I. Mit jelent a fenntarthatóság?

A fenntarthatóság azt jelenti, hogy biztosítani tudjuk az emberi szükségleteket a jelenben, ugyanakkor képesek vagyunk megőrizni a környezetet és a természeti erőforrásokat a jövendő generációk számára.

Az utóbbi évtizedekben egyetértés alakult ki abban, hogy a fenntartható fejlődés (vagy helyesebben a fenntarthatóság) három alappillére a következő:

• a gazdaság (ipar, mezőgazdaság, energetika, közlekedés) fenntartható működtetése;
• a társadalmi viszonyok (politikai rendszerek, nemzetközi jogi és gazdasági rendszerek) elfogadható, rugalmas és önkorrekcióra képes formáinak megvalósítása;
• és a környezet és a természeti erőforrások megőrzése.

A cél az emberhez méltó élet biztosítása mindenki számára. Ennek eszköze a gazdaság, és feltétele a természet (környezet) és az erőforrások megőrzése.
 
A fenntarthatóság fogalmának kialakulásáról, a környezetvédelem és a fenntartható fejlődés kapcsolatáról szólt Láng István előadása a Mindentudás Egyetemén.

A szükségletek között az első helyen szerepel az ivóvíz, az élelmiszer és az energia. Az emberiség egy (jelentős) része nagyon nehezen jut ezekhez hozzá. Sok helyen óriási gond az ivóvíz megszerzése, primitív módszerekkel művelik a földet (1. ábra).
Ahogyan arról Horn Péter akadémikus a Mindentudás Egyetemén tartott előadásából  értesülhettünk, 2 milliárd embertársunk táplálkozása igen szegényes, 800 millió éhezik (2. ábra). "Szomorúan kell tapasztalnunk, hogy újabban a közepesen gazdag és a gazdag országokban is - a szociális hálók gyengülése folytán - számottevően nőtt az alultápláltak száma. Ez alól hazánk sem kivétel." - írja Horn Péter.

Az emberiség egyharmadának ma is egyetlen energiaforrása a fa. Az igény a következő 50 évben valószínűleg (3.ábra).

II. Miért éppen most kezdünk a fenntarthatósággal foglalkozni?

Joggal tehető fel a kérdés: miért nem elegendő a gazdasági és társadalmi fejlődéssel foglalkozni? Miért fontos a fenntarthatóság?

Margot Wallström, az Európai Unió környezettel foglalkozó főbiztosa (4. ábra) így válaszolt ezekre a kérdésekre Veszélybe kerültek az életet fenntartó rendszerek című, neves társszerzőkkel írt cikkében: "Az elmúlt (20.) század jelentős fejlődést hozott. Az emberiség létszáma fél évszázad alatt több mint kétszeresére nőtt. Az átlagos élettartam növekedett, számos betegség gyógyítható. Az emberiség létszámának növekedésénél valamivel gyorsabban nőtt az élelmiszertermelés, sokkal gyorsabban növekedett az energia előállítása és a világgazdaság teljesítménye. A most már 6 milliárdnál nagyobb lélekszámú emberiség egy részének élete nemcsak hosszabb, de kellemesebb és jobb minőségű is."

1. táblázat: A világ népességének növekedése
Forrás: US Census Bureau (frissítve: 2004. április 30.)

A fejlődés ára azonban az, hogy egyre jobban kihasználjuk és terheljük a környezetet. A 21. század kezdetén odáig jutottunk, hogy tevékenységünk számottevően befolyásolja bolygónkat és annak életet fenntartó rendszereit. A légkör összetétele, a folyók és tavak vízrendszerei, a felszín növénytakarója, a tengeri élőhelyek, a parti zónák és a globális biológiai sokféleség egyre jelentősebben szenvednek az emberi tevékenység következményeitől.

Aggodalomra ad okot az ember okozta változások nagysága és gyorsasága. Például a légkör szén-dioxid-tartalma az utóbbi fél évszázadban, a pontos mérések kezdete óta mintegy 30%-kal növekedett (jelenleg a teljes atmoszféra 0,37 ezreléke). Ez a változás pedig akkora, mint a jégkorszakok és a meleg időszakok légköri szén-dioxid-tartalom közötti különbség.

A geológusok és paleontológusok több évszázados anyaggyűjtés, tudományos kutatás és számos megbeszélés majd tudományos konferencia után a föld geológiai folyamatainak és a földi élet fejlődésének utolsó 570 millió éves történetét néhány korra osztották. A Föld 4,6 milliárd éves, de a földtani korbeosztás ennek kevesebb időtartamról ad számot; ami azelőtt volt egyszerűen Prekambriumnak, azaz Kambrium előtti kornak nevezzük (5.ábra).

Az élőhelyek tönkretétele és a felszíni növénytakaró megváltoztatása miatt gyors kipusztulás fenyeget számos fajt. A legjobb úton haladunk afelé, hogy a Föld hatodik nagy kihalási eseményét valósítsuk meg. Az eddigi megismert nagy kihalási időszakok a következők:

• 439 millió évvel ezelőtt, az ordovícium és a szilur határán;
• 364 millió évvel ezelőtt, a késő devon korszakban;
• 251 millió évvel ezelőtt, a perm és a triász korszak határán;
• 199 millió évvel ezelőtt, a triász végén;
• 65 millió évvel ezelőtt a kréta és a harmadkor határán.

Ezek a kihalások a tengeri és szárazföldi fajok 20-82%-át érintették (6. ábra). A legutolsó kihalás során pusztultak el a dinoszauruszok és nyílt meg a lehetőség az emlősök térhódítása előtt. A kihalásokat lávaömléseknek, aszteroida-becsapódásoknak és/vagy globális klímaváltozásoknak tulajdonítják. A fajok gyors eltűnéséért most először azonban nem a természet, hanem az emberi tevékenység a felelős.

