merkittäviä yhteisvaikutuksia. Esimerkiksi suuret maankäytön muutokset voivat vaikuttaa merien biologiaan. Myös biologisen hierarkian eri tasot (genotyyppi, fenotyyppi, populaation, lajien levinneisyys, lajien väliset suhteet jne.) voivat vaikuttaa toisiinsa. Yhdellä tasolla vaikuttava pakote voi aiheuttaa ratkaisevan muutoksen toisella tasolla.

Ihmiset ovat jo muuttaneet biosfääriä huomattavasti, jopa niin paljon, että jotkut tutkijat puhuvat uudesta geologista epookista eli aikakaudesta, jolle on annettu nimi antroposeeni. Tämä toistaiseksi epävirallinen termi tarkoittaa teollistumisen myötä alkanutta, holoseenin jälkeistä epookkia.

Kun verrataan menneisiin globaalitason muutoksiin johtaneita pakotteita ja tällä hetkellä ihmiskunnan aiheuttamia maailmanlaajuisia pakotteita, näyttää siltä, että uusi globaalitason muutos on erittäin todennäköinen seuraavina vuosikymmeninä tai vuosisatoina, ellei se sitten ole jo alkanutkin.

Tämän seurauksena itsestään selvinä pitämissämme biologisissa resursseissa voi tapahtua nopeita ja arvaamattomia muutoksia muutaman sukupolven aikana.

Voiko ongelmia estää tai vähentää?

(c) Alx – Fotolia.com

Globaalin käännekohdan eli ns. horjahduspisteen, kriittisen raja-arvon tai kynnysarvon tunnistamiseksi tarvitaan entistä parempaa tietoa varhaisista biologisista varoitusmerkeistä ja palautekytkennöistä, jotka edistävät tällaisia siirtymiä. On myös tarpeen löytää perimmäisiä syitä, miten ihmiset aiheuttavat biologisia muutoksia.

Ongelmien minimoimiseksi tarvitaan maailman väestönkasvun hidastamista, henkeä kohden laskettujen luonnonvarojen käytön pienentämistä, muiden kuin fossiilisten energianlähteiden osuuden lisäämistä, fossiilisten polttoaineiden energiataloudellisempaa käyttöä (niissä tilanteissa, joissa ole käytettävissä korvaavia energiamuotoja), elintarvikkeiden jakelun tehostamista, elintarvikkeiden tuotannon tehostamista nykyisillä alueilla uusien alueiden raivaamisen ja luonnonvaraisten lajien käytön sijaan sekä vielä luonnontilaisina olevien meri- ja maa-alueiden monimuotoisuuden suojelua.

Nämä ovat toki suuria tehtäviä, mutta ne ovat välttämättömiä, jos haluamme tieteen ja yhteiskunnan avulla ohjata biosfääriä sen sijaan, että biosfäärissä tapahtuu jotakin mullistavaa meidän tietämättämme ja tahtomattamme.

Ketkä ovat esitettyjen tietojen takana?

Nature-lehden artikkelin ovat kirjoittaneet 22 eri yliopistojen tai muiden tutkimuslaitosten tutkijaa: Anthony D. Barnosky (University of California), Elizabeth A. Hadly (Stanford University), Jordi Bascompte (Estación Biológica de Doñana, CSIC, Sevilla), Eric L. Berlow (TRU NORTH Labs, California), James H. Brown (The University of New Mexico), Mikael Fortelius (Helsingin yliopisto), Wayne M. Getz (University of California), John Harte (University of California), Alan Hastings (University of California), Pablo A. Marquet (Pontificia Universidad Católica de Chile; Instituto de Ecología y Biodiversidad, Santiago; The Santa Fe Institute, New Mexico), Neo D. Martinez (Pacific Ecoinformatics and Computational Ecology Lab, California), Arne Mooers (Simon Fraser University, British Columbia), Peter Roopnarine (California Academy of Sciences), Geerat Vermeij (University of California), John W. Williams (University of Wisconsin), Rosemary Gillespie (University of California), Justin Kitzes (University of California), Charles Marshall (University of California), Nicholas Matzke (University of California), David P. Mindell (University of California), Eloy Revilla (Estación Biológica de Doñana, CSIC, Sevilla) ja Adam B. Smith (Center for Conservation and Sustainable Development, Missouri Botanical Garden). Suomesta mukana on siis evoluutiopaleontologian professori Mikael Fortelius Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutista.

Tässä blogikirjoituksessani ei ole lainkaan omia ajatuksiani ja näkemyksiäni, vaan kaikki tiedot ovat suoraan Nature-lehden artikkelista vapaasti (ei sanatarkasti) suomennettuina. Olen ottanut mukaan vain artikkelin pääkohdat, eikä asioita ole käsitelty täysin samassa järjestyksessä kuin alkuperäisessä kirjoituksessa. Aiheesta syvällisemmin kiinnostuneiden kannattaa lukea koko artikkeli Nature-lehdestä. Tämän blogikirjoituksen otsikko, väliotsikot ja nettilinkit ovat omia lisäyksiäni.

Lisätietoa samasta aihepiiristä

Petteri Karvinen (Ympäristölupaus): Uppoava laiva, 30.5.2012

Esko Kuusisto ja Jukka Käyhkö: Globaalimuutos, Otava 2004

Nature: Approaching a state shift in Earth’s biosphere, 7.6.2012

Hanne-Mari Tarvonen (YLE): Tutkijat: Ympäristö voi romahtaa jo seuraavina vuosikymmeninä, 6.6.2012

Valtioneuvoston kanslian julkaisusarja 14/2008: Epälineaariset ja äärimmäiset ilmaston muutokset

Jussi Viitala: Miten maailma loppuu? Atena kustannus Oy, 2011

Pohjoisten soiden metsäojitus vähentää niiden kasvihuonekaasupäästöjä

Lakkasuon koeala, Hyytiälä. Edessä luonnontilaista sarasuota, takana metsäojitettu osa samasta suosta.

Varsin yleinen käsitys on, että kun luonnontilainen suo metsäojitetaan, se muuttuu hiilinielusta hiilen lähteeksi, ja lähinnä on keskusteltu siitä, kuinka paljon päästöt lisääntyvät. Tämä käsitys saattaa kuitenkin olla väärin. Samaten paikkaansa ei näyttäisi pitävän se, että metsäojitettuja soita kannattaisi palauttaa luonnontilaisiksi ilmastonmuutoksen torjunnan nimissä, vaan pikemminkin päinvastoin. Miksi?

Lyhyt vastaus on luonnontilaisten soiden metaanipäästöt ja metsäojitettujen soiden parempi hiilensidontakyky. Pidempi vastaus perusteluineen alla.

Metaani (CH4)
Metaani on sadan vuoden aikajänteellä yleisesti määritelty noin 20-kertaa pahemmaksi kasvihuonekaasuksi kuin hiilidioksidi. 20 vuoden aikajänteellä vaikutus on noin 60 -kertainen. Metaani viipyy ilmakehässä keskimäärin noin 10 vuotta, joten lyhyellä aikavälillä se on todella tehokas ilmaston lämmittäjä. Tämä on hyvä pitää mielessä kun arvioidaan soiden ojitusten ilmastovaikutuksia.

