ΚΛΙΜΑ: Το κακό, το χειρότερο και το εφιαλτικό σενάριο

Η διεθνής αποφασιστικότητα για «φρενάρισμα» της κλιματικής μεταβολής είναι σίγουρα ένα καλό νέο. Πόσο επιτυχημένη μπορεί να είναι η προσπάθεια; Και ποιοι παράγοντες μπορούν να εκτροχιάσουν την πλανητική ισορροπία;

Για να «χτίσουν» τα όστρακά τους τα μαλάκια καταναλώνουν διοξείδιο του άνθρακα. Αν όμως, λόγω υπερβολικής παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα, αυξηθεί η οξύτητα των ωκεανών, τα μαλάκια επηρεάζονται αρνητικά και απορροφούν όλο και λιγότερο διοξείδιο. Τέτοια παραδείγματα «αυτοτροφο-δοτούμενης μεταβολής» μπορούν να οδηγήσουν σε ανεξέλεγκτα αποτελέσματα

Η περασμένη χρονιά τελείωσε με μια πολύ ελπιδοφόρα είδηση: οι κυβερνήσεις όλων των κρατών κατέληξαν σε μια κατ' αρχήν συμφωνία για τον περιορισμό της παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, δηλαδή άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο. Στόχος είναι να συγκρατηθεί η άνοδος της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας, που οφείλεται στην αύξηση της περιεκτικότητας της ατμόσφαιρας σε διοξείδιο του άνθρακα από τις καύσεις. Η άνοδος αυτή έχει ήδη αισθητές συνέπειες σε όλον τον πλανήτη, με πιο χαρακτηριστική τη συχνότερη εμφάνιση ακραίων και ασυνήθιστων καιρικών φαινομένων, όπως για παράδειγμα ανεμοστροβίλων και παρατεταμένων καυσώνων στη χώρα μας. Μία από τις σημαντικές συνέπειες της παγκόσμιας υπερθέρμανσης είναι το λιώσιμο των πάγων κοντά στον Βόρειο και τον Νότιο Πόλο που παρατηρείται ήδη εδώ και αρκετό καιρό. Το νερό που παράγεται από αυτή τη διαδικασία καταλήγει στους ωκεανούς, των οποίων η στάθμη ανεβαίνει. Ετσι αναμένεται ότι τις προσεχείς δεκαετίες πολλές από τις παραθαλάσσιες ηπειρωτικές περιοχές θα κατακλυσθούν από νερά, μαζί με τις πόλεις και τις γύρω καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Αυτό όμως είναι μόνο το «απλά κακό» σενάριο. Εκείνο που είναι πραγματικά εφιαλτικό είναι το σενάριο της ανατροπής της σημερινής κατάστασης ισορροπίας στους ωκεανούς και στην ατμόσφαιρα, γεγονός που θα έχει άγνωστες αλλά σίγουρα πολύ χειρότερες συνέπειες για τη ζωή στον πλανήτη μας.

Η ατμόσφαιρα της Γης δεν ήταν πάντα αυτή που υπάρχει σήμερα. Ο πλανήτης μας έχει ηλικία 4,5 δισ. χρόνων και μόλις τα 500 τελευταία εκατομμύρια χρόνια η ατμόσφαιρά του έχει «καταλήξει» στη σημερινή της σύσταση, με κύρια συστατικά πρώτο το άζωτο και δεύτερο το οξυγόνο.  Πριν από 4 δισ. χρόνια η κατάσταση ήταν εντελώς διαφορετική, αφού δεύτερο αέριο σε αναλογία δεν ήταν το οξυγόνο αλλά το διοξείδιο του άνθρακα. Η εμφάνιση όμως των φυτών στην επιφάνεια της Γης άλλαξε τα δεδομένα και πριν από 2 δισ. χρόνια η ατμόσφαιρα της Γης άρχισε να εμπλουτίζεται με οξυγόνο μέσω του μηχανισμού της φωτοσύνθεσης των φυτών που καταναλίσκει διοξείδιο του άνθρακα και παράγει οξυγόνο. Η επακόλουθη εμφάνιση των ζώων που καταναλίσκουν οξυγόνο και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα έφερε την ατμόσφαιρα της Γης στη σημερινή δυναμική ισορροπία, με το άζωτο να αποτελεί το 78% των συστατικών της, το οξυγόνο το 21% και το διοξείδιο του άνθρακα μόλις το 0,04%. Αυτό το μικρό όμως ποσοστό δημιουργεί το «φυσιολογικό» φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο διατηρεί τη μέση θερμοκρασία της Γης πάνω από τους 0 βαθμούς Κελσίου και κρατάει το νερό σε υγρή μορφή.