A lokális és regionális kibocsátások a légkörbe vagy vizekbe globális környezeti változást okoznak. A szén-dioxid vagy kén-dioxid gyorsan elkeveredik a légkörben, növelve az atmoszféra teljes szén-dioxid- vagy kén-dioxid-tartalmát. A víz szennyeződése hamarosan eljut a nagyobb folyókba, tengerekbe, végül a világóceánokba - lásd erről Somlyódi László előadását a Mindentudás Egyetemén.

A globális változások hatása felerősítheti a lokális és véletlen események következményeit. Dél-Európa vagy Kalifornia pusztító erdőtüzeinek súlyosságát fokozta a száraz és meleg időjárás. Növekedett a pusztító áradások, hurrikánok száma (lásd a filmrészleteket). A sort tovább folytathatnánk. Számos jel mutat arra, hogy valami baj van.

Film ^|1}| : Filmrészletek áradásokról, hurrikánokról

Margot Wallström 2004 márciusában már úgy fogalmazott, hogy a Föld új földtani korszaka kezdődött meg, az antropocén kor. Ennek alapvető jellemzője, hogy az emberi tevékenység lényeges és néha domináns környezetformáló tényező. "A földtörténet során soha nem volt még példa a globális változások ilyen komplex rendszerére, amivel most szembesülünk. Terra incognita" - írja az EU környezetvédelmi főbiztosa, akit jól ismerünk, hiszen Magyarországon járt például a Tisza cianid-szennyeződése után is.

Bolygónkat geológiai és biológiai rendszerek: a légkör, a hidroszféra, a talaj és a bioszféra tartják életben. Ezek teszik a Földet lakható bolygóvá - ahogyan ezt Mészáros Ernő a Mindentudás Egyetemén tartott előadásában részletesebben is kifejtette. Az emberiség most már képes arra, hogy a környezetet olyan mértékben változtassa meg, ami meghaladja a természetes változások mértékét. Ugyanakkor nem vagyunk elővigyázatosak: nem ismerjük eléggé a Föld fizikai és biológiai rendszereit: a légkör, talaj, óceánok és a bioszféra működését, keveset tudunk e rendszerek folyamatairól. Anyagi haszon érdekében gátlástalanul használjuk és szennyezzük környezetünket.

A fenntarthatósággal tehát azért kell foglalkozni, mert a helyzet kritikussá vált. A számos elhárítandó veszély közül vizsgáljuk meg először az atmoszférához kapcsolódó ózoncsökkenést és az üvegházhatású gázok, elsősorban a szén-dioxid mennyiségének növekedését, illetve ezek lehetséges hatásait.

III. Két globális probléma, amit az atmoszféra összetételének változása okoz

A Föld légköre - amely jelenleg mintegy 78% nitrogént, 21% oxigént, 0,9% argont és kis mennyiségben számos más gázt, valamint vízgőzt tartalmaz - a Föld négy és fél milliárd éves életében sokat változott, hosszú idő alatt alakult ki. Az ősi légkör, ugyanúgy, mint az óceánok és tengerek vize, a Föld izzó belsejéből származott. 2 milliárd éve még alig tartalmazott oxigént. Ezt a tengerben élő primitív élő szervezetek kezdték termelni fotoszintézis révén. Az oxigén koncentrációjának növekedése tette lehetővé, hogy a sztratoszférában ózon alakuljon ki, és megóvja az élőlényeket az ultraibolya-sugárzástól. Csak ezután hódíthatták meg az élőlények a tenger után a szárazföldet is.

A légkörben kis mennyiségben megtalálható szén-dioxid is nagyon fontos. A légkörnek kevesebb mint 0,4%-át adja, de üvegházhatású, azaz biztosítja, hogy elviselhető legyen a Föld klímája. Az üvegházhatás nélkül mintegy 33 ^oC-kal lenne alacsonyabb a Föld átlaghőmérséklete. Túlságosan nagy mennyisége - más üvegházhatású gázokkal együtt - azonban globális felmelegedést okozhat. Az emberiség pedig évente sok milliárd tonna szén-dioxidot juttat a levegőbe. Például az Egyesült Államokban minden lakos - szénre átszámítva - 5,4 tonnát.

Az ózon megóvása sikeres volt, az üvegházhatású gázok kibocsátásának korlátozása még várat magára.

III. 1. Ózon - példa a sikeres nemzetközi összefogásra

Az egyik sikeresen kezelt probléma az ózonréteg elvékonyodásának megakadályozása.

Az ózon kis mennyisége ellenére a szó szoros értelmében életfontosságú. A Nap ultraibolya-sugárzásának jelentős részét elnyeli, ezzel megakadályozza, hogy ez a rendkívül veszélyes sugárzás a Föld felszínére jusson. Csaknem teljes az elnyelés a 0,2-0,3 mikrométer hullámhosszúságú sávban, tehát abban a tartományban, mely huzamos besugárzás esetén bőrrákot okoz. Az ózon nélkül sem állati, sem növényi élet nem volna lehetséges - legalábbis a szárazföldön. Ha nem tudnánk megőrizni az ózont, a szárazföldek szikla- és homoksivatagokká válnának. Emiatt volt nagy jelentősége annak, hogy megértettük az ózon keletkezését, felderítettük az ózon csökkenésének okait, majd - nemzetközi egyezmények segítségével is - gondoskodtunk az ózonpajzs helyreállásáról. 1995-ben az ózonnal kapcsolatos vizsgálatokért kapott Nobel-díjat Paul Crutzen, Mario Molinari és Sherwood Rowland (8. ábra).

Az ózon keletkezése összetett folyamat eredménye. Azzal kezdődik, hogy a Nap ultraibolya-sugárzása a 100 kilométer feletti magasságokban a normál kétatomos oxigénmolekulát oxigénatomokká hasítja, majd a szabad oxigénatom a normál oxigénmolekulával ózonná egyesül (9 -10. ábra).
Az első fotokémiai magyarázatot az ózon keletkezésére és bomlására Chapman már az 1930-as években megfogalmazta, és azt is levezette, hogy a legnagyobb koncentráció 15 és 50 kilométer közötti magasságban várható. Bár az elméletet finomították, lényege helyesnek bizonyult.

