Witold Ferens © 2007. Wszelkie prawa
zastrzezone. Rozpowszechnianie tekstu bez wiedzy i zgody autora jest
niedozwolone.
Wzmianki o “globalnym ociepleniu” słyszałem jeszcze przed wyjazdem z Polski (w 1984), ale na dobre zetknąłem się z tym zagadnieniem w parę lat poźniej, kiedy zacząłem regularnie czytać angielskojęzyczną prasę i pisma naukowe. Najpierw je zlekceważyłem; potem przez dłuższy czas nie mogłem go zrozumieć, do czego przyczynił się zapewne pokrętnie-nonszalancki sposób traktowania globalnego ocieplenia w prasowych publikacjach; kiedy wreszcie zacząłem jako-tako rozumieć przyrodniczą stronę zagadnienia, nie mogłem z kolei pojąć sposobu, w jaki było ono publicznie debatowane. Dopiero niedawno dotarło do mnie, że wiele osób lekceważy sobie groźbę nieodwracalnej zmiany klimatu, ponieważ NIE ZDAJE SOBIE SPRAWY ze skali zagrożenia – i do tych osób, niestety, zaliczają się sprawujący rządy politycy, z niewieloma wyjątkami. Co najgorsze, bardzo niewiele uwagi poświęca się najbardziej istotnym zagrożeniom, i wynikającej z nich BARDZO PILNEJ potrzeby podjęcia energicznych działań. Te najbardziej istotne zagrożenia, to przede wszystkim 1) możliwość przełamania bezwładności cieplnej pokrywy ziemskiej; 2) możliwość pojawienie się dodatnich sprzężeń zwrotnych pomiędzy wzrostem temperatury, i czynnikami wzmagającymi ocieplenie. Piszę o tym bardziej dokładnie w dalszej części tekstu, którego celem jest przedstawienie przyrodniczej strony zagadnienia, w sposób zrozumiały dla osób nie posiadających przyrodniczego wykształcenia, a zarazem wnikliwy, nie ograniczający się do arbitralnych stwierdzeń. Tekst jest także apelem na rzecz rozumnego, sensownego, i odpowiedzialnego zachowania, koniecznego do zmitygowania potencjalnie katastrofalnych skutków obecnej beztroski, z jaką wykorzystywane są kopalne paliwa.
Długookresowa stabilność temperatury powierzchni i atmosfery Ziemi wynika z tego, że energia słoneczna docierająca do Ziemi jest albo “magazynowana” (przetwarzana w coś, co nie jest ciepłem), albo wypromieniowywana z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Zaburzenie tej równowagi może prowadzić do oziębienia lub ogrzania, w zależności od wyniku równania, w którym po jednej stronie jest całkowita ilość promieniowania słonecznego, docierającego do naszej planety, pomniejszona o promieniowanie odbite przez Ziemię i uchodzące w kosmos – a po drugiej, wypadkowa trzech czynników: energii zmagazynowanej, energii promieniowania opuszczającego powierzchnię planety, oraz zdolności atmosfery do pochłonięcia tego promieniowania i zamienienia go na ciepło. Jedynie kombinacja tych czynników ma znaczenie dla równowagi cieplnej – wzięte z osobna wiele nie znaczą. Ilość promieniowania wysyłanego przez Słońce można traktować jako stałą, i nie mamy na nią żadnego wpływu, na naszym obecnym etapie technologicznego zaawansowania; ilość promieniowania odbitego jest zależna od warunków panujących na Ziemi, i może się znacząco zmieniać, wraz ze zmianą czynników, na które mamy pewien wpływ, pośrednio lub bezpośrednio, jak rodzaj roślinności, rozległość pokrywy lodowej, ilość pyłu w atmosferze, itp.; ilość energii magazynowanej jest zależna od intensywności tworzenia, odkładania, i przemian biomasy, i mamy na to pewien wpływ, choć raczej niewielki. Z punktu widzenia ludzkości, najbardziej zmiennym czynnikiem równania jest zdolność atmosfery do pochłaniania uciekającego z planety promieniowania – i akurat na ten czynnik mamy, jako ludzkość, wpływ wystarczająco duży, aby go zmienić w sposób mający bardzo istotne konsekwencje dla równowagi cieplnej. Poniższy tekst dotyczy głównie tej części zagadnienia – skąd się bierze zdolność atmosfery do pochłaniania promieniowania, i w jaki sposób możemy mieć na to wpływ.