Ilmakehän metaanipitoisuuksia vähentämällä voidaan ilmaston lämpenemistä hillitä varsin nopeasti, koska metaani pysyy ilmakehässä vain vähän aikaa, vaikka muuttuukin sitten hiilidioksidiksi joka pysyy ilmakehässä kauan. Jos siis pystyisimme nyt vähentämään merkittävästi metaanipäästöjämme, olisi ilmakehässä 10 vuoden päästä huomattavasti vähemmän metaania, ja siten kasvihuoneilmiökin olisi lievempi sen osalta. Hiilidioksidi sen sijaan säilyy ilmakehässä satoja tai tuhansia vuosia. Vaikka nyt lopettaisimmekin hiilidioksidipäästöt kokonaan, näkyisi se ilmakehän pitoisuuksissa vasta pitkän ajan kuluttua.

Metsäojitettu suo vs. luonnontilainen suo
Luonnontilaisten soiden hiilensidontaprosessit ovat hyvin hitaita ja perustuvat turpeen hitaaseen, mutta jatkuvaan muodostumiseen. Luonnontilaisissa soissa muodostuu myös merkittäviä määriä metaania, jolla on voimakas, mutta suhteellisen lyhytaikainen vaikutus ilmastoon. Soiden metaanipäästöt vaihtelevat suotyypin mukaan välillä 2-25 g CH4-C / m² / vuosi.

Soiden metsäojituksen tarkoituksena on yleensä ollut lisätä niiden puuston kasvua, joka luonnollisesti sitoo ilmakehän hiiltä itseensä. Tässä on onnistuttu Suomessa varsin hyvin, sillä sotien jälkeen ojitettujen suometsien puustoon sitoutuu tällä hetkellä hiiltä noin 3 miljoonaa tonnia vuodessa, kun puiden vuotuinen kasvu on noussut 1950-luvun 9,9 miljoonasta kuutiosta 17,4 miljoonaan kuutioon. Tästä valtaosa on ojituksen ja sen mahdollistaman aktiivisen metsänhoidon ansiota. On toinen kysymys, mitä tälle sitoutuneelle hiilelle teemme sitten kun metsä on hakkuukypsä.

Tämän lisäksi metsäojituksen jälkeiset muutokset suon kariketuotannossa mahdollistavat sen, että maaperään voi sitoutua hiiltä ojituksen jälkeenkin. Toisin sanoen lisääntynyt kariketuotanto saattaa pystyä kompensoimaan lisääntyneen turpeen hajotuksen aiheuttaman hiilipäästön.

Näiden lisäksi jo kevyt ojitus käytännössä lopettaa metaanipäästöt. Maan aerobisessa osassa metaania ravintonaan käyttävät bakteerit voivat jopa alkaa käyttämään ilmakehän metaania ravintonaan,  jolloin suosta voi tulla jopa metaanin-nielu. Tällä on nopea vaikutus kasvihuoneilmiöön, sillä metaani häviää ilmakehästä noin 10 vuodessa, jos sitä ei korvata uusilla metaanipäästöillä.

Karkeana yhteenvetona hehtaari metsäojitettua suota näyttää sitovan vuodessa vastaavan määrän kasvihuonekaasuja, kuin noin 40 000 kilometrin ajosta henkilöautolla pääsee ilmoille. Suomessa on lähteestä riippuen 4,7 – 5,7 miljoonaa hehtaaria metsäojitettuja soita.

Prosessi
Soiden anaerobisissa, eli veden pinnan alapuolella olevissa, kerroksissa muodostuu orgaanisen aineen hajotessa metaania. Suon ylemmissä aerobisen kerroksissa osa metaanista hapettuu sitä hajottavien bakteerien toimesta.  Luonnontilaisten soiden kasvillisuus, pääosin sarat, kasvattavat kuitenkin ns. ilmajuuria. Nämä ilmajuuret tarjoavat metaanille nopean ja helpon reitin suoraan ilmakehään ohi niiden maakerrosten, joissa metaani muuten voisi hajota.

Ojituksen seurauksena sarat väistyvät varpujen ja puiden vallatessa alaa, ja metaania tuottava anaerobinen kerros pienenee ja vetäytyy syvemmälle. Ojituksessa siis:

• Suon pohjavesi laskee jolloin suon metaanipäästöt vähenevät.
• Metaania kuljettavat sarat häviävät varpujen ja puiden tieltä.
• Muuttunut kariketuotanto mahdollistaa, että maahan voi sitoutua hiiltä ojituksen jälkeenkin.
• Syntyy sopiva ympäristö puuston kasvamiselle, joka sitoo myös hiiltä.

Tilastoja ja määriä
Suomen soiden metaanin päästökehitys on tähänastisen ojituksen vuoksi laskenut vuositasolla 900 000 tonnista noin 400 000 tonniin metaanihiiltä (0,9 Tg -> 0,4 Tg). Eli hieman alle puoleen. Metaanihiilellä tarkoitetaan ainoastaan metaaniin sisältyvää hiiltä, eli metaanihiilessä jätetään metaaniin sisältyvä vety (metaanimolekyylissä on yksi hiiliatomi ja neljä vetyatomia) ottamatta huomioon. Tämän takia metaanin massan ollessa 16 grammaa, metaanihiilen massa on vain 12 grammaa.

Metaanin lisäksi osa metsäojitetuista soista pystyy sitomaan maahan ja karikkeeseen myös hiilidioksidia luonnontilaista suota enemmän. Metsäojitettujen soiden maahan sitoutuvan hiilidioksidihiilen vuosittainen määrä Suomessa 1900 luvulta nykypäivään on lisääntynyt 3 100 000 tonnista 4 600 000 tonniin vuodessa (3,1 Tg -> 4,6 Tg).

Kun mukaan otetaan vielä se tekijä, että metsäojitettujen soiden puuston kasvu lisää niiden hiilen sidontakykyä verrattuna luonnontilaisiin soihin, muuttuu päästötase entisestään. Hiilen sitoutuminen puustoon riippuu paljon puuston iästä. Sotien jälkeen 1900-luvun puolivälissä metsäojitetuille soille istutettujen metsien hiilensidontakyky on tällä hetkellä parhaimmillaan, ja niihin sitoutuu noin 3 miljoonaa tonnia (3 Tg) hiilidioksidihiiltä vuodessa. Mikäli metsät hakataan, suuri osa hiilestä vapautuu takaisin ilmakehään seuraavina vuosikymmeninä, mutta osa jää myös pitkäaikaiseen säilytykseen joko kantoina maahan tai esim. rakennuksiin. Osa voidaan jopa muuttaa puuhiileksi ja käyttää maanparannukseen siten, että hiili ei palaudu ilmakehään. Uuden puuston kasvaminen alkaa aikanaan sitoa jälleen hiiltä.

Soiden pitämisellä luonnontilaisena on monia eri tavalla hyödyllisiä puolia, kuten esimerkiksi seuraavat:

• Suurempi biodiversiteetti, joka auttaa soiden elinympäristöjä selviämään paremmin muuttuvissa olosuhteissa.
• Ojitettujen soiden suurentunut riski palamiselle.
• Luonnontilaisten soiden pitkäaikainen (satojen vuosien aikana tapahtuva) viilentävä vaikutus, jossa turpeeseen sitoutunut hiili on pysyvästi poissa ilmakehästä, kun taas metaani muuttuu ilmakehässä hiilidioksidiksi alle kymmenessä vuodessa.
• Luonto- ja virkistysarvot, sillä luonnontilaiset suot ovat monien mielestä hienoja paikkoja.
• Avoimien sara-soiden heijastavuus (albedo) on huomattavasti parempi kuin havumetsien, varsinkin keväisin. Mikäli metsäojitetuille soille kasvaa havupuita, voi heijastavuuden heikkeneminen korvata vähentyneiden kasvihuonekaasupäästöjen viilentävät vaikutukset kokonaan, ja jopa ylittää ne.