Az ózonmolekula instabil és könnyen bomlik. Paul Crutzen 1970-ben megmutatta, hogy a nitrogén-oxidok - mind az NO, mind az NO₂ - katalizálják az ózon bomlását normál oxigénmolekulákká. (A katalizátor maga változatlan marad, csak elősegíti a folyamatot.) Mivel a sztratoszférában mozgó szuperszonikus repülőgépek nitrogénoxidot (is) kibocsátanak, veszélyt jelentenek az ózonrétegre.

Ennél sokkal nagyobb veszélyt ismert fel Mario Molinari és Sherwood Rowland 1974-ben: a nagy mennyiségben a légkörbe kerülő freonok okozta ózonbomlást. A freonok a halogénezett szénhidrogének, az ún. CFC gázok összefoglaló neve. Ezeket a gázokat sokoldalúan hasznosították az iparban: hűtőszekrényekben, habosított műanyagok előállítására és különböző kozmetikai szerek hajtógázaként. Éppen kémiai stabilitásuk és nem-mérgező voltuk miatt a CFC gázokat ideális környezetbarát anyagoknak is tartották. Egy évtizeden át - bár a kockázatot már nagyjából ismerték - nem történt érdemi intézkedés.

A Brit Antarktiszi Kutatási Szolgálat (British Antarctic Survey) méréseire először 1985-ben figyeltek fel, amikor az ózoncsökkenés a Halley Bay állomás fölött egyetlen év alatt igen nagynak mutatkozott. A csökkenés már az 1970-es évektől kezdve megindult, és 20 év után az ózon koncentrációja alig érte el az eredeti érték felét (11. ábra).

Ezt az Antarktisz feletti csökkenést nevezték szemléletesen, bár nem egészen pontosan "ózon-lyuknak". Kiterjedéséről a TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) műholdon elhelyezett mérőberendezés adatai alapján kaphatunk képet. Az 1980. és 1991. októberi átlagokat mutatjuk be az animáción.

Animáció ^|2}| : Az ózonréteg vastagságának változása

További folyamatokat is felfedeztek, például azt, hogy a sarkok feletti sztratoszferikus felhők részecskéi gyorsítják az ózon bomlását. Csökkenést észleltek az Északi-sark felett is, sőt egyre kisebb szélességeken. Végül az ENSZ segítségével 1987-ban aláírták a Montreáli Egyezményt az ózont csökkentő anyagokról. Később ezt kiegészítették és - a fejlődő országoknak adott néhány éves türelmi idő után - az ózont károsító anyagok kibocsátásának teljes tilalmában egyeztek meg. Ám még akkor is, ha ezeket minden ország betartja, ötven-száz évre van szükség az eredeti állapot helyreállításához. Emiatt nem tanácsos napozni 10 óra és délután 4 óra között még Magyarországon sem. A 12. ábra a sztratoszféra klórtartalom-értékét mutatja három változatban: az a) akkor, ha nem történt volna változás, a b) ha csak a Montreáli Egyezményt tartanák be, és c) ha annak most már elfogadott kiegészítését is.

A klórtartalom az ózont károsító anyagok teljes mennyiségének a csökkenését is mutatja. Ha, reményeink szerint a c) változat következik be, az ózonréteg lassan, néhány évtized alatt regenerálódik.

III. 2. A szén-dioxid és más üvegházhatású gázok - egy megoldatlan probléma

A mérések megállapították, hogy a légkörben a szén-dioxid és más üvegházhatású gázok mennyisége növekszik, ami globális klímaváltozással fenyeget. Az átlaghőmérséklet növekedését az utóbbi évszázadban 0,6 ^oC-ra becsülik. A felmelegedést nemcsak meteorológiai mérések bizonyítják, de az északi és déli sarkok jegének olvadása és a gleccserek visszahúzódása vagy teljes eltűnése is. Az északi sarkon a jég már mintegy 40%-kal vékonyabb, mint 30 évvel ezelőtt.

Az animációk két különböző időtávlatban mutatják be az átlagos hőmérséklet menetét.

Animáció ^|3}| : A hőmérséklet változása az utóbbi 1000 évben az északi féltekén
Animáció ^|4}| : A hőmérséklet globális változása az utolsó 140 évben

Az értékek közvetlen mérési eredmények, illetve jégminták analízisével megállapított adatok. A mérések átlagos menetét a folytonos, vastag vonal mutatja. Látszik, hogy utóbbi néhány évtizedben a változás felgyorsult.

A globális felmelegedéssel kapcsolatban sok a bizonytalanság. A növények fotoszintézise a szén-dioxid-koncentráció emelkedésének hatására növekedhet, és ez, legalább részben, kiegyenlítheti a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó hatást. Az óceánokban feloldódó, megköthető szén-dioxid-mennyiség is változhat. Vannak olyan megfigyelések is, amelyek szerint az aeroszolok mennyisége növekszik a légtérben, ez viszont lehűléshez vezet, és részben ellensúlyozhatja az üvegházhatás miatt bekövetkező hőmérséklet-emelkedést.

Az eddigi legnagyobb geofizikai kísérlet tanúi vagyunk, amennyiben az emberiség néhány évszázad alatt eltüzeli azt a fosszilis tüzelőanyagot, amit a természet 400 millió év alatt halmozott fel. Ebben a gondatlan "kísérletben" az emberiség évente átlagosan 22 milliárd tonna szén-dioxidot juttat a levegőbe, a kőszén, a földgáz és a kőolaj eltüzelésével. Ennek a mennyiségnek háromnegyede a fejlett ipari országokból származik.

2. táblázat: Jelentős mennyiségű szén-dioxidot kibocsátó országok

A talajhoz közeli légrétegek hőmérsékletének tapasztalt növekedése mellett 1949 és 1989 között a trópusi óceánok felszíni hőmérséklete is mintegy fél fokkal nőtt. Különösen nagy a hőmérséklet-emelkedés a Csendes-óceán nyugati és az Indiai-óceán keleti részében, amelyek egyébként is a trópusi tengerek legmelegebb térségei. Ugyanezen időszakban a trópusi tengerek párolgása 16%-kal növekedett. Ez a jelentős vízpáratömeg is hatalmas hőmennyiséget szállít a légkörbe.
 
