Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Czy geoinżynieria uratuje rolnictwo?

Recommended Posts

W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą.

Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu.

Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza.

Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów.

Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin.

Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła.

Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przyzwyczajeni jesteśmy myśleć, że historia ludzkości to historia postępu. Jednym z najważniejszych wydarzeń w historii ludzkości jest przejście z łowiecko-zbierackiego trybu życia, do uprawy roli. Tymczasem badania przeprowadzone na Filipinach wskazują, że łowcy-zbieracze, którzy przeszli na rolnictwo, pracują o 10 godzin w tygodniu dłużej. To zaś każe nam zapytać, czy to na pewno postęp, a jeśli tak, to czemu postęp ma służyć. Okazało się też, że zaadaptowanie rolnictwa najbardziej wpłynęło na życie kobiet.
      Antropolog Mark Dyble z University of Cambridge i jego koledzy przez dwa lata żyli wśród Aetów, niewielkiej populacji łowców-zbieraczy zamieszkujących północne Filipiny, którzy stopniowo adaptują rolnictwo.
      Każdego dnia pomiędzy godzinami 6 a 18 naukowcy zapisywali, co robią ich gospodarze, a badania takie prowadzili wśród 10 różnych społeczności Aetów. Stworzyli w ten sposób szczegółowy zapis zajęć 359 osób. Odnotowywali kiedy ludzie ci odpoczywali, kiedy zajmowali się dziećmi, kiedy wykonywali obowiązki domowe i kiedy pracowali poza domem. Część badanych społeczności Aetów prowadzi wyłącznie gospodarkę zbieracko-łowiecką, a część zajmuje się zbieractwem i uprawą ryżu.
      Badania, których wyniki opublikowano właśnie w Nature Human Behaviour wskazują, że im bardziej Aetowie angażują się w rolnictwo i działalność niepowiązaną ze zbieractwem, tym ciężej pracują i mniej mają czasu na odpoczynek. Obliczono, że Aetowie, którzy skupiają się głównie na rolnictwie pracują przez 30 godzin tygodniowo, zaś ci, którzy pozostali przy gospodarce zbieracko-łowieckiej pracują 20 godzin tygodniowo. Uczeni odkryli, że tak drastyczna różnica wynika przede wszystkim z faktu, że tam, gdzie zaadaptowano rolnictwo, kobiety zostały oderwane od obowiązków domowych by pracować w polu. Kobiety żyjące w społecznościach zajmujących się rolnictwem mają o połowę mniej czasu na wypoczynek, niż kobiety łowców-zbieraczy.
      Przez długi czas uważano, że przejście na rolnictwo oznacza postęp, gdyż pozwoliło to ludziom na porzucenie ciężkiego i niepewnego trybu życia. Jednak od samego początku badań antropologicznych nad łowcami-zbieraczami zaczęto kwestionować to przekonanie wskazując, że łowcy-zbieracze mają dużo wolnego czasu. Nasze badania dostarczają najmocniejszych dowodów na poparcie tej hipotezy, mówi Dyble.
      Średnio wszyscy Aetowie spędzali 24 godziny tygodniowo na pracy poza domem, około 20 godzin tygodniowo na obowiązkach domowych i około 30 godzin tygodniowo na odpoczynku za dnia. Jednak podział tego czasu był mocno zróżnicowany.
      Zarówno kobiety i mężczyźni mieli najmniej czasu wolnego gdy byli w wieku około 30 lat. Im byli starsi, tym więcej wolnego mieli. Istniały też różnice pomiędzy płciami. Kobiety spędzały mniej czasu na pracy poza domem, a więcej na pracach domowych i opiece nad dziećmi. Miały tyle samo czasu wolnego co mężczyźni. Jednak przejście na rolnictwo miało nieproporcjonalny wpływ na życie kobiet.
      Stało się tak prawdopodobnie dlatego, że pracą w polu jest łatwiej się dzielić niż polowaniem czy łowieniem ryb. Niewykluczone jednak, że istnieje jakaś inna przyczyna, dla której mężczyźni nie są gotowi lub zdolni do spędzania większej ilości czasu na pracy w polu. To wymaga dalszych badań, stwierdza Dyble.