Käsillä onkin vaikea kysymys: suojellako paikallista luonnontilaista suoluontoa, vai käyttääkö soiden täysi hiilensidontapotentiaali ilmastonmuutoksen hidastamiseksi? Alan tutkijat ovat myös arvelleet, että kiihtyvä ilmastonmuutos voi itsessään kuivattaa soita. Kun haihtuminen lisääntyy, suot muuttuvat puustoisempaan suuntaan ja metaanipäästöt vähenevät.

Ps.
Risto Isomäelle terveisiä, että 65. tapa jäähdyttää planeettaa ja sitoa ilmakehän hiiltä on viedä kaikki saatavilla olevat kaivinkoneet Siperian tundralle ojitushommiin siinä vaiheessa kun ikirouta rupeaa sulamaan ja suot uhkaavat päästää valtavia määriä metaania ilmakehään.

Lähteet
Hökkä, H., S. Kaunisto, K. T. Korhonen, J. Päivänen, A. Reinikainen, and E. Tomppo (2002), Suomen suometsät 1951–1994 (in Finnish), Metsätieteenaikakauskirja, 2B, 201–357.

Lohila, A., Minkkinen, K., Aurela, M., Tuovinen, J.-P., Penttilä, T., Laurila, T.2011. Greenhouse gas flux measurements in a forestry-drained peatland indicate a large carbon sink. Biogeosciences Discuss. 8, 5787–5825

Lohila, A., Minkkinen, K., Laine, J., Savolainen, I.., Tuovinen, J.-P., Korhonen, L., Laurila, T.,  Tietäväinen, H., Laaksonen, A. 2010. Forestation of boreal peatlands: Impacts of changing albedo and greenhouse gas fluxes on radiative forcing, J. Geophys. Res., 115, doi:10.1029/2010JG001327

Minkkinen, K. 1999. Effect of Forestry Drainage on the Carbon Balance and Radiative Forcing of Peatlands in Finland, Academic dissertation. http://urn.fi/URN:ISBN:951-45-8757-X

Ojanen P. 2011.  Reducing emissions with peatland drainage? Oral presentation in HENVI Global Environmental Change Research Program: Final Seminar, Wed 9th November 2011.

Strakova, P. 2010. Carbon dynamics in peatlands under changing hydrology: Effects of water level drawdown on litter quality, microbial enzyme activities and litter decomposition rates, Dissertationes Forestales 112, http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-651-314-3

Merieläimet hapoilla

Meriveden pH laskee merten absorboidessa hiilidioksidia ilmakehästä. Kokeet osoittavat, että meriveden happamoituminen heikentää monien eläinryhmien kasvua ja lisääntymiskykyä. Muutoksen nopeus on eläinlajien sopeutumiskyvyn kannalta liian nopeaa. Merten ravintoketju on näiden muutosten seurauksena vaarassa.

Hiilidioksidi muodostaa hiilihappoa reagoidessaan meriveden kanssa. Ilmakehän jatkuvasti kasvava hiilidioksidipitoisuus johtaa näin meriveden happamoitumiseen. Kun vesi happamoituu riittävästi, monien eläinten kalkkikuoret alkavat liueta. Tämän lisäksi veden happamoituminen vaikuttaa myös yleisesti eläinten elintoimintoihin. Mm. kasvu ja lisääntymiskyky voivat kärsiä.

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa sitoutuu sitä jatkuvasti lisää meriin. Meriveteen päätyy arviolta 30 miljoonaa tonnia lisää hiilidioksidia joka päivä. Ilman merten kykyä sitoa itseensä hiilidioksidia ilmakehän pitoisuudet olisivat huomattavasti nykyistä korkeammat.

Tutkimusten mukaan Tyynenmeren ylimmän sadan metrin happamuus on noussut 6 % viimeisten 15 vuoden aikana. Maailmanlaajuisesti merten pintakerroksen pH on happamoitunut 0,12 yksiköllä teollisen vallankumouksen jälkeen. 0,12 yksikön muutos ei vaikuta lukuna paljolta, mutta koska kyseessä on logaritminen asteikko, tarkoittaa tämä 30% lisäystä happamuudessa.

Merten happamuudessa ei ole tapahtunut näin nopeita muutoksia miljooniin vuosiin. Paleontologisten tutkimusten mukaan vastaavat muutokset ovat aiemmin aiheuttaneet joukkotuhoja merieliöstölle. Noin 250 miljoonaa vuotta sitten valtavat tulivuorenpurkaukset ja metaanin vapautuminen lähes kaksinkertaistivat ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden ja johtivat meriveden happamoitumiseen hävittäen yli 90% merten eläinlajeista.

Mikäli päästöt jatkuvat nykyiseen tahtiin, ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousee 500 ppm:ään vuoteen 2050 ja 800 ppm:ään vuoteen 2100 mennessä. Merten pintakerroksen pH voi tällöin pudota tasolle 7,8-7,7 eli happamuus (positiivisten vetyionien aktiivisuus) voi kasvaa 150 %.

Jotkin merten otuksista ovat hyvin herkkiä happamuuden muutoksille. Esim. Kalifornian rannikkovesissä esiintyvän hankajalkaisiin kuuluvan lajin kuolleisuus vain 0,2 yksikköä happamammassa vedessä oli 50%. Kyseinen laji on monen arvokkaan kalalajin ravintoa. Kalat itsessään eivät ole kovin herkkiä happamuuden muutoksille, mutta niiden ravinto voi olla.

Näyttää siltä, että nyt käynnissä oleva merten happamuuden muutos on 100 kertaa nopeampaa kuin milloinkaan viimeisen tuhannen vuoden aikana. Jatkuessaan merten happamoituminen voi aiheuttaa merkittäviä ongelmia ravintoketjulle ja myös vaarantaa ihmisten hyödyntämiä lajeja.

Merten happamoitumisen kannalta ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ei saisi ylittää 450 ppm:ää ja tulisi vakiinnuttaa suunnilleen tasolle 350 ppm.

Lähde: Scientific American, Elokuu 2010 (http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=threatening-ocean-life)

Täydennys 22.10.2019

”Jos 0,25 yksikön muutos riitti aiheuttamaan massasukupuuton, tulee meidän olla huolissamme.” Tutkijat arvioivat, että merten pH laskee 0,4 yksiköllä vuosisadan loppuun mennessä, mikäli hiilidioksidipäästöjä ei saada loppumaan. Tästä aiheutuisi merten ekosysteemeille ja elämän edellytyksille valtavaa ja erittäin pitkäkestoista haittaa.

https://www.pnas.org/content/early/2019/10/15/1905989116

https://www.theguardian.com/environment/2019/oct/21/ocean-acidification-can-cause-mass-extinctions-fossils-reveal

25.10.2019

Myös HS kirjoittaa aiheesta

https://www.hs.fi/tiede/art-2000006284435.html

kuvat: Esko Pettay

Mihin tietoon luottaa palmuöljydieseliin liittyen?

