Globální problémy lidstva
Obsah Globální problémy lidstva .......................................................................................................... 1 Přehled obrázků...................................................................................................................... 2 Přehled tabulek....................................................................................................................... 2 Úvod ....................................................................................................................................... 3 Přehled vybraných globálních problémů................................................................................ 3 Přelidnění – pokračující nárůst lidské populace................................................................. 3 Vyčerpávání surovin .......................................................................................................... 4 Nedostatek pitné vody........................................................................................................ 5 Nedostatek potravin............................................................................................................ 5 Mizení živočišných a rostlinných druhů, ochuzování genofondu...................................... 5 Zbrojení a války ................................................................................................................. 5 Degradace půdy.................................................................................................................. 5 Kácení tropických deštných pralesů................................................................................... 5 Globální oteplování - skleníkový efekt .............................................................................. 6 Rozdělení světa (ekonomické, ideologické)....................................................................... 9 Rozšiřování plochy pouští.................................................................................................. 9 Ozónová díra ...................................................................................................................... 9 Shrnutí .................................................................................................................................. 11 Kontrolní úkoly, otázky, základní témata pro úvahy ........................................................... 11 Zdroje informací....................................................................................................................... 11
Přehled obrázků OBR. 1 PROGNÓZA VÝVOJE POČTU OBYVATEL NA ZEMI .............................................................. 4 OBR. 2 PRŮMĚRNÁ SVĚTOVÁ TEPLOTA OD ROKU 1950 (PŘEVZATO Z BROWN AJ. 1994).............. 7 OBR. 3 KONCENTRACE CO2 V ATMOSFÉŘE OD ROKU 1959 (PŘEVZATO Z BROWN AJ. 1994)........ 7 OBR. 4 NEROVNOMĚRNÉ ZVÝŠENÍ PRŮMĚRNÉ TEPLOTY V DŮSLEDKU GLOBÁLNÍHO OTEPLOVÁNÍ. PŘEVZATO Z GOUDIE 1994. .............................................................................................. 8
Přehled tabulek TAB. 1 PŘEHLED SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ, JEJICH ZDROJŮ, RELATIVNÍ SCHOPNOSTI POHLCOVAT IČ (IČR) A JEJICH PODÍLU NA SKLENÍKOVÉM EFEKTU (PODLE PIVNIČKA – BRANIŠ 1995, DIRNER 1997). .................................................................................................................... 6 TAB. 2 PŘEHLED ZÁKLADNÍCH ÚDAJŮ O HALOGENOVANÝCH UHLOVODÍCÍCH - FREONECH (CFC) (PODLE MOLDAN 1994, PIVNIČKA – BRANIŠ 1995)........................................................... 10
Úvod Již samo antropocentrické označení "globální problémy lidstva" je nepřesné, neboť zahrnuje vedle problémů ohrožujících přežití či zachování současného způsobu života lidstva také problémy způsobené člověkem celé biosféře. Přesnějším pojmem „globální problémy biosféry a lidské společnosti“ je označována různorodá a vzájemně související skupina problémů v biosféře a lidské společnosti, způsobená zejména růstem lidské populace a dlouhodobými důsledky lidské činnosti. Pokusíme - li se o klasifikaci problémů, můžeme je přibližně rozdělit do následujících skupin: ⇒ negativní tendence a rysy rozvoje lidské společnosti – superexponenciální růst lidské populace, zbrojení a války, rozdělení světa (ekonomické, ideologické, náboženské), toxikomanie (v tom nejširším smyslu – alkohol, tabák, drogy) ⇒ omezení rozvoje lidské společnosti dané konečností Země a biosféry - vyčerpávání surovin, nedostatek pitné vody, nedostatek potravin ⇒ závažné změny životního prostředí – znečišťování složek životního prostředí s důsledky snižování množství stratosférického ozónu (ozónová díra), globálním oteplováním (důsledek zvyšování intenzity skleníkového efektu jako následek růstu koncentrace skleníkových plynů); degradace půdy (eroze, snižování množství humusu, zhutňování, zasolování); dezertifikace a rozšiřování plochy pouští; ⇒ závažné změny flóry a fauny - ohrožení a mizení živočišných a rostlinných druhů a ochuzování genofondu, zmenšování ploch přirozených ekosystémů, vytváření monokultur, snižování plochy cenných ekosystémů (kácení tropických pralesů, vysušování mokřadů atd.) Pro globální problémy je typická jejich vzájemná propojenost, příčiny propojené s podstatou člověka a s jeho historickým vývojem, jejich výrazná akcelerace a závažnost v uplynulých desetiletích a neochota politiků i veřejnosti přiznat si míru jejich závažnosti. Stručně naznačme příčiny vybraných globálních problémů. Výklad je nutně zjednodušený vzhledem ke složité souvislosti jednotlivých problémů.