1. Planetarny bilans cieplny
Zacznijmy od ogólnego bilansu promieniowania, używając wieloletnich danych uśrednionych dla planety. Około jedna trzecia promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi jest odbijana z powrotem, zanim zdąży znacząco wpłynąć na równowagę cieplną (pomiary albedo Ziemi pokazują, że wynosi ono około 30%). Większość tego odbitego promieniowania jest odbijana przez kryształy lodu w wysokich warstwach atmosfery, chmury, pyły, aerozole; pewna część jest odbijana przez nawierzchnię planety, zwłaszcza lód. Odliczając około 20% dochodzącego do planety promieniowania (według podręcznikowego schematu) które jest pochłaniane przez atmosferę “od zewnątrz”, mniej więcej połowa promieniowania, którym Słońce obdarza Ziemię, jest pochłaniane przez powierzchnię planety, czyli przez wierzchnią warstwę gruntu i wód, oraz wszystko ponad gruntem: rośliny, zwierzęta, głazy, budynki, i tak dalej. I co dalej?
Część jest zamieniana na ciepło, bezpośrednio lub po wykonaniu pracy, zwiększając rozedrganie atomów i cząsteczek tworzących głazy, budynki, organizmy, i inne obiekty o dużej przewodności cieplnej, topiąc lód, wzmagając parowanie wody, itp. Część napędza fotochemiczne reakcje “martwej” materii; część jest wykorzystana do reakcji fotosyntezy, przez rośliny, glony, i fotosyntetyzujące bakterie, tworząc wraz z konsumentami produktów fotosyntezy biomasę (jest to ogólny termin na materię powstałą w procesach życiowych, choć niekoniecznie żywą w danym momencie) i tym samym ulegając zmagazynowaniu, przejściowo lub na dłuższy czas, dopóki energia zawarta w ciałach organizmów nie uwolni się z nich w procesie spalania, gnicia, lub fermentacji. Szczegóły nie są tu najbardziej istotne: ważne jest to, że nie-zmagazynowana energia promieniowania pochłoniętego przez Ziemię może albo planetę podgrzać, albo z niej ujść w kosmos w formie promieniowania, głównie podczerwonego, zwanego także cieplnym. Jedynie niewielka ilość energii cieplnej uchodzi, w procesie “kosmicznego parowania”, wraz z cząsteczkami gazów atmosferycznych, którym zdarzy się uciec w przestrzeń kosmiczną, gdyż trafia się to rzadko, z uwagi na pokaźną siłę przyciągania ziemskiego. Zdolność atmosfery do pochłaniania podczerwieni nazywana jest efektem szklarniowym, bo powietrze zachowuje się wobec promieniowania słonecznego jak szyba, która przepuszcza przychodzące światło widzialne, a zatrzymuje powstałe w szklarni ciepło. Oczywiście, nadchodzące ze Słońca promieniowanie zawiera sporo podczerwieni, też podgrzewającego atmosferę, która zachowuje się tak samo wobec promieniowania dochodzącego do Ziemi, jak wobec promieniowania opuszczającego Ziemię – tyle tylko, że promieniowanie docierające do Ziemi zawiera mniej więcej porówno promieniowania widzialnego i podczerwonego, natomiast to, które opuszcza Ziemię, zawiera niewiele promieniowania widzialnego, a dużo podczerwonego, z uwagi na transformację towarzyszącą wykonaniu pracy przez promieniowanie widzialne. Dla bilansu cieplnego planety znaczenie ma całkowita ilość promieniowania pochłoniętego przez atmosferę, niezależnie od tego, czy atmosfera Ziemi jest nagrzewana w większym stopniu przez promieniowanie które do niej dociera, czy przez to, które ją opuszcza, aczkolwiek można mniemać, że to ostatnie jest szczególnie istotne dla zjawisk pogodowych, ponieważ nagrzewałoby przede wszystkim dolne warstwy atmosfery (ale to nie moje podwórko, i nie będę się w to zagłębiać). Dla naszych rozważań najbardziej istotne jest to, że efekt szklarniowy atmosfery jest faktem przyrodniczym, o który nie warto się spierać, podobnie jak nie warto się spierać o to, czy Ziemia jest kulista, bo po pierwsze - nauka pewne rzeczy zdołała ustalić, a po drugie – bez zdolności atmosfery do pochłaniania podczerwieni Ziemia byłaby zamrożoną pustynią.