Neste Oilin pääosin palmuöljystä valmistama NExBTL-diesel (arkikielessä palmuöljydiesel tai biodiesel) on ollut lähiaikoina näkyvästi esillä mediassa. Kati Juuruksen toimittama ohjelma MOT: Nesteen pulmaöljy esitteli maanantai-iltana 18.10. YLE TV1:ssä palmuöljypohjaiseen biodieseliin liittyviä todennäköisiä ongelmia mm. tutkijahaastatteluihin perustuen (katsottavissa YLE-areenalla). Neste Oil reagoi jo ennen MOT-ohjelman tv-esitystä lehdistötiedotteella, jossa kerrottiin että kyseisen ohjelman väite EU:n kriteereihin nähden riittämättömistä päästövähenemistä on väärä. Yhtiö ei ole antanut uutta lehdistötiedotetta ohjelman televisioesityksen jälkeen. Myös eri ympäristöjärjestöt (Greenpeace ja WWF) ovat olleet aktiivisia palmuöljyyn liittyvässä viestinnässä. Palmuöljyyn liittyy paljon ristiriitaisia viestejä, joten asiaan paneutumattoman on vaikea päättää mihin tietoon voi luottaa. Mikä oikein on todellinen tilanne näiden EU:n kriteerien täyttymisen suhteen? Ja jos nämä kriteerit täyttyvät, niin saavutetaanko Neste Oilin palmuöljypohjaisella biodieselillä kasvihuonekaasupäästövähenemiä myös todellisuudessa? Vai voiko palmuöljyn lisääntyvä käyttö jopa kasvattaa kasvihuonekaasupäästöjä kriteerien täyttymisestä huolimatta? Olen päässyt perehtymään tutkimustöissäni tähän aiheeseen, joten haluan osaltani antaa vastauksen näihin osin avoimeksi jääneisiin kysymyksiin.

Metaanipäästöt palmuöljypuristamoilta ja EU:n kriteerien täyttyminen

Maanantain MOT-ohjelmassa haastateltu EU:n energiakomissaarin tiedottaja Marlene Holzner kertoi seuraavaa:

”Jos haluaa tuottaa biodieseliä palmuöljystä, silloin pitää myös rakentaa puristamo, jossa metaani otetaan talteen. Eli jos dieseliä tuotetaan palmuöljystä jonka metaania ei ole otettu puristamossa talteen, se ei ole meidän standardiemme mukaista.”

Ohjelmassa myös todettiin, että metaania ei oteta tällä hetkellä talteen Neste Oilillekin palmuöljyä toimittavilla Kaakkois-Aasian palmuöljypuristamoilla. Neste Oilin lehdistötiedote vaikuttaa siis olevan ristiriidassa energiakomissaarin tiedottaja Holznerin MOT:lle antaman lausunnon kanssa. Mikä siis on todellinen tilanne näiden EU direktiivin päästövähenemäkriteerien täyttämisen suhteen?

Yllättävää kyllä, molemmat tahot ovat nähdäkseni oikeassa. Neste Oil viittaa lehdistötiedotteessaan siihen, että se aikoo käyttää direktiivin mukaisesti omia elinkaarilaskelmia tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöjen todentamiseksi. Toki näitä laskentamenetelmiä ei ole vielä lyöty lopullisesti lukkoon. MOT-ohjelman mukaan Neste Oilin ympäristöjohtaja Simo Honkanen oli kuitenkin ilmoittanut, ettei elinkaarilaskelmia ole toistaiseksi saatavilla ohjelman käyttöön. Tämä lausunto voi monien silmissä vaikuttaa epäilyttävältä, mutta todellisuudessa se ei sitä ole. Palmuöljypohjaisesta NExBTL-dieselistä on julkisesti saatavilla elinkaariarviointeja ja esimerkiksi tässä julkisessa konferenssiesitelmässä ja -artikkelissamme on perehdytty palmuöljypuristamojen päästötaseisiin. Näiden tietojen perusteella voidaan laskea, että Neste Oil tulisi saavuttamaan 35 % laskennallisen päästövähenemän palmuöljydieselillä. Näin riippumatta siitä, otetaanko metaania talteen palmuöljypuristamojen jätevesialtailta vai ei. Palmuöljypuristamon teknisistä ratkaisuista riippuen saavutetaan laskelmissa n. 32…80 % päästövähenemät. Ja alle 35 % laskennallisiin päästövähenemiin jäädään vain siinä tapauksessa, että metaanipäästöjen lisäksi puristamon öljynpuristusprosessi on huomattavasi tehottomampi kuin se keskimäärin näillä puristamoilla on. Toki plantaaseilla maaperästä vapautuvien päästöjen laskennan vielä toistaiseksi avoimet kysymykset voivat vaikuttaa lopullisiin lukuihin (VTT 2010).

Edellä kuitenkin kirjoitin, että myös Marlene Holznerin lausunto oli täysin oikeassa. Tavallaan. Tämä johtuu siitä, että Marlene Holzner viitannee lausunnossaan EU direktiivissä annettuihin päästöjen oletusarvoihin. Näissä komission antamissa oletusarvoissa tälle kriteerien täyttymisen kannalta merkitykselliselle puristamovaiheelle lasketaan rasitteeksi noin 1,5 kertaa todellisia päästöjä suurempi arvo (tätä on selvitetty yksityiskohtaisesti edellä annetuissa konferenssimateriaaleissa). Näiden oletusarvojen perusteella EU:n 35 % kriteeri ei täyttyisi. Mutta säännöthän ovat sellaiset, että näitä suurempia oletusarvoja ei sovelleta, jos biopolttoaineen toimittaja pystyy toimittamaan varsinaiset elinkaarilaskelmat tuotteelleen. Komissaarin tiedottaja Holzner ei siis ilmeisestikään ole tietoinen siitä, että Neste Oil aikoo toimittaa tällaiset elinkaarilaskelmat laskennan perusteiksi. Palmuöljyä raaka-aineena käyttävä NExBTL-diesel tullee siis täyttämään EU:n asettamat kriteerit ilman metaanin talteenottoakin. Toki edellä mainittu ja toistaiseksi avoin plantaasin maaperästä vapautuvien päästöjen laskentamenetelmä voi vielä muuttaa tilanteen.

Aiheutuuko toiminnasta maankäytön muutoksia ja siten lisäpäästöjä?

Vaikka siis EU:n asettamat laskentakriteerit täyttyvät, niin saavutetaanko Neste Oilin palmuöljypohjaisella biodieselillä päästövähenemiä myös todellisuudessa? VTT:n erikoistutkija Sampo Soimakallio, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ympäristöjohtamisen professori Lassi Linnanen ja CIFOR:n tutkimusjohtaja Markku Kanninen kertoivat asiasta MOT-ohjelmassa näin:

Kanninen:
”[Bioenergiakäytön mielekkyys] riippuu niin paljon siitä mikä on ollut sen palmuviljelmän alkuperäinen maankäyttö. Jos se tuotetaan näillä maataloustuotannosta poistuneilla huonotuottoisilla mailla, niin se negatiivinen puoli ei ole mikään suuri. Jos siitä on kaadettu iso täysikäinen sademetsä pois se on ihan selvä että siinä menee 400-500 vuotta ennen kuin siinä saavutetaan se hiilitasapaino.”

”Viime vuosina Indonesiassa on istutettu noin 400-500.000 hehtaaria uutta palmuöljytuotantoa viljelmää niin näistä noin puolet on soilla.”

Linnanen:
”[Epäsuora maankäytön muutos] kannattaisi ottaa mukaan, koska silloin huolimatta siihen aiheeseen liittyvistä monista epävarmuuksista ja sen laskelmien tekemisen vaikeudesta, niin se tuo hyvin tärkeitä näkökulmia päätöksen tekoon mukaan siitä, että mihin, mihin maapallon rajalliset resurssit, biomassaresurssit mukaan lukien, niin riittää”

”Ei palmuöljyn hiilijalanjälki [epäsuorien maankäyttövaikutusten huomioinnilla] parane”

Soimakallio:
”Se suuri ongelma tässä on oikeastaan juuri nämä tällaiset epäsuorat vaikutukset ja tämän hallitsematon kysynnän kasvu.”

”On todennäköistä, että keskimäärin palmuöljyn tuotanto aiheuttaa fossiilisia polttoaineita suuremmat päästöt.”