A megolvadt víz és a tengerek vizének felmelegedése, illetve a melegebb víz nagyobb térfogata miatt a tengerek szintje az elmúlt száz évben 10-20 cm-rel emelkedett.

Megváltoznak a csapadékviszonyok is. Egyes helyeken sokkal több, másutt kevesebb a csapadék, ami áradásokat, illetve tartós szárazságot, aszályt okoz. Mindkét változás jelentősen zavarhatja a mezőgazdaságot. Végül a klímaváltozás során jelentősen növekedhet a rendkívüli meteorológiai események (hurrikánok, tornádók, tartós esőzések) gyakorisága és intenzitása.

Hazánkban nyáron is lehetnek jégesők. A néha galambtojás nagyságú jég nemcsak jelentős kárt okoz, de az emberi életet is veszélyezteti.

Film ^|5}| : Filmrészlet jégesőről

A tartós esőzés földcsuszamlást okozhat. A csuszamlások megindulásának leggyakoribb oka az állékonyság csökkenése, ez pedig többnyire vízfelvétel következménye (13. ábra).

Hosszan tartó száraz és meleg időben a talaj kiszárad, megrepedezik (14. ábra). De kiszáradnak a növények és fák is. A száraz aljnövényzet hozzájárul az erdőtüzek kialakulásához és gyors, szinte fékezhetetlen terjedéséhez. A múlt év nagy erdőtüzei Kaliforniában vagy Dél-Franciaországban azért is voltak olyan súlyosak, mert 2003 nyara az átlagosnál jóval szárazabb és melegebb volt (15.ábra).

Film ^|6}| : Erdőtűz

IV. A gyors klímaváltozás lehetősége - lehűlhet-e Észak-Európa és Észak-Amerika?

Elképzelhető, hogy a Föld, mint egész lassan melegszik, ugyanakkor jelentős területei mégis hidegebbé válnak. A gyors változás lehetőségére a kutatók egy része már régebben - legalább egy-két évtizede - felhívta a figyelmet, ugyanakkor más tudományos körök, a nagyközönség, a döntéshozók nem vagy csak keveset tudnak róla.

Az édesvíz nagytömegű beömlése megváltoztatja az Atlanti-óceán áramlatait, közöttük az Európa északnyugati részét melegítő Golf-áramlatot, emiatt Észak-Európa és Észak-Amerika jelentősen lehűlhet. Az utóbbi évtizedek kutatásai egyre meggyőzőbben bizonyítják, hogy ez nem kivételes esemény: az elmúlt 20 ezer évben többször voltak gyors és jelentős lehűlések.

A geológiai bizonyítékok, elsősorban a grönlandi fúrások jégmintáinak és a tengerfenék üledékeinek analízise arra utalnak, hogy a változás akár egyetlen évtized alatt is bekövetkezhet, majd több évtized, esetleg évszázad időtartamban meg is maradhat.

Fontos előrebocsátani, hogy a globális felmelegedés és a regionális lehűlés egyszerre következhet be. A globális felmelegedés éppen az az egyensúlyt megbontó tényező, ami a regionális lehűlést okozza. Az Egyesült Államok Tudományos Akadémiájának 2002. évi jelentése szerint "a bizonyítékok arra utalnak, hogy a gyors klímaváltozások nemcsak lehetségesek, de valószínűek is a jövőben, és jelentős hatást gyakorolnak az élővilágra és a társadalomra".

Az esetleges gyors klímaváltozás időpontjának is komoly következményei vannak. Ha a változás két évtizeden belül következik be, egészen más hatásai lesznek, mint ha csak egy további évszázad felmelegedése után kerül rá sor. Az 1950-es években általánosan elfogadott nézet volt, hogy a klímaváltozások néhány ezer év alatt következtek be. Az 1960-as és 1970-es évek kutatói már rövidebb átmeneti időszakot is elképzelhetőnek tartottak: néhány száz évről beszéltek. Ez az 1980-as és 1990-es években továbbzsugorodott: egy évszázadra. Az utóbbi évtizedben világossá vált, hogy változás akár egyetlen évtized alatt is bekövetkezhet. "Az utóbbi évtized tudományos kutatásai jól megalapozzák a gyors klímaváltozás paradigmáját, de ez az újfajta gondolkodás kevéssé ismert és alig elfogadott a természettudósok és társadalomkutatók vagy a döntéshozók körében" - írja az Egyesült Államok Természettudományi Akadémiájának jelentése.

IV. 1. A gyors klímaváltozás oka: az óceánok szerepe

Mind a geológiai bizonyítékok, mind az egyre pontosabbá váló modell-számítások arra utalnak, hogy a Föld klímája olyan dinamikus, komplex rendszer, amelynek több stabil működési módja is lehetséges. A működési módokat érzékeny küszöbök választják el egymástól. Az Egyesült Államok Természettudományi Akadémiájának jelentése a változásokat a villanykapcsolóhoz hasonlítja. Ha ujjunkat egy kapcsolóra tesszük és a nyomást lassan növeljük, a kapcsoló egyszer csak felkattan, és felgyullad a fény.

Eddig egyetlen olyan mechanizmust találtak, amelyik gyors változásokat hozhat létre: az óceáni áramlások átrendeződését. Az óceánok szerepe más szempontból is rendkívül fontos: biztosítják az életet jelentő vizet. A párolgás, majd a szárazföldekre hulló eső és hó adja a hidrológiai körforgást. Az óceáni áramlások vagy a víz tulajdonságainak változása globális skálán teheti tönkre a hidrológiai körforgást, és egyes helyeken árvizeket, másutt tartós szárazságot okozhat. Az El Nino jelenség csak egyetlen példa arra, milyen drámai következményei lehetnek annak, ha az óceán hőmérsékletének eloszlása akár kis mértékben is megváltozik.