O co więc chodzi w sporze o globalne ocieplenie?
O to, że zdolność
atmosfery do pochłaniania
podczerwieni jest zależna
od jej
składu chemicznego, a dokładniej ujmując, od stężenia gazów, ktorych cząsteczki potrafią pochłonąć promieniowanie
podczerwone. I tu jest pies
pogrzebany – nie w samym składzie chemicznym atmosfery (bo to można zbadać i ustalić),
ale w tym, że w oparciu o naszą wątłą znajomość
praw przyrody, połączoną z niedostatkiem
szczegółowych danych, niesposób z całkowitą pewnością stwierdzić,
jakie mogą być konsekwencje rozmaitych zmian w składzie atmosfery, ani też jednoznacznie
udowodnić, w jakim stopniu działania ludzkości się do tych zmian przyczyniają.
Przyroda to nie matematyka, i nie
da się przedstawić matematycznego dowodu na
to, że wzrost stężenia gazów pochłaniających promieniowanie
podczerwone jest skutkiem działalności ludzkiej, i może mieć
katastrofalne konsekwencje.
Tyle, że racjonalnie myślącym ludziom taki dowód nie jest potrzebny do tego, żeby zacząć rozważać potrzebę i pilność środków zaradczych – jak postaram się pokazać w dalszej części tekstu. Żeby uniknąć chaosu w dyskusji, dobrze byłoby wydzielić zagadnienia, które można omówić odrębnie.
Takich zagadnień widzę trzy: pierwsze to przyrodnicze podstawy zjawiska globalnego ocieplenia, drugie – czy zmiany
składu atmosfery mają podłoże antropogeniczne, czyli spowodowane przez człowieka, trzecie – czy jest potrzeba podejmowania działań mających na celu zmniejszenie skali globalnego ocieplenia, w sytuacji braku całkowitej pewności czy ma ono miejsce, i
czy jest spowodowane przez człowieka. Niewiele jest rzeczy istotniejszych dla przyszłości ludzkości
niż globalne ocieplenie – jeżeli takowe ma miejsce...
2. Gazy szklarniowe
Zagadnienie pierwsze, czyli przyrodnicza strona tematu: co to właściwie są gazy szklarniowe; skąd się biorą; w jaki sposób nagrzewają atmosferę; i co z tego wynika?
Dla wyjaśnienia posłużmy się analogią. Wyobraźmy sobie, że mamy skrzynię wypełnioną piłkami ping-pongowymi, i zadanie polegające na tym, żeby wprawić te piłki w ruch – bez dotykania ani piłek, ani skrzyni, i bez używania wibracji mogących wprawić skrzynię w drgania. Mamy do dyspozycji instrument muzyczny produkujący dźwięk o stałej wysokości, oraz widełki stroikowe, wibrujące pod wpływem tego dźwięku, którego wysokość jest tak dobrana, że nie działa on ani na skrzynię, ani na piłki. Co można zrobić? Można włożyć do skrzyni widełki stroikowe – i zacząć grać nasz niebywale monotonny utwór muzyczny, dla dobra eksperymentu cierpliwie znosząc nudę wywołaną długotrwałym słuchaniem jednego dźwięku. Kiedy ten dźwięk dotrze do widełek stroikowych, zaczną one drgać (zakładając że nasza nużąca muzyka będzie dostatecznie głośna). I co wtedy? Wibracje widełek zostaną przekazane piłkom, które zaczną podskakiwać i tłuc się o siebie. Jeżeli w miejsce piłek ping-pongowych wstawimy cząsteczki tlenu i azotu (które razem stanowią ponad 99% suchego powietrza), widełki stroikowe zastąpimy cząsteczką dwutlenku węgla (lub innego gazu szklarniowego), a w miejsce jednostajnego dźwięku damy promieniowanie podczerwone, to będziemy mieli obraz sytuacji. Cząsteczki gazów szklarniowych pochłaniają promieniowanie podczerwone – i zaczynają drgać, tak jak widełki stroikowe potraktowane odpowiednim dźwiękiem. Te drgania są przekazywane pozostałym cząsteczkom powietrza, z którymi nasze pobudzone cząsteczki gazu się zderzają – i atmosfera się nagrzewa. Temperatura gazu, i w ogóle czegokolwiek, to średnia energia kinetyczna cząsteczek, która jest proporcjonalna do szybkości, z jaką te cząsteczki drgają i uderzają o siebie.