Näiden kolmen alan asiantuntijan näkemykset perustuvat julkisesti saatavilla olevaan puolueettomaan tutkimustietoon. Neste Oilin palmuöljydieselin elinkaaren välittömät kasvihuonekaasupäästöt ovat siis luokkaa 20-60 g CO2e/MJ, mistä tulee tuo laskennallinen n. 30-80 % päästövähenemä verrattuna perinteiseen dieseliin. Lukuisat vertaisarvioidut tutkimustulokset antavat kuitenkin viitteitä siihen suuntaan, että maankäytöstä aiheutuvat päästöt ovat monta kertaa näitä puristamon metaanipäästöjä suurempia (mm. Fargione ym. 2008, Reijnders & Huijbregts 2006, Upham ym. 2009 ja Wicke ym. 2008). Maankäytön muutoksista aiheutuvien päästöjen suuruus eri lähteiden perusteella on kyllä epävarma (mm. Liska & Perrin 2009), mutta tutkimustulosten perusteella näiden päästöjen taso olisi luokkaa 0-800 g CO2e/MJ. Tämän seurauksena on todennäköistä, että biopolttoaineen tuotanto palmuöljystä aiheuttaakin fossiilisia polttoaineita suuremmat päästöt (mm. UNEP 2009, kuva alla).

EU:n nykyisten laskentasääntöjen täyttäminen ja todelliset ympäristövaikutukset ovat siis kaksi täysin eri asiaa. Nuo EU direktiivin nykyiset laskentasäännöt ovat sellaiset, että palmuöljyä raaka-aineena käyttävä NExBTL-diesel tullee ne täyttämään ilman metaanin talteenottoakin Kaakkois-Aasian palmuöljypuristamoilla – ainakin vuoteen 2017 asti, milloin kriteerit päästövähenemistä tiukkenevat 50 %:iin. EU selvittää parhaillaan, miten myös nuo välillisestä maankäytöstä aiheutuvat päästöt voitaisiin luotettavimmin sisällyttää laskentasääntöihin.

Neste Oil Oyj:n Rotterdamin ja Singaporen NExBTL-dieseljalostamot avataan 2012 mennessä, minkä seurauksena aiheutuu 5 % suuruinen lisätarve tuottaa palmuöljyä maailmanmarkkinoille (Neste Oil 2010). Pelkästään tämän johdosta lisääntyneen palmuöljyn tarpeen tyydyttämiseen tarvitaan noin EDIT 26.10. 5 700-7 000 km2 uusia plantaaseja (* ei 11 – 14 000 km2) eli alue joka vastaa Uudenmaan maakunnan pinta-alaa. Voiko todella olla niin, että tämän suuruisesta lisääntyvästä viljelyalan tarpeesta ei aiheudu välillistä trooppista metsäkatoa? Alueella, jossa jo nyt hakataan arviolta yli 7000 km2 sademetsää vuosittain maa- ja metsätalouden tarpeisiin?

Jos toiminnasta todella aiheutuu metsäkatoa, niin silloin syntyy lisäpäästöjä tästä maankäytön muutoksesta johtuen, yllä viitattujen tutkimustulosten mukaisesti. Tämä ongelma koskettaa yhtälailla kaikkea palmuöljyn käyttöä – ei vain biopolttoaineita. Noin 75 % kaikesta viljellystä palmuöljystä päätyy elintarviketeollisuuden käyttöön (Panapanaan ym 2009 s. 14). Se on tällä hetkellä edullisin kasviöljy ja siten lukuisat kaikkien päivittäin käyttämät kasvirasvapohjaiset tuotteet sisältävät palmuöljyä. Nykyinen julkinen keskustelu ainoastaan biopolttoaineiden yhteydestä trooppiseen metsäkatoon on siis aivan liian kapeakatseista.

Taustatietoja:

(*) Palmuöljyn satoisuus on Malesiassa keskimäärin (EDIT 26.10.) 4,2 t/ha ja Indonesiassa 3,4 t/ha (ei 2,1 ja 1,7 t/ha, kuten aiempi lähde, FFD 2009 väitti). Pinta-ala laskettu 2,4 Mt palmuöljyn tarpeelle. Lähde: FAOSTAT

Forest Footprint Disclosure Annual Review 2009

GLOENER-hanke

FinLCA-hanke ja maankäyttö

EDIT 26.10: Tekstiä korjattu palmuöljyn satoisuuden osalta Forest Footprint Disclosure Annual Review 2009 -raportissa olleen virheen vuoksi.

Itämeri ihmisten kourissa

Itämeri on rehevöitynyt ja monin paikoin happikadon ja sinilevän (joka tästä yleisestä nimityksestä huolimatta ei ole oikeasti levä vaan syanobakteeri) vaivaama. Uuden tutkimuksen mukaan viimeisen 2000 vuoden aikana Itämeren happikadon yleisyys on seurannut ihmisten määrää alueella. Tutkimuksessa todetaan myös sinilevien massakukintojen olevan enimmäkseen ihmisten toiminnan tulos. Ilmaston rooli jää asiassa ilmeisesti vähäisemmäksi.

Ihmiskunnan vaiheet ja Itämeren happitilanne.

Itämeren rehevöityminen on lisääntynyt viime vuosikymmeninä. Tämä ilmenee levien ja kasvillisuuden liiallisena kasvuna. Vesi samenee, rantakasvillisuus lisääntyy, pienet särkikalat lisääntyvät ja sinileväesiintymät vaivaavat kesäisin. Rehevöityminen lisää myös happikatoa.

Happi on tärkeä aine veden eliöstölle. Happikadon vaivaamalla alueella happea ei ole käytännössä ollenkaan eliöstölle käyttökelpoisessa muodossa. Niinpä happikadon jatkuessa pitkään samalla alueella koko alueen eliöstö häviää. Meriveden happipitoisuus myös auttaa pohjasedimenttiä pidättämään ravinteita. Happikadon vaivaamilla alueilla pohjasedimentistä alkaa vapautua enemmän ravinteita. Pohjasta voi myös alkaa vapautua metaania ja rikkivetyä. Happikatoalueiden pohjasta vapautuva fosfori lisää sinileväkukintojen esiintymistä.

Rehevöityminen ja happikato on yksi Itämeren suurimmista ongelmista tällä hetkellä. Happikadon vaivaamien alueiden on arvioitu lisääntyneen nelinkertaiseksi vuoden 1960 jälkeen. Tämä johtuu ihmiskunnan aiheuttamasta ravinnekuormasta (typpi ja fosfori), joka on peräisin mm. jätevesistä ja pelloilta veden mukana kulkeutuvista lannoitteista.

Ihmisen vaikutusta Itämeren happikatoon pidemmällä aikavälillä ei ole tutkittu. Yleinen käsitys on se, että Itämeri on luonnostaan rehevä ja suljettu meri, joka on tasaisesti historiansa aikana kokenut happikato- ja sinileväesiintymien jaksoja. Toisen myös melko yleisen näkemyksen mukaan Itämeri oli vielä ennen 1900-lukua vähäravinteinen ja kirkasvetinen meri. Asian oikean laidan selvittämiseksi tarvitaan tietoa menneistä ilmaston ja ympäristön muutoksista alueella.

Ihmiskunta on aina vaikuttanut luontoon kaatamalla metsiä ja harrastamalla maanviljelyä. Itämeren alueelta on olemassa joitakin tutkimuksia, joissa ihmiskunnan rehevöittävä vaikutus menneisyydessä on rekonstruoitu. Yleisen käsityksen mukaan ihmisen merkittävä vaikutus ei ole ulottunut kahden vuosituhannen taakse.