Přehled vybraných globálních problémů Přelidnění – pokračující nárůst lidské populace Projevy: Lokální růst koncentrace – urbanizace, vznik megalopolí1 Počet obyvatel, který přesahuje zdroje na daném území (potrava, pitná vody, vzdělání) Trend neustálého růstu počtu obyvatel v rozvojových zemích – viz Obr. 1 příčiny: absence (malý vliv) přirozených nepřátel (dříve velké šelmy, parazité – viz velké epidemie, např. ve středověku přežila po morových epidemiích v Evropě desetina! obyvatel) prodlužování věku dožití snižování kojenecké úmrtnosti
1
aglomerace velkoměst, velká hustě osídlená urbanizovaná oblast
současné složení věkových pyramid v zemích s velkým počtem obyvatel – velký podíl dětí
důsledky je primární příčinou dalších globálních problémů zatím obtížně řešitelný – důvody náboženské (odmítání antikoncepce), sociální (děti zajišťují blahobyt rodičů) a kulturní (je zvykem mít početnou rodinu) pro přežití a rozvoj komunit původně pozitivní vysoká fertilita se stává problémem pro současný stupeň rozvoje společnosti
8000 7000 6000 5000
po č e t o byvate l (mil.) 4000 3000 2000 1000 0 1 6 5 0
1 7 5 0
1 8 5 0
1 9 0 0
1 9 3 0
1 9 5 0
1 9 6 0
1 9 7 0
1 9 8 0
1 9 9 0
2 0 0 0
2 0 1 5
le to po č et Obr. 1 Prognóza vývoje počtu obyvatel na Zemi
Vyčerpávání surovin Hrozba vyčerpání surovin nejčastěji vstupuje do modelů budoucnosti (Malthus; Římský klub - Limity růstu) rozvoje lidstva. Přestože pomalu stoupá efektivita využití zdrojů, jsou nalézána nová ložiska a zlepšují se těžební postupy a tím i procento využití ložiska, je tato hrozba u několika strategických surovin (ropa, zemní plyn) v horizontu několika málo desítek let reálná. Naopak zatím dostatečné jsou zásoby uhlí, uranu (mimo jiné možnost přepracování jaderných zbraní – vysoce obohacený uran či plutonium), deuteria pro jadernou fúzi.
Nedostatek pitné vody Nedostatek pitné vody souvisí s rozložením celkového množství vody na Zemi (většinou moře a oceány – 97%), znečišťováním povrchových i podzemních vod využitelných jako zdroje pitné vody, vyčerpáváním pomalu doplňovaných nebo fakticky nedoplňovaných artézských podzemních vod (Sahara, Kalifornie aj.). Pitná voda je ve vyspělých státech často nesmyslně využívána tam, kde bohatě stačí voda užitková (splachovací klozety, mytí aut, průmysl atd.). Vhodný by byl dvojí rozvod vody či systém dodávek - nákupu pitné vody (jako v některých zemích okolo Středozemního moře). V některých zemích se složitě získává pitná voda odsolováním z mořské vody, existují projekty využití vody z ledovců.
Nedostatek potravin Část obyvatel světa, zejména v Africe a v Asii, žije v chronickém nedostatku i základních potravin, naopak v některých regionech (Evropa) je zemědělská výroba s ohledem na zachování vysokých cen produkce uměle utlumována. Vedle potravinové pomoci (dočasné řešení) je velký důraz kladen na snižování porodnosti a udržitelnost produkce místního zemědělství. Tlak na zvyšování zemědělské produkce je jedním z důvodů kácení tropických deštných pralesů. V Africe souvisí nedostatek potravin v řadě zemí s dezertifikací.
Mizení živočišných a rostlinných druhů, ochuzování genofondu Současné období je kataklyzmatem pro rostlinné i živočišné druhy. Hlavním důvodem je zmenšování plochy a oddělování přírodních ekosystémů. Podrobněji viz část „Ochrana biodiverzity“.
Zbrojení a války Zbrojení ve světě váže nepředstavitelné lidské i materiální zdroje. Uvádí se, že závody ve zbrojení vedly k pádu socialistického bloku. Pokud by byly tyto zdroje uvolněny, zřejmě by se podařilo poměrně rychle vyřešit řadu globálních problémů.