Co jest takiego szczególnego w cząsteczkach gazów szklarniowych, że pochłaniają promieniowanie podczerwone, której to czynności cząsteczki tlenu czy azotu nie są w stanie dokonać? Bez wdawania się w zbędne szczegóły, można powiedzieć, że zdolność taką posiadają cząsteczki “złożone”, o skomplikowanej budowie, czyli składające się z co najmniej dwóch różnych atomów (to znaczy, atomów dwóch różnych pierwiastków chemicznych), albo z co najmniej trzech takich samych. Cząsteczka tlenu (O2), składająca się z dwóch takich samych atomów, nie pochłania podczerwieni – ale cząsteczka ozonu (O3), złożona z trzech atomów tlenu, ma taką zdolność. Podobnie cząsteczka azotu (N2) nie pochłania podczerwieni, a cząsteczka tlenku azotu (NO) – tak. I tak dalej. Ponad 99,9% suchego powietrza to gazy które nie pochłaniają podczerwieni (azot, tlen, gazy szlachetne); jedynie bardzo drobna część, mniej niż 0,1%, czyli gazy śladowe i zanieczyszczenia, potrafi to robić. Dla ścisłości, gazem szklarniowym jest także para wodna, której może być w powietrzu do dwóch procent, przy całkowitym nasyceniu powietrza wodą. (Nawiasem mówiąc, para wodna jest często i mylnie utożsamiana z aerozolem skroplonej wody, objawiającym się w postaci mgły, chmur, albo “pary” emitowanej przez czajnik z wrzącą wodą. Rzeczywista para wodna jest niewidoczna, co można stwierdzić uważnie obserwując dzióbek czajnika, i dostrzegając niewielki dystans pomiędzy jego otworem a miejscem, gdzie para się skrapla, tworząc widoczny aerozol. Mgła, czy “para” z czajnika, to zawiesina skroplonej wody, tworząca się zwykle na skutek spadku temperatury, gdy ulegające schłodzeniu powietrze zawiera więcej wody (w postaci gazu, czyli pary), niż jest w stanie zawierać w danej temperaturze i ciśnieniu). Tak się niestety składa, że ludzkie działania (chemia przemysłowa, rolnictwo, spalanie paliw) uwalniają do atmosfery właśnie cząsteczki złożone, z dwutlenkiem węgla, CO2, na czele. I chociaż tych cząsteczek jest w powietrzu stosunkowo niewiele, to są one w stanie atmosferę znacząco podgrzać, gdyż znakomicie pochłaniają podczerwień. Nasze istnienie, jak wspomnieliśmy, jest zresztą możliwe dzięki temu, że atmosfera jest TROCHĘ podgrzewana przez promieniowanie cieplne - ale, jak to zwykle bywa, nadmiar dobrego nie jest już taki dobry. A gazy szklarniowe należą do tych rzeczy, które w nadmiarze zaczynają sprawiać kłopoty – bo zaburzają przyrodniczo-klimatyczną równowagę, która (pomijając okresowe zlodowacenia i ocieplenia) ustaliła się na naszej planecie znaczny czas temu. I nie w tym rzecz, że od dziesiątek, jeśli nie setek, tysięcy lat mamy, w skali planety, w miarę stabilny klimat; jeszcze istotniejsze jest to, że od równie długiego czasu na planecie istniał stan równowagi pomiędzy uwalnianiem gazów szklarniowych z naturalnych źródeł, a zdolnością przyrody, martwej i ożywionej, do absorbowania tych gazów, i do kompensowania zmian w ilości ciepła zawartego w atmosferze. Załamanie się tego systemu równowagi może być daleko poważniejszym zjawiskiem niż same gwałtowne wahania pogodowe, jakkolwiek nieprzyjemne by one nie były.