Aiemmissa tutkimuksissa Itämeren happikadon esiintyminen on yhdistetty ilmastonmuutoksiin. Happikato on nimittäin näyttänyt olevan voimakkaimmillaan aina lämpiminä ajanjaksoina, kuten holoseenin lämpöhuipun (n. 9000-5000 vuotta sitten) ja keskiajan lämpökauden (noin vuosina 800-1200) sekä nykyisen ilmaston lämpenemisen aikana. Aiemmin on kuitenkin myös huomattu yhteys väkimäärän kasvun (sekä maanmuokkauksen) ja happikadon esiintymisen välillä Itämeren alueella erityisesti keskiajalla ja teollisen vallankumouksen aikaan (keskittyen 1800-luvun puoliväliin).

Lovisa Zillén ja Daniel Conley ruotsalaisesta Lundin yliopistosta ovat tutkineet happikatoa Itämerellä. Juuri julkaistussa tutkimuksessaan he ovat keskittyneet tarkastelemaan ihmisen osuutta happikadon aiheuttajana viimeisen kahden tuhannen vuoden aikana. He arvioivat väkimäärän muutoksien, teknologisen tason kehityksen ja kulttuurimaiseman muutoksien vaikutuksia menneiden aikojen happikatoon Itämerellä. Menneisyyden happikadon määrää voidaan määritellä merenpohjan sedimenteistä.

Jääkauden jälkeen Itämerellä on tapahtunut suuria muutoksia, jotka liittyvät ilmaston muuttumiseen, jäätiköiden poistumiseen, merenpinnan vaihteluun ja maan kohoamiseen. Kenties suurin muutos on ollut muuttuminen järvestä mereksi noin 10000 vuotta sitten. Itämeren olosuhteisiin vaikuttaa voimakkaasti Tanskan salmien kautta kulkeva vesimäärä. Holoseenin lämpöhuipun aikoihin Tanskan salmet olivat huomattavasti avoimemmat kuin nykyään ja silloin Itämeren vesi oli suolaisempaa kuin nykyään. Tanskan salmien kautta vaihtuu nykyään vettä vain vähän, joten ravinteet sulkeutuvat Itämerelle. Tämän vuoksi Itämeren ekosysteemit ovat erityisen alttiina happikadolle.

Holoseenin aikana on ollut kolme merkittävää jaksoa, jolloin Itämeren happikadon määrä on ollut suuri: varhaisen Litorinameren aikana (noin 8000-4000 vuotta sitten – holoseenin lämpöhuipun aikana), myöhäisen Litorinameren aikana (noin 2000-800 vuotta sitten – keskiajan lämpökausi osuu talle ajanjaksolle) ja viimeisen noin sadan vuoden aikana. Ensimmäinen näistä selittyy korkean suolapitoisuuden avulla, joka aiheuttaa veden kerrostumista ja sen myötä pohjaan pääsee vähemmän happea. Kaksi myöhempää jaksoa eivät näytä liittyvän suolaisuuden muutoksiin.

Myöhäisen Litorinameren aikana ja viimeisen sadan vuoden aikana voimakkaan happikadon jaksot sopivat hyvin yhteen väkimäärän ja maankäytön kanssa. Keskiajalla väkimäärä ja maankäyttö lisääntyivät alueella voimakkaasti. Samoin kävi teollisen vallankumouksen alkaessa 1800-luvun puolivälissä. Myöhäisellä keskiajalla (noin vuosien 1300 ja 1500 välillä) vallitsivat huonot ajat (johtuen mm. sairauksista ja sodista), minkä seurauksena väkimäärä ja maankäyttö vähenivät. Tällä ajanjaksolla Itämeren happikato oli vähäistä. Keskiajan lämpökaudelta on lisäksi todisteita voimakkaasta Itämeren tuottavuuden tilasta (mm. ravinteiden lisääntyminen), joita ei voida selittää pelkästään suolaisuuden ja lämpötilan vaikutuksella. Onkin mahdollista, että ihmisen toiminnalla on ollut osuus keskiajan lämpökauden aikaisen Itämeren olosuhteiden muokkaajana.

Väkimäärästä ei ole olemassa kovin tarkkoja tietoja, joten sen osalta on tyydyttävä vain karkeisiin arvioihin. Euroopan väkimäärä on vaihdellut paljon viimeisen kahden tuhannen vuoden aikana. Ruttoepidemian aikana noin vuosina 300-500 väkimäärä oli alhainen. Tämän jälkeen väkimäärä kasvoi varhaisella keskiajalla. Vuosina 1000-1300 väeston kasvu oli erityisen voimakasta. Tänä aikana suurimmassa osassa Itämeren valtioita väkimäärä kasvoi kaksinkertaiseksi. Väkimäärä väheni taas 1300-luvun loppupuolelta alkaen myöhaiskeskiajan kriisiksi kutsuttuna ajanjaksona. Väestön riesana oli silloin vakavia sairauksia, joista pahin oli musta surma, joka tappoi noin kolmasosan Euroopan väestöstä. Lisäksi samana ajanjaksona käytiin lukuisia sotia ja myös katolisen kirkon hajaannus vaikeutti osaltaan tilannetta. Joissakin Itämeren valtioissa väkimäärä laski rajusti. Esimerkiksi Ruotsissa väkimäärä väheni 68 % ja Saksassa vähennys oli paikoittain 55 %. Teollisen vallankumouksen aikoihin 1800-luvun puolivälistä alkaen väkimäärä nousi taas voimakkaasti.

Teknologinen kehitys on vaikuttanut voimakkaasti maanviljelykseen. Maan kyntäminen on yksi merkittävimmistä kehitysaskelista. Kyntäminen paljastaa multaa sateelle ja eroosiolle, mikä edesauttaa ravinteiden kulkeutumista sadeveden mukana jokiin ja sieltä edelleen mereen. Kyntämistekniikoiden kehittyminen ajan myötä on luonnollisesti myös voimistanut ravinteiden kulkeutumista mereen. Metsien hävittäminen lisää myös maaperästä pois kulkeutuvia ravinteita, joten metsänkaatoteknologian parantuminen näkyy myös merien ravinnekuormassa.

Ruotsin maanviljelyksessä tapahtui merkittävä mullistus vuoden 1000 tienoilla. Silloin siirryttiin yleisesti käytäntöön viljellä peltoja joka toinen vuosi ja jättää ne kesannolle joka toinen vuosi. Sama tapahtui luultavasti kaikissa Itämeren maissa samalla aikakaudella. Tämä lisäsi maanviljelykseen käytettävää pinta-alaa merkittävästi. Kesannolla olevat pellot vapauttavat metsää enemmän ravinteita, joten tämä lisäsi Itämeren ravinnekuormaa. Samaan aikaan maanviljelyksen pinta-ala kasvoi myös väkimäärän kasvun johdosta. Ruotsissa on arvioitu maanviljelyksen pinta-alan kasvaneen kaksinkertaiseksi tuona aikana. Myös Suomesta on todisteita voimakkaasta maanviljelyksen lisääntymisestä tuolta ajalta. Teollisen vallankumouksen alkaessa viljelysmaan määrä lisääntyi myös voimakkaasti. 1900-luvulla monissa Itämeren maissa, erityisesti Suomessa ja Ruotsissa myös metsäteollisuus kasvoi rajusti. Näin sekä maatalouden ja metsäteollisuuden maankäyttö aiheuttivat ravinnekuorman lisäystä Itämerelle.