Degradace půdy K degradaci půdy dochází vlivem intenzivní zemědělské výroby, ale také dalšími aktivitami (průmysl, těžba). Jejími projevy jsou vodní a větrná eroze, snižování množství humusu, zhutňování a zasolování půdy.
Kácení tropických deštných pralesů Jeden z nejvíce medializovaných problémů. Primární příčinou kácení tropických deštných pralesů je zejména růst obyvatelstva zemí, na jejichž území se deštné pralesy nacházejí, a důvody ekonomické - rozšiřování zemědělské půdy, budování dopravní infrastruktury, politická snaha zajistit růst životní úrovně, výhodný prodej těženého dřeva do vyspělých států (Japonsko). Jsou tak ničeny ekosystémy s nejvyšší biodiverzitou na Zemi a hrůzostrašně vysoké je tempo ničení lesů. Protiopatření: využití lesů pro ekoturismus, restrikce, plánování ve využívání půdy, výchova a osvěta místního obyvatelstva.
Globální oteplování - skleníkový efekt S ozónovou dírou zřejmě nejznámější globální problém, téměř synonymum pro vliv člověka na přírodní prostředí. Dochází nejen k růstu průměrné teploty zemského povrchu – viz Obr. 2, zřejmě dojde k nerovnoměrnému růstu teploty – viz Obr. 4. Pro města a území na březích moří a oceánů může dojít k podobnému katastrofickému scénáři, který v jiném kontextu popsal K. Čapek ve Válce s mloky.
Příčiny a související jevy
procentuální růst obsahu CO2 v atmosféře za rok (viz Obr. 3), resp. cílová hodnota v roce, pro nějž se provádí výpočet – příčinou je spalování fosilních paliv růst koncentrace dalších skleníkových plynů (freony, oxidy dusíku, troposférický ozón, metan) chování zelených rostlin - zvýšení fotosyntézy a spotřeby CO2 vlivem vyšší koncentrace CO2 (zeslabování skleníkového efektu) ovlivnění moři a oceány - akumulace tepla v hlubších částech oceánů, zachycování CO2 v sedimentech nebo uvolňování CO2 vlivem růstu teploty vodstva vliv vodní páry - zvýšení teploty vede k vyššímu odpařování a silnějšímu skleníkovému efektu, více mraků naopak odráží více záření do kosmického prostoru před jeho dopadem na zemský povrch, jiné regionální distribuci vzdušné vlhkosti; nelze v současnosti vyslovit jasný názor, jak voda při růstu teploty ovlivní skleníkový efekt rostoucí antropogenní emise tuhých částic a aerosolů snižuje množství záření, které dopadá na zemský povrch (zeslabování skleníkového efektu) změna albeda zemského povrchu – je rozdílné u obdělávané půdy, lesů, zpevněných ploch (mají zpravidla nižší albedo – např. asfalt, dochází tedy k většímu ohřívání povrchu přes den) snižování plochy tropických deštných pralesů vede k zesilování skleníkového efektu zemědělství – metan vznikající v žaludcích krav při trávení trávy
Tab. 1 Přehled skleníkových plynů, jejich zdrojů, relativní schopnosti pohlcovat IČ (IČR) a jejich podílu na skleníkovém efektu (podle Pivnička – Braniš 1995, Dirner 1997). Plyn/ Zdroje antropog. produkce voda (H2O) přirozený koloběh vody CO2 5%
O3 troposfér. metan (CH4) 5% NO2 (NO?) CFC 100%
IČR 2.0
dýchání rostlin a živočichů, rozklad organických 1.0 látek, zvětrávání a půdní eroze, vulkanická činnost, uvolňování z oceánů, spalování fosilních paliv, odlesňování a vypalování lesů (synergický efekt) blesky, fotochemické reakce bahenní plyn, vulkanická činnost, chov dobytka, 20 pěstování rýže, úniky při těžbě plynu a uhlí, skládky komunálních odpadů, termiti mikrobiální procesy v půdě, hnojení, spalování 270 (pro fosilních paliv NO2) hnací plyny, chladící plyny, rozpouštědla, 1000 -
relativní a absolutní podíl 62% 21 K 22% 7,6 K 7.0 % 2,4 K 2.5% 0,8 K 4.0% 1,4 K 2.5%
zpěňovadla
10000
Obr. 2 Průměrná světová teplota od roku 1950 (převzato z Brown aj. 1994).
Obr. 3 Koncentrace CO2 v atmosféře od roku 1959 (převzato z Brown aj. 1994).
0,8 K
Obr. 4 Nerovnoměrné zvýšení průměrné teploty v důsledku globálního oteplování. Převzato z GOUDIE 1994.