Problem z podgrzewaniem atmosfery jest nie tylko taki, że robi się zbyt ciepło, choć to samo w sobie też ma groźne konsekwencje. Temperatura powietrza, uśredniona w skali planety, wzrosła podczas ostatnich dwustu lat pozornie niewiele, na razie w granicach 1-2 stopni Celsjusza. Problem jednak jest nie w samej temperaturze, tylko w tym, że ta niby niewielka zmiana temperatury oznacza, w skali planety, gigantyczne ilości ciepła. Ciepło i temperatura to nie to samo: jeżeli przesuniemy palec dostatecznie szybko przez płomień świecy, to mimo niewątpliwie wysokiej temperatury płomienia, nasz palec nie zdąży wchłonąć wystarczającej ilości ciepła, żeby doznać oparzenia. Zupełnie inaczej byłoby, gdybyśmy potrzymali palec w ogniu przez dłuższą chwilę; mógłby on wtedy pochłonąć, i najpewniej by pochłonął, wystarczającą ilość ciepła, żeby doznać oparzenia, choć średnia temperatura palca zmieniłaby się niewiele, bo nagrzana zostałaby jedynie powierzchnia skóry, na niewielkim obszarze. Ziemia, podobnie jak palec włożony do ognia, nagrzewa się bardzo nierównomiernie; niewielki wzrost średniej temperatury atmosfery oznacza ogromną dodatkową ilość ciepła koncentrującego się w najbardziej nagrzanych miejscach. To ciepło musi gdzieś znaleźć ujście. Wystarczy popatrzeć na pogodę ostatnich paru dziesiątek lat, żeby dostrzec, gdzie to ujście jest...
Ciepło
gromadzące się w tropikach jest rozprowadzane po Ziemi przez
prądy oceaniczne, oraz przez gigantyczne silniki cieplne w postaci
tropikalnych sztormów, transportujących ciepło i wodę w
stronę biegunów. Jeśli jest do rozprowadzenia
więcej ciepła, siłą rzeczy cyklony, tajfuny, i monsuny
muszą być częstsze i/lub silniejsze – ocenia się, że
siła tropikalnych huraganów wzrosła o połowę w ciągu
ostatnich czterdziestu lat. Siła huraganów zwiększa się nie tylko
dlatego, że rozprowadzają więcej ciepła. Bardzo istotnym czynnikiem jest powiększająca się
grubość wierzchniej ciepłej warstwy wody, co ułatwia
uformowania się huraganu, oraz zwiększa prawdopodobieństwo,
że będzie bardzo silny. USA były nawiedzone w poprzednim
stuleciu przez trzy huragany piątej kategorii, czyli najsilniejsze w
pięciostopniowej skali: w 1935, 1969, i w 1992 (słynny huragan
Andrew); między pierwszym a drugim upłynęły 34 lata, a
między drugim a trzecim – już tylko 13 lat; huragan Katrina, który
zalał w 2005 Nowy Orlean, w ostatniej chwili, już po wtargnięciu
na ląd, zmienił kategorię z 5 na 3... Nie tylko zresztą
tropikalne wiatry są
coraz silniejsze: od dłuższego czasu także i
Rozważyliśmy
więc przyrodniczą stronę problemu, która nie powinna być
kontrowersyjna - jeśli dla kogoś jest, to raczej z powodu
nieznajomości tematu, a nie tego, że nie wiadomo, skąd się
biorą sztormy. Czas na
zagadnienie drugie, spośród trzech wymienionych na wstępie,
dotyczące udziału ludzkości w zmianie klimatu. To zagadnienie zawiera trzy istotne kwestie.