A meteorológia főleg az atmoszférát vizsgálta. Az atmoszféra és az óceánok összefüggő rendszert alkotnak, emiatt az utóbbiak hatását nem szabad elhanyagolni. Ez a felismerés az utóbbi néhány évtized eredménye.

Animáció ^|7}| : Az óceáni szállítószalag működése

Az óceán szabályozó szerepének megértéséhez az animáción bemutatott (egyszerűsített) áramlási képet kell megértenünk. Az Egyenlítő környékén a Nap felmelegíti a vizet és segíti a párolgást. Emiatt a víz sótartalma megnövekszik. A Golf-áramlat, a nagy óceáni szállítószalag egyik ága hatalmas tömegű meleg és sós vizet visz először az Egyesült Államok keleti partjára, majd Európa nyugati partjaihoz. A szállított hőmennyiség jelentősen csökkenti az egyenlítő és a pólus közötti hőmérséklet-különbséget. Enyhévé teszi Nyugat-Európa klímáját és különösen kedvező a hatása Európa északi részén. A hidegebb időszakban, különösen télen, amikor a levegő jelentősen hűvösebb a víznél, az óceán jelentős hőmennyiséget juttat a levegőbe. Az óceán hatása nélkül számítások szerint a telek átlagosan 5 ^oC-kal lennének hidegebbek. A szállítószalag teljesítménye 1-1,5 milliárd megawatt (2002. évi becslés).

A régi klíma vizsgálata - mélytengeri üledékek és mélyfúrások jégmintái alapján - azt mutatják, hogy a nagy szállítószalag a földtani közelmúltban is többször lelassult vagy teljesen leállt. Ennek oka az Észak-Atlanti-óceán területén, a leszálló ágban keresendő. A cirkuláció ugyanis két tényező együttes hatásától függ: ezek a hőmérséklet és a sókoncentráció (ezért is nevezzük termohalin cirkulációnak). A sós víz sűrűsége nagyobb, mint a kevésbé sós vízé. A meleg sós víz, a Golf-áramlat felszálló ága egészen addig a felszínen marad, míg magasabb hőmérséklete kompenzálja nagyobb sótartalmát. Amikor lehűl, a Labrador-, Irminger- és Grönland-tengereken a nagyobb sótartalom miatt nagyobb sűrűség dominánssá válik, és a víztömeg lesüllyed. A mélybe hatoló hideg, sós víz hajtja a teljes szállítószalagot, lebukása segíti a meleg, sós víz áramlását az Egyenlítő felől. Ha a lebukó ág megszűnik vagy gyengébbé válik (azaz kisebb víztömeg mozog), a meleg áramlat is megszűnik vagy kevesebb hőt hoz. Ezáltal az európai és észak-amerikai klíma több fokkal hidegebbé válik. De a leállás - szintén geológiai bizonyítékokkal alátámasztható módon - szárazabbá is teszi a teljes Földet.

A gyors klímaváltozás kulcsa tehát az Észak-Atlanti-óceán, illetve annak sótartalma és vízháztartása. Ha az óceán felszínére sok édesvíz kerül, az a nagyobb sűrűségű sós víz fölött marad, és megakadályozza a hőcserét, illetve a hőátadást a levegőbe (16. ábra). Ennél súlyosabb következmény, hogy felhígítja a vizet, csökkenti sótartalmát. Egy kritikus, egyelőre ismeretlen érték elérése után a sótartalom már nem lesz elegendő a nagyobb sűrűség és így a leszálló ág kialakításához. A leszálló ág megszűnésével egy évtizeden belül a szállítószalag is leáll.

A Nature 2002-ben publikálta az oceanográfusok egy megdöbbentő méréssorozatát. Az utóbbi negyven év mérését analizálva megállapították, hogy az Észak-Atlanti-óceán körüli tengerek egyre kevésbé sósak az 1000 és 4000 méter közötti mélységben. A szerzők véleménye szerint ez a legnagyobb és legdrámaibb változás az óceáni mérésekben, mióta csak modern műszerekkel mérünk.

Animáció ^|8}| : A sókoncentráció változása néhány tengerben

IV. 2. Mikor állhat le az óceáni szállítószalag?

A kérdésre a rövid válasz: nem tudjuk. Ennek egyik oka az, hogy nem tudjuk milyen mennyiségű most és hogyan változhat a jövőben az Észak-Atlanti-óceánba jutó édesvíz.
Forrásai az olvadó gleccserek, az olvadó sarki jég, de számottevő lehet a megnövekedő csapadék akár közvetlenül, akár a Jeges-tengerbe ömlő nagy folyók közvetítésével.

Ennél nagyobb gond, hogy keveset tudunk az óceánok vízmozgásáról. Korábban is voltak mérések (kutatóhajók, illetve tengeralattjárók felhasználásával), és 1970 óta szatellit-méréseket is végeznek, de ezek csak a felszíni viszonyokat tudják meghatározni. A nem régen indult Argo program 3000 szabadon úszó állomás segítségével fogja meghatározni a felső vízrétegek hőmérsékletét és sótartalmát. A mélyáramlások megismeréséhez pedig a kritikus helyeken a tengerfenékhez erősített állomásokat helyeztek el. Az óceánok óriási területét tekintve ez még mindig csak szegényes hálózat, és az adatok csak most kezdenek felhalmozódni. Emiatt tájékozódásunk csak a múltra épülhet; részben a történelmi, részben a geológiai bizonyítékokra támaszkodhat (18. ábra).

A közelmúltat tekintve két lehűlést kell említeni. A felső-dryas mintegy 12 700 évvel ezelőtt kezdődött és 1300 évig tartott. Az átlaghőmérséklet Európa és Észak-Amerika nagy részén 5^oC-al volt alacsonyabb a jelenleginél. Maga a korszak nevét a dryas nevű hidegkedvelő növényről kapta, amelynek maradványait ebből az időből mindenütt megtalálták. Mélytengeri fúrások alapján tudjuk, hogy a jéghegyek egészen Portugália partjáig elúsztak. A felső-dryas hirtelen - egyetlen évtized alatt - szűnt meg, a hőmérséklet visszaállt a korszak előtti értékre.