      Przypomnijmy, że rolnictwo pojawiło się przed ponad 12 000 laty, a około 5000 lat temu zdominowało ludzką działalność. Współautorka badań, doktor Abigail Page, antropolog z London School of Hygiene and Tropical Medicine mówi: Musimy być bardzo ostrożni ekstrapolując dane na temat współczesnych łowców-zbieraczy na prehistoryczne społeczności. Jeśli jednak pierwsi rolnicy naprawdę musieli pracować ciężej, by się utrzymać, to powstaje ważne pytanie – dlaczego ludzie zaadaptowali rolnictwo?.
      Uczona zauważa też, że ilość czasu wolnego, jaki mają Aetowie do dowód na wydajność gospodarki łowiecko-zbierackiej. Tak dużo wolnego pozwala również wyjaśnić, w jaki sposób społeczności łowiecko-zbierackie są w stanie nabyć tak wiele wiedzy i umiejętności w czasie własnego życia oraz życia kolejnych pokoleń.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Europa jest kontynentem z największa liczbą kurortów narciarskich. Jednak ich istnienie jest zagrożone przez globalne ocieplenie. Jeśli emisja gazów cieplarnianych zostanie utrzymana na dotychczasowym poziomie i średnia temperatura na Ziemi wzrośnie o 3 stopnie Celsjusza w porównaniu z epoką przedindustrialną, aż 90% z badanych 2234 europejskich kurortów narciarskich będzie doświadczało krytycznych niedoborów naturalnego śniegu, ostrzegają naukowcy.
      Nawet jeśli uda się utrzymać ocieplenie na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza – co jest coraz bardziej wątpliwe – problemy z naturalnym śniegiem dotkną około 30% kurortów. W takim przypadku kurorty położone na większych wysokościach – na przykład w Alpach – czy w krajach nordyckich będą mogły wspomagać się sztucznym naśnieżaniem. Jednak nie zda ono egzaminu w kurortach położonych niżej lub dalej na południe. Sztuczne naśnieżanie wymaga inwestycji i wiąże się z kosztami, które narażają kurort na ryzyko porażki ekonomicznej, mówi główny autor badań, Hughes Francois z francuskiego Narodowego Instytutu Badań Rolniczych.
      Na potrzeby badań naukowcy wykorzystali jako punkt odniesienia średnie opady śniegu z lat 1961–1990, które połączyli z regionalnymi modelami klimatycznymi oraz danymi na temat warunków panujących w poszczególnych kurortach. Następni badali, jaki wpływ na kurorty będzie miał wzrost średniej globalnej temperatury o 1,5 oraz 2, 3 i 4 stopnie Celsjusza. Już teraz bowiem kurorty na całym świecie, szczególnie te położone poniżej 1500 metrów nad poziomem morza, doświadczają pogarszających się warunków narciarskich.
      Jeśli wzrost temperatur zostanie utrzymany na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza, to wysokie ryzyko braku śniegu dotknie 4% kurortów w Alpach Szwajcarskich, 5% w Alpach Francuskich i 7% w Alpach Austriackich oraz 20% w Alpach Niemieckich i 48% w górach Skandynawii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy analizujący zdjęcia satelitarne z Antarktyki zauważyli, że pod koniec 2022 roku doszło do katastrofalnego wydarzenia, w wyniku którego mogło zginąć nawet 10 000 młodych pingwinów cesarskich. Lód pod koloniami pingwinów rozpadł się, zanim młode miały szansę rozwinąć wodoodporne pióra, potrzebne im do przetrwania w wodzie. Zwierzęta utonęły lub zamarzły. Tragedia miała miejsce na zachodzie Antarktyki, u wybrzeży Morza Bellingshausena.
      Specjaliści twierdzą, że zagłada piskląt to zapowiedź wydarzeń, jakie będą miały miejsce w przyszłości. Jak mówi doktor Peter Fretwell z British Antarctic Survey, do końca wieku globalne ocieplenie zniszczy ponad 90% kolonii pingwinów cesarskich. Gatunek ten potrzebuje lodu morskiego. To stabilna platforma, na której wychowują młode. Jeśli jednak lód nie ma takiego zasięgu, jak powinien, albo rozpada się szybciej, to oznacza kłopoty dla tych ptaków, powiedział uczony w rozmowie z BBC News.
      Doktor Fretwell i jego zespół śledzili za pomocą satelitów pięć kolonii z okolic morza Bellingshausena. Dorosłe pingwiny cesarskie przybywają około marca na lód. Tam łączą się w pary i wychowują młode do czasu, aż są one zdolne do samodzielnego życia. Zwykle ma to miejsce na przełomie grudnia i stycznia. Jednak w ubiegłym roku lód rozpadł się w listopadzie, nie dając młodym pingwinom szans na dorośnięcie. W wyniku tego cztery z pięciu kolonii straciło wszystkie młode. Przetrwały tylko te z najmniejszej kolonii położonej najbardziej na północy.
      Od 2016 roku notowane są rekordowo niskie zasięgi lodu morskiego w Antarktyce. Najgorsza sytuacja panuje właśnie na Morzu Bellingshausena, gdzie w sezonie 2021/2022 i 2022/2023 niemal w ogóle nie było lodu. Przyczyną były wyjątkowo ciepłe wody morskie oraz układ wiatrów, które pchały lód w kierunku wybrzeża, uniemożliwiając zwiększanie jego zasięgu.
      Co gorsza, obecnie lód bardzo powoli się tam formuje, a to oznacza, że kolonie, które straciły młode, najprawdopodobniej nie będą się rozmnażały również w kolejnym sezonie. Maksymalny zasięg lodu morskiego w Antarktyce notuje się we wrześniu. Już teraz widać, że będzie on znacznie poniżej średniej. Pingwiny cesarskie mają coraz większe kłopoty. W latach 2018–2022 co trzecia z ponad 60 znanych kolonii została w jakiś sposób dotknięta zmniejszającym się zasięgiem lodu morskiego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Roztapianie się wiecznej zmarzliny wiąże się z uwolnieniem z niej nieznanych nauce mikroorganizmów. Wciąż mamy niewiele informacji na ich temat, nie wiemy, czy tacy „podróżnicy w czasie” mogą po uwolnieniu z wiecznej zmarzliny się rozwijać i przystosować do obecnie panujących warunków. Giovanni Strona z Uniwersytetu w Helsinkach i Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej wraz z grupą naukowców z Finlandii, Australii i USA przeprowadzili cyfrowe symulacje zachowania mikroorganizmów uwalnianych z wiecznej zmarzliny.
      Przebudzone z lodu czy wiecznej zmarzliny bakterie i wirusy zagroziły ludzkości w niejednym filmie czy książce. W rzeczywistości jednak niewiele wiemy o potencjalnych ryzykach, jakie mogą wynikać z wpływu globalnego ocieplenia na mikroorganizmy uwięzione w glebie czy wodzie od wielu tysięcy lat.
      Zespół Strony ocenił ekologiczne ryzyko i skutki inwazji wirtualnych wirusów na istniejące społeczności bakterii. W przeprowadzonych symulacjach uwolnione z wiecznej zmarzliny patogeny podobne do wirusów wchodziły w interakcje z gospodarzami podobnymi do bakterii.
      Symulacje pokazały, że przebudzone wirusy są często w stanie przetrwać i ewoluować we współczesnym środowisku. W 3,1% analizowanych przypadków mogą zdominować bakteryjną społeczność, na którą dokonały inwazji. Jednak nawet wówczas wirusy takie mają pomijalny wpływ na zaatakowane bakterie. Problemem jest 1,1% przypadków, w których wirusy albo prowadziły do znacznych strat – sięgających 32% – albo do zwiększenia – do 12% – bioróżnorodności mikroorganizmów na zajmowanym przez siebie terenie. Mimo niewielkiego prawdopodobieństwa wystąpienia takiego scenariusza należy wziąć pod uwagę olbrzymią liczbę uśpionych mikroorganizmów regularnie uwalnianych do obecnego środowiska. To zwiększa prawdopodobieństwo spowodowania przez nie znaczących zmian w środowisku naturalnym. Nowe mikroorganizmy, uwolnione z topniejącej wiecznej zmarzliny czy lodu mogą być siłą napędową trudnych do przewidzenia procesów ekologicznych.
      Obecnie nie wiemy, co takie zmiany mogą spowodować. Nie można jednak wykluczyć, że nowe patogeny będą stanowiły zagrożenie dla ludzkiego zdrowia, czy to bezpośrednie, czy to w postaci zoonoz, zarażających nas za pośrednictwem zwierząt.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ciągu ostatnich 20 lat doszło do znacznych zmian koloru oceanów. To globalny trend, którego najbardziej prawdopodobną przyczyną jest globalne ocieplenie, informują naukowcy z MIT, brytyjskiego Narodowego Centrum Oceanograficznego, University of Maine i Oregon State University. Zmiany obejmują aż 56% oceanów, czyli powierzchnię większą niż powierzchnia wszystkich lądów.