Czy atmosfera zawiera obecnie więcej gazów szklarniowych, takich jak CO2, niż pięćset, dwieście, czy sto lat temu? I dlaczego właściwie CO2 ma być taki istotny?
Dwutlenek węgla jest
(obecnie) najważniejszym pośród gazów szklarniowych.
Czy to dużo?
Biorąc pod uwagę, że wzrost stężenia CO2 o jedną trzecią oznacza, że o tyle samo zwiększył się globalny efekt grzewczy tego gazu, to dość sporo. Jak byśmy się czuli, siedząc w przyjemnie ciepłym pokoju w cienkich spodniach i koszuli, gdyby ktoś polecił nam nałożyć gruby kombinezon, zmniejszając o jedną trzecią utratę ciepła przez nasze ciało? Nie byłoby to przyjemne – i dla planety też nie jest.
Czy ten wzrost stężenia dwutlenku węgla ma
związek z działalnością człowieka?
Powyżej przytoczone dane
pokazują, że początek nagłego wzrostu stężenia
dwutlenku węgla zbiega się w czasie z początkiem rewolucji
przemysłowej. W gwałtownie uprzemysławiających się
krajach używano drewna do napędzania maszyn parowych, a po
wycięciu lasów – węgla, i innych paliw kopalnych. Wiek XX był okresem nieprzerwanego wzrostu
transportu intensywnie wykorzystującego paliwa kopalne, a do tego
doszło jeszcze produkowanie prądu przez elektrownie węglowe.
A dlaczego spalanie paliw kopalnych miałoby się przyczynić do
wzrostu ilości dwutlenku węgla w atmosferze? Ponieważ w
ciągu jednego roku spalany jest węgiel, do niedawna trwale
zmagazynowany w złożach węgla i ropy naftowej, który był
magazynowany przez czas znacznie dłuższy niż jeden rok – przez
setki tysięcy, jeśli nie miliony, lat. Paliwa kopalne powstały z
roślin, które przerabiały dwutlenek węgla na związki
organiczne (z których są zbudowane organizmy żywe), zawierające
długie łańcuchy węglowe.
Dlaczego ten dwutlenek węgla nie jest trwale pochłaniany przez rośliny?
Zdołaliśmy więc ustalić dwie rzeczy: gazy szklarniowe mają zdolność do nagrzewania atmosfery, i jest ich coraz więcej od czasu rewolucji przemysłowej. Można się spierać o szczegóły, ale nie o to, że tak jest. Czas na trzecie i kluczowe zagadnienie – czy wzrost stężenia tych gazów w atmosferze przez ostatnie 200 lat był na tyle duży, żeby móc zaburzyć równowagę klimatyczną? I czy obawy dotyczące takiej możliwości nie są przesadne?
Zmiany temperatury ziemskiej można ocenić ze sporą dokładnością, i na dziesiątki sposobów. Są dane historyczne z ostatnich paruset lat, dotyczące klimatu, i meteorologiczne pomiary, z ostatnich stu kilkudziesięciu lat; można również analizować przekroje drzew, mających setki lub nawet tysiące lat. Niegdysiejszą temperaturę można zmierzyć pośrednio: mierząc grubość pierścieni wzrostowych drzew (szybkość wzrostu jest zależna od temperatury); badając, zależne od temperatury, proporcje komórek różnych rodzajów w tkankach drzew; mierząc zmiany w zasięgu lodowców na historycznych i współczesnych fotografiach; mierząc proporcje izotopów tlenu, lekkiego i ciężkiego, w osadach okrzemków, drobnych pierwotniaków posiadających mineralną skorupkę. W odniesieniu do ostatnich kilkudziesięciu lat, można porównać zasięg morskiego lodu w okolicach okołobiegunowych i grubość wiecznej zmarźliny w tundrze; można policzyć rekordowo ciepłe dni, i porównać długość zim. Każda z tych metod ma swoje ograniczenia, niektóre są mniej precyzyjne od innych, i można się spierać w nieskończoność na temat technicznych szczegółów. Ale nie można się spierać na temat tego, że wszystkie te metody pokazują wzrost