Modelování a výpočty Problémy přesného výpočtu míry a regionálních projevů změn souvisí s tím, že cílem výpočtů jsou nejen celosvětové změny, ale také regionální změny (viz Obr. 4), dynamika změn, vytvoření modelu změny klimatu a postižení všech základních charakteristik podnebí. Druhou skupinou problémů je množství skutečností, které ovlivňují výpočet: reliéf terénu reliéf mořského dna vhodné měřítko - i nejvýkonnější současné počítače nedovolují zvolit přijatelně podrobné měřítko pro výpočet regionálních hodnot (měřítko buněk pro výpočet řádově stovky km) změny intenzity slunečního záření – střednědobé i dlouhodobé změny (sluneční cykly, precese zemské osy, dlouhodobější výkyvy sluneční aktivity)
Projevy globálního oteplování
změny teploty – zvyšování průměrné celosvětové teploty, zvyšování teploty se projevuje různě regionálně (více u pólů, málo nebo vůbec u rovníku) – viz Obr. 4 změny srážek - průměrné celosvětové a regionální změny výskyty teplotních, srážkových a klimatických extrémů (bouře, hurikány, přívalové deště atd.) změny trvalých a periodicky se vyskytujících proudění vodních a vzdušných mas změna plochy a objemu vysokohorských, pevninských a oceánských ledovců, což vede ke změnám výšky mořské hladiny migrace rostlinných i živočišných druhů v souvislosti se změnou klimatických pásem mohou se vzájemně ovlivňovat globální oteplování a skleníkový efekt (synergie) ovlivnění moří a oceánů - změny mořských proudů (diskuse o Golfském proudu – možnosti jeho zániku či odklonění s katastrofickými důsledky pro Evropu)
Rozdělení světa (ekonomické, ideologické) Přestože pominulo rozdělení světa podle železné opony, zůstávají velmi výrazné ekonomické a nábožensko-ideologické rozdíly. To ztěžuje vzájemnou dohodu na řešení globálních problémů. Státy s řadou ekonomických problémů, problémů s potravinami, vodou atd., pochopitelně přednostně řeší tyto problémy, někdy na úkor prohlubování problémů globálních. Navíc existuje eticko-morální problém práva na ekonomický rozvoj zaostalých států, spojený s vysokou spotřebou zdrojů (v současnosti např. již se realizující ekonomický rozvoj v Číně).
Rozšiřování plochy pouští Příčiny rozšiřování pouští (nebo přesněji a obecněji projevy dezertifikace) zejména v Africe jsou antropogenní i klimatologické. Mezi antropogenní vlivy lze zařadit nadměrné spásání porostu domácími zvířaty a následnou erozi povrchu půdy.
Ozónová díra Ozónová díra, projevující se úbytkem ozónu především ve vyšších zeměpisných šířkách, v Antarktidě a Arktidě, se stala symbolem globální hrozby lidstvu, způsobené uměle vytvořenými látkami, které byly považovány za neškodné - freony (fluor-chlorované uhlovodíky), viz Tab. 2. Freony byly pro své vlastnosti inertnost, fyzikální vlastnosti) používány v chladicích systémech, v rozprašovačích. Freony skutečně nepoškozují přímo procesy v biosféře, mění ale přírodní podmínky mimo biosféru a následně tak i přírodní podmínky v biosféře. Negativní působení freonů na vrstvu ozónu, který ve stratosféře absorbuje škodlivé UV záření (zejména krátkovlnné), je popsáno následujícími reakcemi. V těchto reakcích se molekuly chlóru obnovují - jde o katalytickou reakci chlóru (podle Novák 2005), případně brómu: Cl + O3 → ClO + O2 ClO + ClO + M → Cl2O2 + M Cl2O2 + hν → Cl + ClO2 ClO2 + M → Cl + O2 + M
Tab. 2 Přehled základních údajů o halogenovaných uhlovodících - freonech (CFC) (podle Moldan 1994, Pivnička – Braniš 1995) Chemický vzorec
Průmyslové označení
Současná Doba života Doba života ve konc. (10-10 ve vzduchu vzduchu (Pivnička %) (Moldan – Braniš 1995) 1994)
CCl3F
CFC 11
280
65
75-76.5
CCl2F2
CFC 12
484
130
110-139
CClF3
CFC 13
5
400
CHClF2
HCFC 22, CFC-22
122
15
14-22
C2Cl3F3
CFC 113
60
90
90-92
C2Cl2F4
CFC 114
15
200
185
C2ClF5
CFC 115
CCl4
tetrachlormetan
CH3Cl
380 146
50
50-67
600
1.5
158
7
6.5-8.5