Hasonló, de rövidebb és kevésbé súlyos lehűlés volt 8200 évvel ezelőtt. Mintegy 100 évig tartott, és a hőmérséklet csökkenése mintegy 1 ^oC volt. Már a történelmi feljegyzésekből tudjuk, hogy 1300 és 1850 között "kis jégkorszakot" élt ált Európa. Kemény telek, hosszan befagyott folyók, rövidebb nyarak és emiatt gyengébb termés jellemezte. Bár a hőmérséklet-csökkenés jóval kisebb volt, mégis éhínségek, betegségek, tömeges migráció kísérte. Grönland (a "Zöld-föld"), amely az 1000 körüli középkori éghajlati optimum idején lakott volt, újból elnéptelenedett.

Mindez azt mutatja, hogy akár kis változásoknak is nagyon komoly következményei lehetnek, és ezekre fel kell készülni. A Magyar Tudományos Akadémián Láng István akadémikus vezetésével, a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium támogatásával 2003 óta folyik a "Változás - Hatás - Válasz" (VAHAVA) című program, amelynek célja a hazai felkészülés tudományos megalapozása.

V. Energia

A gazdaságot érintő gondok közül most csak az energiaellátással foglalkozunk.

A mezőgazdasági társadalmak lényegében a Nap energiáját hasznosították. A föld művelésével, teraszok kialakításával, később öntözéssel, növények és állatok nemesítésével, más fajok kiirtásával elérték, hogy azonos nagyságú terület sokkal több ember eltartására legyen képes, mint a gyűjtögetés és vadászat. A bioszféra "megművelt" része hatékonyabban hasznosította a Nap energiáját. A napsugárzás a forrása a szél és a víz energiájának is, mely szélmalmokat és vízimalmokat hajthat. Az erdők hosszabb időszak alatt halmozzák fel anyagukban a Napból származó energiát. Az erdők kiirtásával gyorsan hozzá lehet jutni több száz év napsugárzásának tárolt energiájához - de csak egyszer. A mezőgazdasági társadalmak fejlődése elé áthághatatlan korlátot állított a rendelkezésre álló energiaáram véges nagysága.

Az ipari forradalom nem lett volna lehetséges a fosszilis energiahordozók felhasználása nélkül. A mezőgazdasági és ipari társadalmak közötti döntő különbség az, hogy a mezőgazdasági társadalmak közvetlenül a napenergiát hasznosítják, az ipari társadalmak pedig a fosszilis napenergiát: a szenet, olajat és gázt. A fosszilis energiahordozók szintén a Nap energiájának és a fotoszintézisnek köszönhetik létüket, melyet kedvező geológiai folyamatok, kedvező körülmények között, a föld mélyében számunkra megőriztek. Kialakulásukhoz évmilliókra volt szükség, felhasználásuk gyorsasága nem kevésbé rablógazdálkodás, mint az őserdők kivágása. A "föld alatti őserdők" meglévő készlete a kitermelés jelenlegi üteme mellett rövidebb ideig elegendő, mint az ipari társadalmak kialakulásához szükséges idő.

Az ipari forradalom 200 éves történetében ugyanúgy szerepe volt a fa hiánya miatt a szén kényszerű felhasználásnak, a gőzgépek, majd a belső égésű motorok feltalálásának, mint a hirtelen jött energiabőségnek, - amit a fosszilis energiahordozók biztosítottak. De szerencsés geológiai véletlenek is szerepet játszottak. A szén ismert volt a mezőgazdasági társadalmakban is, de csak végszükségben használták fel tüzelőanyagként a fa helyettesítésére. A vasolvasztásban is inkább faszenet alkalmaztak. 1 tonna nyersvas előállítására, majd finomítására nagyjából 50 köbméter fára van szükség. Ez pedig 10 hektárról termelhető ki. Az angol vasgyártás a 17. századtól a 18. század közepéig stagnált a faszén állandó hiánya miatt. A szén felhasználása döntő változást hozott. 1 hektárról kitermelhető fa energiatartalmával nagyjából 1 tonna szén ad azonos energiát. A széntermelés az első világháború előtti utolsó békeévben, 1913-ban 287,4 millió tonna volt, és ez jóval nagyobb erdőterülettel egyenértékű, mint az ország teljes területének tizenötszöröse. Angliában azonban bőségesen volt szén - a Tyne völgyében a felszínen is -, és a nagyvárosokba vízi úton könnyen el is lehetett szállítani. A szerencsés geológiai és geográfiai adottságok valószínűleg döntő szerepet játszottak abban, hogy az ipari forradalom Angliából indult világhódító útjára. A Ruhr-vidéken vagy Sziléziában is van szén, de csak nehézkesen, szárazföldi úton lehetett szállítani, Olaszországban vagy Görögországban bármit lehet vízi úton szállítani, de nincsen számottevő széntelep.

Még gyorsabban, csaknem háromszorosára növekedett a villamos energia előállítása, jelenleg 16 milliárd gigawattóra körül mozog (20. ábra).