temperatury powierzchni Ziemi od nastania rewolucji przemysłowej. Do atmosfery dostała się, w bardzo szybkim tempie, w wyniku działalności człowieka, ogromna ilośc dwutlenku węgla, którego stężenie wzrosło przez ostatnie dwieście lat o jedną trzecią, jak wspomnieliśmy wyżej. Logika nakazywałaby sądzić, że obserwowane od stu kilkudziesięciu lat ocieplenie Ziemi ma związek ze wzrostem stężenia dwutlenku węgla w tym samym okresie, i wykorzystywaniem na masowa skalę paliw kopalnych – zwłaszcza jeżeli się rozumie, w jaki sposób gazy szklarniowe są w stanie podgrzewać atmosferę. Efekt grzewczy tych gazów nie jest przecież czymś jednorazowym; każda cząsteczka gazu szklarniowego to mikroskopijna grzałka, umieszczona w atmosferze, napędzana USTAWICZNIE energią promieniowania podczerwonego…
Ale niektórzy się z taką konkluzją nie zgadzają, i robią sporo zamieszania, zaprzeczając temu, że globalne ocieplenie ma miejsce, przy użyciu różnorodnej, i niekiedy na pozór logicznej, argumentacji. Niewielu ludzi zaprzecza, że dwutlenku węgla jest teraz więcej niż kiedyś, i niewielu zaprzecza temu, że robi się cieplej; w końcu jaki jest koń, każdy widzi (to powiedzenie bywa często źle rozumiane; nie w tym rzecz, że konia można obejrzeć, tylko w tym, że kiedy przechodziło ono do powszechnego języka, z encyklopedii księdza Benedykta Chmielowskiego, autora dzieła “Nowe Ateny”, koń był powszechnie używanym zwierzęciem pociągowym, i trudno było uniknąć widoku konia. Jeśli wzrost cen ropy naftowej ulegnie przyśpieszeniu, to być może koń stanie się znowu bardziej powszechnym widokiem.), i tak samo każdy widzi, dokąd sięga lodowiec (ten na szczycie Kilimandżaro przetrwał parę tysięcy lat, a zniknie w ciągu obecnego stulecia). Trudno poważnie traktować argumenty osób związanych z przemysłem wydobywczym ropy naftowej i węgla, że ani wzrost dwutlenku węgla, ani globalne ocieplenie nie mają miejsca. Stężenie dwutlenku węgla można zmierzyć, a jeżeli ktoś uważa, że kolejne rekordowo gorące lata, rekordowe susze, rekordowo wysokie temperatury, skracanie się zim, cofanie lodowców, kurczenie się okołobiegunowego lodu, i inne tego rodzaju zmiany o niczym nie świadczą, to chyba brak mu albo informacji, albo zdolności zrozumienia tej informacji. Ale oprócz ludzi zaprzeczających globalnemu ociepleniu przy użyciu niepoważnych argumentów, jest wielu oponentów tego, żeby NIEZWŁOCZNIE zrobić COŚ ISTOTNEGO w sprawie globalnego ocieplenia – i są to ludzie, którzy przyznają, że może i owszem, poziom dwutlenku węgla rośnie, że może i owszem działalność człowieka się do tego przyczynia, ale nie jest udowodnione, że globalne ocieplenie jest powodowane przez wzrost stężenia dwutlenku węgla. Potrzebne są dalsze badania naukowe, bo nie wszyscy naukowcy się co do tego zgadzają. I dopóki nie zostanie z całkowitą pewnością udowodnione, że globalne ocieplenie jest spowodowane działalnością człowieka, i że dwutlenek węgla ma na nie wpływ, nie ma sensu robić większego zamieszania i przeszkadzać rozwojowi gospodarczemu – bo wszelkie ograniczenia spalania paliw kopalnych spowodują utratę miejsc pracy, zapaść ekonomiczną, napięcia i inne szkodliwe perturbacje. Być może obserwujemy bowiem naturalny cykl zmian klimatycznych, i rosnące stężenie dwutlenku węgla to tylko koincydencja, albo wręcz skutek, a nie przyczyna ocieplenia, które może mieć miejsce z naturalnych i nieznanych nam powodów.