Sinilevien esiintymisestä on aiemmin saatu tutkimustuloksia, joiden mukaan sinileväesiintymät olisivat saattaneet olla aina läsnä Itämerellä. Toisaalta on olemassa tutkimustuloksia, joiden mukaan ennen toista maailmansotaa sinileväesiintymät olivat harvinaisia. Zillén ja Conley huomauttavat, että vähäisen happikadon aikoina Itämereen ei ole kohdistunut merkittävää fosforikuormaa (joka mahdollistaa sinilevän esiintymisen) ja lisäksi läsnä on ollut tarpeeksi rautaa sitomaan vähäinen fosfori pohjasedimentteihin. Siksi heidän mielestään olosuhteet eivät ole suosineet sinilevän esiintymistä Itämeren vähäisen happikadon aikoina ja he ehdottavatkin, että sinileväesiintymät eivät ole Itämeren normaali ilmiö vaan liittyvät happikadon esiintymiseen.

Kuten yllä mainittiin, happikadon esiintyminen on aiemmin yhdistetty ilmastollisiin oloihin. Onkin totta, että mainitut voimakkaan happikadon jaksot Itämerellä ovat sattuneet lämpimiin ajanjaksoihin. Yllä on kuitenkin esitetty todisteita, jotka sitovat ihmisen toimet ja happikadon esiintymisen toisiinsa. Lisäksi Itämerellä on joskus vallinnut hyvä happitilanne, vaikka lämpötila on ollut korkea. Näin oli esimerkiksi Rooman lämpökaudella (noin vuosina 200 eaa. – 400 jaa.). Niinpä Zillén ja Conley esittävät, että ihmisten toimien lisääntyminen sekä väestönmäärän että teknologisen osaamisen ja toimintatapojen kehittymisen kautta on lisännyt merien ravinnekuormaa, joka on sitten johtanut Itämeren happikadon lisääntymiseen ja sinileväesiintymiin. Ilmaston rooli saattaa jäädä toisarvoiseksi, mutta silläkin on melko varmasti oma vaikutuksensa näihin asioihin.

Lähde: L. Zillén and D. J. Conley, 2010, Hypoxia and cyanobacteria blooms – are they really natural features of the late Holocene history of the Baltic Sea?, Biogeosciences, 7, 2567-2580, 2010, doi:10.5194/bg-7-2567-2010. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Lisätietoa:
– Rehevöityminen – www.ymparisto.fi
– Happikato – www.ymparisto.fi
– Sinilevät – www.ymparisto.fi
– Itämeren historia – Anu Hakala, geologia.fi

Miten ihminen vaikuttaa maapalloon?

Ihminen vaikuttaa monella tavalla maapallolla tapahtuviin asioihin. Uudessa katselmusartikkelissa Will Steffen luo katsauksen ihmisen erilaisiin tapoihin vaikuttaa maapalloon. Annamme tässä lyhyen koosteen Steffenin artikkelista.

Maapallon eri järjestelmien toiminta muuttuu jatkuvasti eri aikaskaaloissa – miljoonien vuosien aikana tai sekunneissa. Tässä tarkastellaan tilannetta viimeisen 200 vuoden aikana. Tämän ajanjakson aikana ihmisen toiminta on voimistunut huomattavasti ja ihmiskunnasta onkin tullut eräs päätekijöistä maapallon järjestelmien toiminnassa.

Kun maapalloa ajatellaan järjestelmänä, oleellisia asioita ovat energian kulku maapallon eri järjestelmien välillä ja fyysiset, kemialliset ja biologiset prosessit, joiden ansiosta maapallolla on elämää. Maapallon tärkein energian lähde on Aurinko. Energian kulun kannalta tärkeitä ovat myös järjestelmän sisäiset pakotteet ja palautekytkennät. Ekosysteemit eivät ole pelkästään passiivisia energian käyttäjiä, vaan ne myös vaikuttavat maapallon järjestelmiin erityisesti palautekytkentänä. Esimerkkinä maapallon järjestelmien toiminnasta Steffen tarjoaa Antarktiksen Vostokin jääkairanäytteen, jossa ulkoisen energialähteen (Auringon) vaihtelut näkyvät pitkinä sykleinä ja maapallon sisäisten prosessien toiminta näkyy ilmasto-olosuhteiden ja ilmakehän koostumuksen muutosten samankaltaisuutena.

Monet tekijät vaikuttavat maapallon järjestelmiin. Usein on vaikeaa eritellä eri tekijöiden vaikutusta eri järjestelmiin. Monet ns. ”luonnolliset tekijät” vaikuttavat maapallon järjestelmiin hyvin hitaasti pitkällä aikavälillä. Tällaisia tekijöitä ovat mm. mannerlaattojen liikkuminen, maa-aineksen reagointi ilmakehän kanssa, tulivuorien aktiivisuus ja muutokset maapallolle saapuvan energian määrässä (johon vaikuttaa mm. maapallon ratamuutokset). Näiden tekijöiden muutokset eivät ole merkittäviä lyhyen aikavälin tarkastelussa, kuten tässä artikkelissa (jossa siis tarkastellaan asioita 200 vuoden aikaskaalassa).

Ihmisen vaikutus näkyy maanpinnalla. Kuva: Esko Pettay.

Ihmiskunnan suorat vaikutustavat

Ennen teollista aikakautta ihminen vaikutti maapallon järjestelmiin pääasiassa kalastamalla, maata raivaamalla ja maanviljelyllä. Sen jälkeen ihmiskunta on kehittänyt uusia keinoja vaikuttaa maapallon järjestelmiin. Monet näistä keinoista liittyvät erityisesti fossiilisen energian tuotantoon.

Maapallon väkiluvun kasvaessa viimeisen 200 vuoden aikana on myös ruoantuotannon pitänyt kasvaa. Ruoantuotantoa kasvatettiin 1900-luvun puoliväliin saakka pääasiassa viljelypinta-alaa lisäämällä, mutta sen jälkeen suurin tuotannonlisäys on saatu aikaan käyttämällä lannoitteita ja torjunta-aineita jo olemassaolevaan viljelysalaan.

Ihmiskunta hyödyntää metsiä monella tavalla; rakennustarvikkeeksi, paperin raaka-aineeksi ja polttoaineeksi. Teollisuusmaissa harrastetaan enemmän kahta ensimmäistä tapaa, kun taas kehitysmaissa puut pääasiassa poltetaan. Puuntuotanto on kasvanut viime vuosisadan aikana, muttei niin paljon kuin esim. viljantuotanto.

Ihmiskunnan kalankäyttö on noussut huomattavasti 1900-luvun puolivälin 20 miljoonasta tonnista 120 miljoonaan tonniin vuonna 2000. Viimeisen kymmenen vuoden aikana kalantuotannon lisäys on kasvanut kalanviljelyn kautta. Villien kalakantojen kalastuksen tuotto on vähentynyt hiukan.

Energiantuotanto on noussut erääksi merkittävimmistä ihmiskunnan suorista vaikutustavoista johtuen pääasiassa fossiilisten polttoaineiden tuottaman hiilidioksidin vaikutuksesta ilmastoon. Energiantuotanto on kaksinkertaistunut viimeisen 50 vuoden aikana ja suuri osa siitä on tapahtunut fossiilisilla polttoaineilla. Liikenne käyttää neljäsosan maailman energiantuotannosta ja puolet maailman öljyntuotannosta. Liikenteen myös odotetaan kasvavan voimakkaasti.

Teollisuus käyttää energian lisäksi paljon materiaalia valmistaessaan tuotteita ihmiskunnalle. Materiaaleista mainittakoon metallit, kemikaalit ja rakennusaineet. Suurin osa ilmansaasteista tulee teollisuudesta, kuten myös vesiä saastuttavat aineet ja monet muut myrkyt. Maapallon järjestelmien kannalta tärkeää on raskasmetallien ja joidenkin muiden myrkyllisten aineiden kerääntyminen luonnon ravintoketjuissa ja sitä kautta niiden vaikutus biologisiin prosesseihin.