Οι δυναμικές ισορροπίες

Η ατμόσφαιρα της Γης αποτελεί ένα μόνο κομμάτι ενός εξαιρετικά πολύπλοκου συστήματος που περιλαμβάνει τους ωκεανούς, τις ηπείρους, τα ζώα, τα φυτά, αλλά και τον Ηλιο! Ο Ηλιος προσφέρει μέσω της ακτινοβολίας του ενέργεια στη Γη, η οποία θερμαίνεται και εκπέμπει με τη σειρά της υπέρυθρη ακτινοβολία. Το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας απορροφά αυτή την υπέρυθρη ακτινοβολία και ένα μέρος το επανεκπέμπει προς τη Γη ενεργώντας σαν ένα είδος «κουβέρτας». Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα παραμένει σε ισορροπία εξαιτίας δύο ανταγωνιστικών μηχανισμών. Οι αναθυμιάσεις των ηφαιστείων και η αναπνοή των ζώων (και του ανθρώπου!) προσθέτουν διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα, η φωτοσύνθεση και η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στους ωκεανούς το αφαιρούν. Η ισορροπία που προκύπτει είναι δυναμική επειδή βασίζεται στην εξίσωση του ρυθμού αύξησης της ποσότητας αυτού του αερίου με τον ρυθμό μείωσής της. Στενά συνδεδεμένη με την ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα είναι η θερμοκρασιακή ισορροπία της Γης. Ο Ηλιος θερμαίνει κυρίως τις περιοχές γύρω από τον ισημερινό και η διάδοση της θερμότητας που εναποτίθεται δημιουργεί ρεύματα στη θάλασσα και στην ατμόσφαιρα, με πιο γνωστά στη θάλασσα το Ρεύμα του Κόλπου και το Κούρο Σίβο και στην ατμόσφαιρα τους αληγείς και ανταληγείς ανέμους. Χωρίς τα θαλάσσια και τα ατμοσφαιρικά ρεύματα οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια της Γης θα ήταν πιο ακραίες - πολύ θερμές στον ισημερινό και πολύ ψυχρές κοντά στους πόλους - και πολύ μικρότερο ποσοστό της επιφάνειας τη Γης θα ήταν κατοικήσιμο.

Το χειρότερο σενάριο

Η ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα και της θερμοκρασίας, μαζί με τις ισορροπίες όλων των άλλων συνιστωσών του πολύπλοκου συστήματος της ατμόσφαιρας και των ωκεανών, έχουν δημιουργήσει το σταθερό περιβαλλοντικό πλαίσιο στο οποίο έχουμε συνηθίσει να ζούμε. Θα μπορούσε να παρομοιάσει κανείς αυτή την κατάσταση ισορροπίας με μια μπίλια που ισορροπεί σε κάποιο από τα βαθουλώματα μιας αβγοθήκης. Εμείς καίγοντας ορυκτά καύσιμα τα τελευταία 250 χρόνια έχουμε αρχίσει να δημιουργούμε ένα υπερβολικόφαινόμενο θερμοκηπίου και διαταράσσουμε αυτή την ισορροπία, σαν να «ταρακουνάμε» την αβγοθήκη δεξιά - αριστερά. Προς το παρόν η μπίλια ταλαντεύεται μόνο ελαφρά αλλά εξακολουθεί να παραμένει στο ίδιο βαθούλωμα. Ετσι οι συνέπειες της διαταραχής είναι προς το παρόν σχετικά ήπιες.  Είναι σίγουρο όμως ότι, αν η διαταραχή γίνει αρκετά μεγάλη, η μπίλια θα «πηδήξει» από το βαθούλωμα που βρίσκεται σήμερα και θα «κάτσει» σε κάποιο άλλο, το οποίο, λόγω της πολυπλοκότητας του συστήματος, είναι εξαιρετικά δύσκολο - αν όχι αδύνατο -να προβλεφθεί. Σε μια τέτοια περίπτωση η άνοδος της στάθμης των ωκεανών θα είναι μια ασήμαντη συνέπεια αν συγκριθεί με τη γενική αλλαγή των συνθηκών στην επιφάνεια της Γης.

Η «αυτοτροφοδοτούμενη» μεταβολή

Για παράδειγμα, η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό παράγει ανθρακικό οξύ, η αύξηση της ποσότητας του οποίου αυξάνει την οξύτητα των ωκεανών και επηρεάζει αρνητικά τη βιωσιμότητα των θαλάσσιων οργανισμών. Μεταξύ των θαλάσσιων οργανισμών που θα υποφέρουν είναι και τα μαλάκια, τα οποία χρησιμοποιούν το διαλυμένο στο νερό διοξείδιο του άνθρακα για να κατασκευάσουν τα όστρακά τους. Το αποτέλεσμα θα είναι να μειωθεί ο ρυθμός αφαίρεσης του διοξειδίου του άνθρακα από το νερό. Επειδή η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό είναι πεπερασμένη, μειώνεται η ικανότητα διάλυσης νέων ποσοτήτων από την ατμόσφαιρα. Η ποσότητα που υπό κανονικές συνθήκες θα απορροφούνταν από το νερό παραμένει στην ατμόσφαιρα, ενισχύει το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αυξάνει τη θερμοκρασία των ωκεανών. Αλλά η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα περαιτέρω αύξηση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κ.ο.κ. Αυτό είναι ένα απλό παράδειγμα των σημαντικών συνεπειών που μπορεί να έχει σε ένα πολύπλοκο σύστημα μια φαινομενικά μικρή μεταβολή σε μία από τις συνιστώσες του και σαν αυτό το παράδειγμα υπάρχουν πολλά για το μέλλον της επιφάνειας της Γης - όλα εφιαλτικά. Απαξ και μπει κάποια από τις συνιστώσες της επικρατούσας δυναμικής ισορροπίας στην επιφάνεια της Γης σε μια «αυτοτροφοδοτούμενη» μεταβολή, είναι πολύ δύσκολο να βρεθεί κάποια δυνατότητα επιστροφής. Επειδή δεν φαίνεται εύκολο να αποφύγουμε το κακό σενάριο, τουλάχιστον ας βεβαιωθούμε ότι θα γλιτώσουμε από το χειρότερο.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.

βημα