W jaki sposób ktoś niezbyt obeznany z naukami przyrodniczymi ma rozstrzygnąć, czy te wątpliwości są zasadne, czy są jedynie mydleniem oczu?
3. Dygresja o nauce, mydleniu oczu, i ruchu kontynentōw.
Czytelnik jest proszony w tym miejscu o chwilę cierpliwości, bo potrzebna jest dygresja dotycząca nauki w ogóle. “Kontrowersja” dotycząca ocieplenia (daję cudzysłów, bo według mnie nie ma tu wiele miejsca na kontrowersję, jest to raczej nieporozumienie, lub zła wola) jest symptomem szerszego zjawiska: niezrozumienia tego, w jaki sposób działa nauka, i nieświadomości tego, jak ograniczona jest nasza wiedza o świecie. Ci, którzy pragnęliby zaczekać z przeciwdziałaniem globalnemu ociepleniu do momentu "udowodnienia", że takowe ma miejsce, i że jest wynikiem działalności ludzkiej, mają nierealistyczny obraz tego, co nauka potrafi. Żadnej z tych tez nie da się udowodnić. Można by gromadzić pomiary pogody przez następne pięćdziesiąt, sto, czy pięćset lat, i zawsze będzie można twierdzić, że jest to krótkotrwała anomalia w geologicznej historii Ziemi, która być może się skończy równie raptownie, jak się zaczęła. A to, że obecne ocieplenie rozpoczęło się w drugiej połowie dziewiętnastego wieku, niedługo potem kiedy zaczęto używać paliw kopalnych na niespotykaną wcześniej skalę - czy to może być koincydencja? Może być – bo dlaczego nie?.
W 1912 roku niemiecki uczony Alfred Wegener opublikował teorię, że obecnie istniejące kontynenty wzięły się z rozpadu prastarego superkontynentu, któremu dał nazwę Pangea, i dotarły na obecne miejsca pobytu, dryfując w płaszczu Ziemi przez setki milionów lat. Podstawą tej teorii był fakt, że na wybrzeżach dzisiejszych kontynentów, oddzielonych przez oceany, znajdywano kopalne szczątki takich samych zwierząt i roślin (co podówczas tłumaczono istnieniem “mostów międzykontynentalnych”). Nawiasem mówiąc, dopasowanie kształtów wybrzeży po obu stronach Atlantyku zostało zauważone wcześniej, między innymi przez Francisa Bacona i Benjamina Franklina, a hipotezy o wcześniej istniejącym superkontynencie były też tworzona przez latynoskich geografów. Teoria Wegenera została odrzucona przez ówczesną naukę, ponieważ mało komu mogło się pomieścić w głowie, że kontynent byłby w stanie się przemieszczać. A to, że róg Afryki pasuje do wgłębienia Ameryki, z dużą precyzją? Przypadek. A że na odpowiadających sobie kształtem wybrzeżach kontynentów znajdują się bardzo podobne minerały i formacje geologiczne? Koincydencja. Teoria Wegenera doczekała się uznania (on sam już nie) w pół wieku później – kiedy, między innymi dowodami, można było zmierzyć z milimetrową dokładnością pozycje kontynentów, i stwierdzić, że istotnie się przemieszczają. Czy to dowodzi z absolutną pewnością słuszności tej teorii? Nie - bo w dalszym ciągu jest możliwe, że dopasowanie się kształtów wybrzeży jest przypadkowe, nasiona kopalnych roślin były przeniesione przez wiatr, a zwierzęta przepływały ocean na pniach drzew niesionych prądem. Możliwe jest też, że kontynenty były nieruchome przez parę miliardów lat, i że zaczęły się przemieszczać niedawno - nie mamy w końcu żadnej gwarancji, że nie zaczęły się przemieszczać w naszym tysiącleciu, albo w ogóle na tydzień przed rozpoczęciem owych laserowych pomiarów. Wszystko to jest możliwe - ale niesłychanie mało prawdopodobne. