Zou er een moment kunnen komen dat de biologische systemen op aarde een kantelpunt bereiken, waarna niet terug te draaien veranderingen op gaan treden, die net zo ernstig zijn als het einde van de ijstijden, maar met een slechtere afloop, waarbij miljarden mensen in zeer grote problemen komen?
Dat is in wetenschappelijke kringen nog lang geen uitgemaakte zaak, maar veel onderzoekers vinden het belangrijk om dat uit te zoeken; niet als apocalyptische boodschap of vergezochte veronderstelling, maar als een legitieme vraag die uit wetenschappelijk onderzoek is voortgekomen.
“We kunnen niet om bepaalde biologische feiten heen, en ik wil niet graag voor verrassingen komen te staan.”
Aldus Anthony Barnosky van de Universiteit van Californië in Berkely.
In Approaching a state shift in Earth’s biosphere, dat op 6 juni in Nature werd gepubliceerd, vatten Barnosky en nog eenentwintig onderzoekers honderd publicaties samen die over kantelpunten van het natuurlijke milieu gaan.
Het concept van kantelpunten werd bekend door de verslagen van Malcolm Gladwell over plotselinge en wijdverbreide maatschappelijke veranderingen. De hier onderliggende wiskunde, die de fysicus Kenneth Wilson in 1982 de Nobelprijs opleverde, heeft echter enorme gevolgen.
Het concept van kantelpunten werd bekend door de verslagen van Malcolm Gladwell over plotselinge en wijdverbreide maatschappelijke veranderingen. De hier onderliggende wiskunde, die de fysicus Kenneth Wilson in 1982 de Nobelprijs opleverde, heeft echter enorme gevolgen.
Gedurende de laatste decennia hebben onderzoekers namelijk in verschillende natuurlijke milieus kantelpunten aangetroffen: van lokale systemen als meertjes en koraalriffen tot regionale systemen als de Sahara woestijn, die tot vijfenvijftighonderd jaar geleden uit grasland bestond, en misschien zelfs het Amazonegebied. Deze voorbeelden hebben gemeen dat ze niet kunnen worden beschreven als gebieden die in langzaam veranderend statisch evenwicht zijn, maar als dynamische, zich afhankelijk van een aantal biologische parameters ontwikkelende gebieden. Sterke verandering van die parameters, bijvoorbeeld snel toenemende temperaturen of grote toevoer van voedingsstoffen, kunnen plotselinge veranderingen teweegbrengen welke zelfversterkend kunnen werken (positieve feedback geven).
Volgens sommige onderzoekers is dit vijfhonderdveertig miljoen jaar geleden ook gebeurd, toen in een “oogwenk” de enorme, huidige, diversiteit van het leven ontstond, of meer recent toen de aarde, afgekoeld door gletsjers, in een paar duizend jaar de behaaglijke tuin werd waarin de menselijke beschaving kon ontstaan.
“Maar waar de Cambrische explosie en de opwarming tijdens het holoceen werden veroorzaakt door natuurlijke, wereldwijde veranderingen in de oceanen en in de zonne-intensiteit, moeten we nu een nieuwe factor in beschouwing nemen: zeven miljard mensen die samen net zo veel effect hebben als een planetair proces.” Aldus Barnosky en zijn collega’s.
Momenteel wordt drieënveertig procent van de bodem door menselijke activiteit gedomineerd en een twee maal zo groot oppervlak er door beïnvloed. Eén derde van al het beschikbare schone water wordt voor menselijke doeleinden afgetapt. Twintig procent van de totale primaire productie op het land (wat er per jaar op het land aan plantaardig en dierlijk leven wordt geproduceerd) wordt voor menselijk gebruik geoogst. Het tempo waarin soorten uitsterven is vergelijkbaar met dat tijdens het uitsterven van de dinosauriërs en in 2070 zullen de temperaturen waarschijnlijk hoger zijn dan op welk moment in de menselijke geschiedenis dan ook.
Onderzoekers noemen ons huidige geologische tijdperk het “antropoceen”, en volgens de groep van Barnosky houdt dat in dat we nu krachtig genoeg zijn om de planeet te laten kantelen, waarbij regionale klimaten en ecosystemen radicaal zullen veranderen.
“Alles wat vroeger is gebeurd, gebeurt nu ook, alleen in sterkere mate. Ik denk dat er sterk bewijs voor is dat er binnen de komende honderd jaar een nieuwe kritieke overgang of een kantelpunt aan zit te komen.”
Zegt Barnovsky over het einde van de ijstijd en de bijbehorende veranderingen van het klimaat op aarde en van de biosfeer. Hoewel Barnovsky en zijn team de waarschijnlijkheid van een wereldwijde verschuiving hoog inschatten, achten zij het onzeker of deze onvermijdelijk is, en zo ja, wanneer deze dan komt. Andere onderzoekers nemen een voorzichtig standpunt in.
“Er is best veel bewijs voor dat dat de aarde systemen bevat die kunnen kantelen”, zegt ecoloog Marten Scheffer van Wageningen Universiteit, “deze kunnen klein zijn, zoals een meertje, of groot zoals een regenwoud systeem. Die begrijpen we behoorlijk goed. Maar de grotere zijn moeilijker te doorgronden.” Hij zegt ook dat hij er niet van overtuigd is dat één grote, wereldwijde verschuiving op handen is: “Er zijn al eerder grote, wereldwijde verschuivingen geweest. Het verschil is, dat wij het zien aankomen.”.
Daartegenover stelt de ecoloog Aaron Ellison van Harvard Universiteit, die de dynamiek van kantelpunten bestudeerde, dat het nieuwe artikel “een open deur intrapt. We bevinden ons in een snel veranderende wereld en de dingen gebeuren echt heel snel.”
Een belangrijk aspect van het nieuwe overzichtsartikel is volgens ecoloog Steve Carpenter van de Universiteit van Wisconsin, de nadruk op veranderend landgebruik. De meeste kantelpunten uit de geschiedenis werden kennelijk veroorzaakt door veranderingen in de biogeochemie van de aarde, zoals het ontstaan van zuurstof in de vroege wereldzeeën, waardoor op een later moment meercellig leven kon ontstaan. Maar de mens is de samenstelling van ecosystemen en hun functies in sneltreinvaart aan het veranderen, met als resultaat veranderingen op kleine schaal die in een soort kettingreactie tot wereldwijde veranderingen kunnen leiden.
Brad Cardinale, ecoloog aan de Universiteit van Michigan, zegt dat de wetenschappelijke bewijzen overtuigend zijn, maar nog niet beslissend: hij zou graag het onderzoekstraject willen volgen zoals in de tweede helft van de twintigste eeuw is uitgevoerd voor de chaostheorie.
“Wij ontdekten via wiskundige modellen dat chaos zou moeten bestaan, en zo ja, dan zou dat er van grote invloed op zijn of wij grote veranderingen op de aarde konden voorspellen. Een paar studies suggereerden dat in ecosystemen wel chaos vóórkomt, maar van sommige van deze studies was de interpretatie dubieus, en voortgezette studies bleken niet in staat om aan te tonen dat chaos de regel was”, zei Cardinale.
“Over een jaar of tien zullen we op die publicatie van Barnovsky terugkijken als een vooruitziende waarschuwing voor hoe de mensen met de aarde omgaan. Of we kijken er op terug en zeggen dat het verschuiven van toestanden een sexy en goed verkocht idee was, waar echter niets van klopte. De tijd zal het leren.”
Het gaat hier over risicoanalyse: wat moet de mens, gezien de incomplete maar zorgwekkende informatie, doen? Barnosky en zijn collega’s houden het op innovaties en veranderingen: efficiëntere voedselproductie, alternatieve brandstoffen, betere omgang met ecosystemen en minder sterke bevolkingsaanwas. Ellison hoopt op de een of andere ingrijpende verandering die een keerpunt in de menselijke ideeën over duurzaamheid zal vormen.
“Er liggen duidelijk enorme uitdagingen, maar als de maatschappij zich ten doel stelt om de biosfeer in een voor de mens wenselijke toestand te brengen, in plaats van dat deze zich op een gegeven moment in een toestand bevindt waar we geen invloed op hebben gehad, is het van vitaal belang dat we die uitdagingen aangaan.”
“Vroeger zijn er wel meer wereldwijde veranderingen geweest. Wij zien ze aankomen. De dinosauriërs konden het niet zien aankomen.”
Lees het volledige artikel op Wired.com ©PiepVandaag.nl Jeanco Lapierre Armande