Ihmiskunnan epäsuorat vaikutustavat

Yllämainitut suorat vaikutustavat ovat selvästi yhdistettävissä eri maapallon järjestelmien toimintaan, mutta suorien vaikutustapojen taustalla on yleensä muita tekijöitä, jotka varsinaisesti määräävät vaikutuksen suuruuden. Epäsuoria tapoja, joilla ihmiskunta vaikuttaa maapallon järjestelmiin, ovat ihmisten määrä, varakkuuden määrä ja teknologian taso.

Ihmisten määrä on tunnetusti voimakas tekijä maapallon eri prosesseissa. Suurempi määrä ihmisiä tarvitsee suuremman määrän resursseja. Maailman väkilukua merkittävämpi tekijä on kuitenkin kehittyneiden maiden kansalaisten kyky käyttää suuret määrät materiaaleja ja energiaa toiminnassaan. Kehittyneen maan keskiverto kansalainen käyttää melkein mitä tahansa hyödykettä kaksi kertaa enemmän kuin kehitysmaan keskiverto kansalainen ja monia hyödykkeitä jopa kymmenen kertaa enemmän.

Ihmiskunnan vaikutus järjestelmän näkökulmasta

Ihmisen maankäyttö on ollut selvästi huomattavin tekijä maanpinnan muutoksissa viimeisen 200 vuoden aikana. Tässä maanviljely on ollut tärkein toimija muuttaessaan luonnontilassa olevaa maisemaa (mm. metsiä) viljelyalaksi. Nykyisen käsityksen mukaan noin puolet jäästä vapaasta maanpinnasta on ihmisen voimakkaasti muokkaamaa. Suurin osa jäljelle jäävästäkin enemmän tai vähemmän luonnontilaisesta maa-alasta on ihmisen joillain tavalla hallinnoimaa. Viime vuosikymmeninä merkittävä asia tässä yhteydessä on ollut trooppisten metsien voimakas väheneminen. Toisaalta Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa on tapahtunut jonkin verran myös viljelyalan uudelleenmetsittymistä, muttei tarpeeksi kumoamaan trooppisten metsien hävikin.

Merissä tapahtuneet merkittävät muutokset viimeisen 200 vuoden aikana ovat ihmisen vaikutukset merien biologiseen ja kemialliseen toimintaan. Kalastus poistaa paljon biomassaa merien ekosysteemien huipulta. Tällä on luonnollisesti voimakas vaikutus koko ekosysteemeihin. Tämänhetkisten arvioiden mukaan maailman kalakannoista noin puolia hyödynnetään täysmääräisesti ja noin viidesosaa ylikalastetaan. Noin kymmenesosa kalakannoista on kulutettu melkein loppuun tai toipumassa sellaisesta tilasta. Ihmiskunnan toimien johdosta lisääntyvä ilmakehän hiilidioksidipitoisuus lisää myös merien hiilidioksidipitoisuutta, koska enemmän hiilidioksidia liukenee ilmakehästä veteen hiilihapoksi. Tämä aiheuttaa merien muuttumisen entistä happamammiksi. Ihmisen vaikutus meriin näkyy erityisesti rannikkoalueilla.

Kasvihuonekaasujen vaikutuksesta ilmakehän toimintaan puhutaan paljon, mutta ihminen vaikuttaa ilmakehään myös monella muulla tavalla. Ihminen vaikuttaa ilmakehässä olevien erilaisten aerosolien (rikkihiukkaset, savuhiukkaset ja mineraalipöly) määrään voimakkaasti. Ihmiskunnan rikkipäästöt ovat tosin olleet laskussa jo monta vuosikymmentä vaikka esim. Aasiassa rikkipäästöt ovatkin kasvaneet. Ihmisen toiminnasta vapautuu myös typpimonoksidia, joka osaltaan aiheuttaa kaupunkien ympärille savusumun. Lisäksi se vaikuttaa ilmakehän otsonipitoisuuteen niin, että se parin muun ihmiskunnan tuotteen kanssa nostaa troposfäärin otsonipitoisuutta. Troposfäärissä otsoni on terveydelle haitallinen ja voimakas kasvihuonekaasu. Ihminen on tunnetusti vaikuttanut myös stratosfäärin otsonipitoisuuteen päästämällä CFC-yhdisteitä ilmakehään. CFC-yhdisteet vähentävät stratosfäärin otsonipitoisuutta (eli ihmisen toiminta on vähentänyt stratosfäärin otsonia, mutta lisännyt troposfäärin otsonia). Tähän ongelmaan ihmiskunta on jo reagoinut ja asia lienee korjaantumassa. Lisäksi on vielä muistettava ihmiskunnan päästämät kasvihuonekaasut, jotka aiheuttavat maapallolle lämmitysvaikutuksen.

Ihmisen toiminta ei muuten vaikuta huomattavasti jään erilaisiin esiintymismuotoihin (merijää, lumi, jäätiköt, routa), mutta ihmisen aiheuttama muutos kasvihuoneilmiössä on vähentämässä voimakkaasti maapallolla esiintyvää jäätä. Erityisen selvästi tämä ilmiö on näkynyt artisten alueiden merijään määrässä ja lumipeitteessä.

Ihminen vaikuttaa myös moniin muihin asioihin. Ihminen puuttuu monin tavoin veden kiertokulkuun maapallon eri järjestelmien välillä. Hiilen kiertokulkuunkin ihminen vaikuttaa erityisesti ottamalla hiilidioksidia maapallon fossiilivarannoista ja päästämällä sitä ilmakehään. Lisäksi ihminen vaikuttaa typen, fosforin ja rikin kiertokulkuun. Ihmisen vaikuttaa myös luonnon monimuotoisuuteen. Ilmastonmuutoksen myötä ihminen vaikuttaa myös planeettamme ilmastoon.

Antroposeeni – uusi maailmankausi?

Viimeisen 200 vuoden aikana ihmisen vaikutus maapalloon on kasvanut huomattavasti. Onkin ehdotettu, että on alkanut uusi geologinen maailmankausi nimeltään Antroposeeni. Tätä ei ole vielä virallisesti hyväksytty geologien piirissä, mutta termiä on käytetty jo melko laajasti. Steffen esittelee Antroposeenin alkamista kuvien avulla. Hän antaa joukon kuvaajia siitä, miten eri asiat ovat muuttuneet viimeisen 200 vuoden aikana. Esittelyssä ovat mm. ihmisen toimintaa kuvaavat väkiluku, bruttokansantuote, vedenkulutus, McDonalds-ravintoloiden määrä sekä moottoriajoneuvojen määrä ja maapallon järjestelmien toimintaa kuvaavat ilmakehän hiilidioksidipitoisuus, pohjoisen pallonpuoliskon pintalämpötila, kalakantojen kehitys sekä luonnon monimuotoisuus. Kaikissa näkyy selvä nousu viimeisen 200 vuoden aikana ja lähes kaikissa se on voimakkasti kiihtyvä 1900-luvun puolivälin jälkeen.

Ihminen on nyt ottanut vallan maapallon järjestelmien toiminnan muokkaajana. Tämä tilanne näyttää jatkuvan myös lähitulevaisuudessa ja todennäköisesti voimistuvana.

Kiitos kommenteista Jarille.

Lähde: Steffen, Will, Observed trends in Earth System behavior, Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, Published Online: 21 May 2010. [tiivistelmä, koko artikkeli]