      Najbardziej widoczne są zmiany w obszarach równikowych, gdzie kolor wody staje się coraz bardziej zielony. Oznacza to, że dochodzi do zmian ekosystemów na powierzchni, gdyż na kolor wody wpływają żyjące w niej organizmy oraz rozpuszczone minerały. W tej chwili nie wiadomo, jakie konkretnie zmiany w ekosystemie powodują taką zmianą koloru. Naukowcy są pewni jednego – najbardziej prawdopodobną przyczyną zmian jest zmiana klimatu.
      Zmiany takie nie są zaskoczeniem. Współautorka badań, Stephanie Dutkiewicz z MIT od wielu lat prowadzi symulacje komputerowe, które pokazywały, że do takich zmian dojdzie. Fakt, że je teraz mogę obserwować w rzeczywistości nie jest zaskoczeniem. Ale jest to przerażające. Zmiany te są zgodne z tym, co pokazują symulacje dotyczące wpływu człowieka na klimat, stwierdza uczona. To kolejny dowód na to, jak ludzka aktywność wpływa na życie na Ziemi na wielką skalę. I kolejny sposób, w jaki wpływamy na biosferę, dodaje doktor B. B. Cael z Narodowego Centrum Oceanograficznego w Southampton.
      Kolor oceanu zależy od tego, co znajduje się w górnych warstwach wody. Woda głębokiej błękitnej barwie zawiera niewiele życia, a im bardziej zielona, tym więcej w niej organizmów żywych, przede wszystkim fitoplanktonu. Fitoplankton stanowi podstawę morskiego łańcucha pokarmowego. Rozciąga się on od fitoplanktonu, przez kryl, ryby, ptaki morskie po wielkie morskie ssaki. Fitoplankton absorbuje też i zatrzymuje dwutlenek węgla. Dlatego też naukowcy starają się go jak najdokładniej monitorować, by na tej podstawie badać, jak ocean reaguje na zmiany klimatu. Robią to wykorzystując satelity śledzące zmiany chlorofilu poprzez porównanie światła zielonego i niebieskiego odbijanego od powierzchni oceanów.
      Przed około 10 laty jedna z autorek obecnych badań, Stephanie Henson, wykazała, że potrzeba co najmniej 30 lat ciągłych obserwacji chlorofilu, by wyciągnąć wnioski na temat zmian jego koncentracji pod wpływem globalnego ocieplenia. Jest to spowodowane olbrzymimi naturalnymi zmianami oceanicznego chlorofilu rok do roku, więc odróżnienie corocznych zmian naturalnych od długoterminowego trendu powodowanego ociepleniem wymaga długotrwałych obserwacji.
      Z kolei przed 4 laty Dutkiewicz i jej zespół opublikowali artykuł, w którym dowiedli, że naturalne zmiany innych kolorów oceanu są znacznie mniejsze niż zmiany chlorofilu. Zatem – jak dowodzili na podstawie opracowanego przez siebie modelu – korzystając ze zmian chlorofilu i korygując je o zmiany innych kolorów, można wyodrębnić zmiany koloru powodowane ociepleniem już po 20, a nie po 30 latach obserwacji.
      W trakcie najnowszych badań naukowcy przeanalizowali pomiary koloru oceanów zbierane od 21 lat przez satelitę Aqua. Zainstalowany na jego pokładzie instrument MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) przygląda się oceanom w 7 zakresach światła widzialnego, w tym w 2 tradycyjnie używanych do monitorowania chlorofilu. Naukowcy najpierw przeprowadzili analizy wszystkich kolorów w różnych regionach w poszczególnych latach. Tak badali zmiany roczne. To pozwoliło im określić naturalną zmienność dla wszystkich 7 zakresów fali. Następnie przyjrzeli się całemu światowemu oceanowi w perspektywie 20 lat. W ten sposób na tle naturalnych dorocznych zmian wyodrębnili trend długoterminowy.
      Chcąc się przekonać, czy trend ten może mieć związek ze zmianami klimatu, porównali go z modelem Dutkiewicz z 2019 roku. Model ten pokazywał, że znaczący trend powinien być widoczny po 20 latach obserwacji, a zmiany kolorystyczne powinny objąć około 50% powierzchni oceanów. Okazało się, że dane z modelu zgadzają się z danymi obserwacyjnymi – trend jest silnie widoczny pod 20 latach, a zmiany objęły 56% powierzchni. To sugeruje, że obserwowany trend nie jest przypadkową wariacją w systemie. Jest on zgodny z modelami antropogenicznej zmiany klimatu, mówi B.B. Cael.
      Mam nadzieję, że ludzie potraktują to poważnie. To już nie tylko model przewidujący, że dojdzie do zmian. Te zmiany zachodzą. Ocean się zmienia, podsumowuje Dutkiewicz.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...