A kőolaj, illetve az olajtermékek felhasználásának növekedése az utóbbi harminc évben sokkal lassabb volt és két esetben a növekedés helyett csökkenést is látunk: az 1973 és 1978 évi olajválság utáni években (21. ábra). Jelenleg a világ felhasználása mégis meghaladja az évi 3 és fél milliárd tonnát. Megjegyzendő, hogy 100 évvel ezelőtt a termelés mindössze 20 millió tonna volt, azaz két emberöltő alatt két nagyságrenddel, azaz mintegy százszorosára növekedett. Az utóbbi harminc év lassulása mutatja, hogy előbb-utóbb elérjük a csúcsot, és szükségszerű lesz a termelés csökkenése.
Az egyes régiók felhasználást 1997-ben az alábbi táblázatok foglalják össze:

3. táblázat: Energiafelhasználás valamennyi forrásból (1997)
Forrás: World Resources, 2000-2001

A 20. századot a szénhidrogének: az olaj és a gáz gyors térhódítása jellemezte. Az alábbi táblázat azt mutatja, hogy 1997-ben az olaj jelentősen meghaladta a szén felhasználását, és a gáz is csaknem ugyanolyan jelentős volt, mint a szén. A világ összesen ma már rendkívül nagy mennyiségű energiát, olajegyenértékben kifejezve csaknem 10 milliárd tonnát használ fel. Ennek döntő többsége a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származik, amelyek csak korlátozott mennyiségben állnak rendelkezésre, és előbb-utóbb elfogynak.

4. táblázat: Az energiaforrások aránya az összes energiafelhasználás százalékában (1997)
Forrás: World Resources, 2000-2001

A megújuló energiahordozók közül a legjelentősebb a tűzifa, a hulladék és a biomassza hasznosítása, ezt követik a vízi erőművek. A további források (geotermikus energia, Nap- és szélenergia hasznosítása) még jelentéktelen. Az elsődleges energiahordozók megtalálása egyre nehezebb, a rosszabb minőségűek hasznosításához bőséges energia kell. A következő évtizedekben az olaj-, szén- és gázkutatás mellett fontos az alternatív energiaforrások hasznosítása.

5. táblázat: A megújuló energiaforrások aránya az összes energiafelhasználás százalékában (1997)
Forrás: World Resources, 2000-2001

Az energia biztosítása a fenntarthatóság egyik legnagyobb nehézsége. A fejlődő országok igénye növekszik, és a jólét növekedése mindenütt új igényeket támaszt, új fogyasztási szokások alakulnak ki, amivel a nehézségek növekedhetnek. A fejlett országokban a légkondicionálás elterjedése miatt a nyári áramfogyasztás lényegében azonos a téli, fűtésre használt energiafogyasztással. A hamarosan kialakuló hiány megelőzésére az energiaforrásokat hatékonyan és takarékosan kellene használni. A következő évtizedekben gyorsan növelni kell a megújuló források részarányát Európában és hazánkban is.

VI. Katasztrófák

A fenntartható fejlődés látszólag csak kevéssé kapcsolódik a katasztrófák elleni védekezéshez. A fenntartható működésnek valóban számos más fontos eleme van. A természeti katasztrófák számának növekedése és az okozott kár még gyorsabb emelkedése azonban összefügg a nem fenntartható működéssel. Sok kedvezőtlen változás abból következik, hogy nem fenntartható módon szerveződik az ipar, mezőgazdaság, közlekedés, kereskedelem. A természeti és ember okozta katasztrófák egy része elkerülhető, és a mindenképpen bekövetkező katasztrófák (földrengés, árvíz, aszály, erdőtüzek, napkitörések utáni mágneses zavarok stb.) kártétele jelentősen csökkenthető megfelelő felkészüléssel és elővigyázatossággal.

Az 1999-ben Budapesten megrendezett Tudomány Világkonferenciája állapította meg, hogy minden országnak foglalkoznia kell a rövid ideig tartó természeti katasztrófák és a környezeti változások hosszú távú kockázataival, az előrejelzéssel, a felkészültség javításával, a kedvezőtlen hatások csökkentésével. Kívánatos a katasztrófákkal kapcsolatos tevékenységek integrálása a nemzeti fejlesztési tervekbe. Fontos szem előtt tartani, hogy bonyolult világban élünk, amelyben a hosszú távú változások előrejelzése még nagyon bizonytalan. A tudománynak új előrejelző és megfigyelő stratégiákat kell kifejlesztenie. Az elővigyázatosság fontos vezérlőelv az elkerülhetetlen bizonytalanság kezeléséhez, különösen az esetlegesen visszafordíthatatlan vagy nagy károkat okozó események esetében.

Az utóbbi években több árvizet élt át Magyarország. Néha szerencsénk is volt: például 2003 tavaszán a hóolvadás lassú volt, de néha elég egy tartós esőzés árvizek kialakulásához. Példa erre 2002. augusztusa (22-24. ábra).

Sajnos sem a tudományos megalapozásban, sem a rendszeres monitorozásban nem tartunk ott, ahol kívánatos volna, és ahol tartanunk kellene. Pedig jobb felkészülni a természeti vagy saját tevékenységünk okozta katasztrófákra, mint felkészületlenül elszenvedni őket.

VII. Mit kell tennünk a fenntarthatóság eléréséhez?

A kedvezőtlen változásokat évtizedekkel ezelőtt már felismerték. Ennek egyik eredménye volt a Stockholmban tartott, Az emberi környezet című ENSZ konferencia, illetve annak nyilatkozata (1972. június 16.). Ebben még nem fordult elő a fenntartható fejlődés kifejezés. Láng István közlése szerint - aki a Brundtland-jelentés készítésében is részt vett - csak később és hosszabb vita után fogadták el, hogy a Környezet és Fejlődés Világbizottsága (Brundtland-bizottság) központi mondanivalója az akkor már használt "fenntartható fejlődés" legyen.

A húsz évvel később tartott 1992. évi Környezet és fejlődés konferencia (Rio de Janeiro, június 3-14.) eredménye volt a ma is érvényes és megvalósítandó ajánlásokat tartalmazó nyilatkozat, továbbá a Feladatok a 21. századra című dokumentum, az éghajlatváltozásról szóló keretegyezmény - amelynek megvalósulásáért még mindig küzdeni kell -, és a biodiverzitás, a biológiai sokféleség megőrzéséről szóló egyezmény. Az Elvek az erdőkről sajnos csak elvi ajánlás maradt.