CH3CCl3
metylchloroform
CBrClF2
Halon 1211
1.7
25
12-25
CBrF3
Halon 1301
2
110
101-110
CH3Br
10-15
1.5
Případová studie 1 Ozón Na všeobecně známém a snad úspěšně vyřešeném problému ubývání stratosférického ozónu si lze úspěšně demonstrovat několik aspektů, typických pro environmentální problémy a metody jejich řešení: • nebezpečí používání xenobiotik - freony byly považovány za zcela neškodné, inertní, nehořlavé a všestranně užitečné (hnací plyny, chladící a čistící média) • modelování a predikce - ubývání ozónu bylo předpovězeno na základě modelů, které byly v roce 1974 publikovány v časopisech Nature a Canadian Journal of Chemistry • využití zásady předběžné opatrnosti - přestože model nebyl ověřen a nebyl přijímán bez pochybností, bylo rozhodnuto považovat danou předpověď za natolik závažnou, aby byla zvažována možná opatření (1978 - zákaz freonů v USA) • síla veřejného mínění a rychlá změna chování spotřebitelů - v USA bezprostředně po publikování článků a medializaci problému a později i v Evropě spotřebitelé přestávají kupovat výrobky s freony • potvrzení modelu přesnými měřeními - 1984 byl naměřen 40% úbytek ozónu nad Antarktidou, 1987 byla prokázána korelace mezi úbytkem ozónu a koncentrací oxidu chlornatého
• možnost rychlé globální dohody a nutnost korekce přijatých opatření - 1987 v Montrealu a postupně v Londýně, .. jsou přijaty dohody k omezení a později zastavení výroby a používání freonů • působení setrvačnosti jevu - je důsledkem stability freonů v atmosféře a doby několika let, než proniknou do stratosféry a dojde k jejich postupné degradaci a obnovení původní úrovně ozónu působením UV záření • synergický efekt - snížení množství ozónu by zvýšilo množství UV záření, dopadajícího na zemský povrch, to by mohlo inhibovat fotosyntézu s následnou sníženou absorpcí CO2 a prohlubováním skleníkového efektu, změny proudění v atmosféře vlivem skleníkového efektu by mohly do stratosféry zanést více látek rozkládajících ozón (vedle freonů i NOx...)
Shrnutí Globální problémy jsou spolu složitě vzájemně propojeny. Jejich zdrojem je především nekontrolovaný růst obyvatelstva Země a dosavadní směřování lidských dějim ekonomie, spotřeby, kultury, morálky atd. Jejich řešení je vzhledem k tomu nesmírně obtížné.
Kontrolní úkoly, otázky, základní témata pro úvahy 1. Jaký je vývoj početnosti populace ve vyspělých a rozvojových zemích? Jak je složení populace znázorněno ve vyspělých a rozvojových zemích znázorněno populační pyramidou? 2. Proč je do globálních problémů zahrnováno zbrojení? Jaké se projevují trendy? 3. Jaké jsou kořeny globálních problémů lidstva (mylné je domnívat se, že souvisí až s průmyslovou revolucí). 4. Jak souvisí přelidnění s dalšími globálními problémy? 5. Co je důvodem vymírání druhů v současnosti, porovnejte s přirozeným procesem vymírání druhů.
Zdroje informací 1. Brown L. R., Kane H., Roodman D. M.: Vital Signs 1994, The Trends That Are Shaping Our Future. New York, N. Y., W. W. Norton Company, 1994, ISBN 0-393-03637-5, ISBN 0-393-31182-1 (pbk) 2. Dirner V. a kol.: Ochrana životního prostředí, VŠB -TU Ostrava 1997, ISBN 80-7078490-3 3. Goudie A.: The Human Impact on the Natural Environment, Blackwell Publishers 1994, ISBN 0-631-17228-9 4. Jeníček V., Foltýn J.: Životní prostředí a trvale udržitelný rozvoj v soustavě globálních problémů, MŽP Praha 1996, ISBN 80-85368-94-3 5. Kalvová J., Moldan B.: Klima a jeho změna v důsledku emisí skleníkových plynů, Karolinum, Praha 1996, ISBN 80-7184-315-6 6. Moldan B.: Životní prostředí globální perspektiva, Centrum Univerzity Karlovy pro otázky životního prostředí, Praha 1994 7. Novák I.(2005): Ozónová vrstva a skleníkový efekt. Seminární práce, http://artemis.osu.cz/Student/OVSE_tex.pdf 8. Pivnička, K., Braniš, M.: Úvod do problematiky životního prostředí. Karolinum Praha, 1995.