Az ENSZ jelenlévő tagállamai, felismerve, hogy a Föld jóléte sok összefüggő rendszer kiegyensúlyozott működésétől függ, a nyilatkozatban 27 elvet fogadtak el. Ezek közül a 3. fogalmazza meg a fenntarthatóságot, kimondva, hogy a fejlődéshez való jogot úgy kell érvényesíteni, hogy a ma élő és a jövő nemzedékek fejlődési és környezeti szükségleteit egyaránt ki lehessen elégíteni. A 4. elv külön is kimondja, hogy a fenntartható fejlődés elérése érdekében a környezetvédelemnek a fejlődési folyamat szerves részét kell alkotnia, nem kezelhető attól elkülönülten. A 8. elv pedig megállapítja, hogy a fenntarthatóság és minden ember magasabb életszínvonalának az eléréséhez csökkenteni kell, majd ki kell küszöbölni a termelés és fogyasztás nem fenntartható módjait, és elő kell segíteni a megfelelő népesedéspolitikát.

Örömmel állapíthatjuk meg, hogy az utóbbi évtizedekben nemzetközi egyetértés alakult ki a fenntarthatóság fontosságáról és aktuális feladatairól. Megjegyzem, hogy ezeket a Tudomány Világkonferenciája (WCS) és az Európai Unió számos dokumentuma is megfogalmazza. A fenntarthatóságot biztosító stratégia központi elemének a tudományos, mérnöki és egészségügyi kapacitások világméretű, erőteljes növelését tekintik. A civil szervezeteknek, magánvállalkozásoknak, regionális önkormányzatoknak és nemzeti kormányoknak közös erővel kell munkálkodniuk a teendők kidolgozásán és helyi szintű megvalósításán.

6. táblázat: A környezet védelmével és a fenntartható fejlődéssel foglalkozó legfontosabb konferenciák

Nem elegendő néhány intézkedés vagy néhány kisebb korrekció az ipar, mezőgazdaság, közlekedés vagy az energiatermelés jelenlegi működtetésében. Minden ágazat mélyreható átalakítására van szükség annak érdekében, hogy a valós szükségleteket úgy elégíthessük ki, hogy az erőforrásokat, a természet állapotát meg tudjuk őrizni a jövő generációk számára.

A nagyszámú, egymással összefüggő feladat megoldása csak valamennyi ágazat egyidejű, harmonikus fejlődésével, közös munkájával és együttműködésével képzelhető el. Ebből eddig legkevésbé az együttműködés valósult meg. Ennek objektív okai vannak: az intézményrendszer hiánya, a széleskörű áttekintéssel rendelkező szakemberek hiánya, a társadalmi támogatottság alacsony szintje. A döntéshozók vonakodnak olyan népszerűtlen intézkedéseket hozni, amelyek haszna esetleg egy évtized múlva érezhető, de azonnali lemondást vagy anyagi áldozatot igényel. Az első, a tudomány oldaláról származó jelzések, majd egyre sürgetőbb kérések után a bajt elhárító intézkedések rendszerint akkor következnek, amikor már késő, a megelőzés helyett a sokkal költségesebb (esetleg meg sem valósítható) kárelhárítás marad. Ez a tendencia nemcsak Magyarországra, de a világ egészére is jellemző.

Nagyon jól mutatta ezt a Johannesburgban rendezett konferencia, amelyet a Riói Nyilatkozat 10. évfordulóján, 2002. augusztus 26. és szeptember 4. között rendeztek meg.

Megállapították, hogy a Föld környezeti állapota egészében véve tovább romlott, a szegény és gazdag országok közötti különbség tovább nőtt. Az OECD országok lakossága jelenleg a Föld népességének 18%-a, de a megtermelt energia felét fogyasztják el, és a világ GDP-jének mintegy 80%-át termelik. Az OECD országok többsége 1992-ben elkötelezte magát arra, hogy bruttó nemzeti termékének 0,7%-át hivatalos fejlesztési segélyekre fordítja, de e kötelezettségnek csak 5 ország tett eleget. Jellemző a légkörbe jutatott üvegházhatású gázok mennyiségi korlátozására vonatkozó egyezmény sorsa is. Rió után öt évre volt szükség, amíg Kiotóban az országok többsége rögzítette vállalásait. Az újabb megállapodás óta csaknem egy évtized telt el, de a korlátozásokat még most is (2004 szeptemberében) csak az országok egy része, módosításokkal és engedményekkel léptette életbe.

VIII. Összefoglalás - a környezet megőrzésének fontossága

Az ember és természet azonos lényegűek, a természet törvényei tartósak, megváltoztathatatlanok. Túlélése érdekében az emberiségnek együtt kell működnie a természettel. Abba kell hagyni a Föld erőforrásainak pazarlását, gyors felélését és el kell kezdeni egy ésszerű, önmagát megújító működést. Ezeket az elveket követve az emberi élet még hosszú ideig fennmaradhat.

A civilizáció fejlődése során az emberiség egyre fokozódó mértékben hasznosította a Föld erőforrásait. A 18. század óta a fosszilis energiahordozók bőséges energiát biztosítottak. Lényegében ez tette lehetővé az ipari forradalom kibontakozását. Az emberi társadalom azonban a hamis látszat ellenére nem egyre kevésbé, hanem egyre jobban függ a véges méretű Föld törékeny ökológiai rendszerének számunkra kedvező működésétől. Az erőforrások végesek, a cselekvés tere korlátozott. A károkozás lehetősége igen nagy, a kár elhárítása rendkívül költséges, sokszor lehetetlen. Az emberi életkörülményeket döntően fogja befolyásolni az, hogy mennyit tudunk és ismereteinket hogyan tudjuk hasznosítani. Pontosabban kell ismerni a folyamatokat, a beavatkozás következményeit, előre fel kell mérni, ki kell számítani a lehetséges hatásokat.

Teendőink tehát a következők:

• takarékosság (energia, nyersanyagok);
• felkészülés (árvíz, klímaváltozás);
• elővigyázatosság (építkezés, termelés).

A környezet védelme nem csupán a természet szépsége és értékei miatt lényeges mindannyiunk számára. Ez életünk feltétele, az emberiség megmaradásának eszköze.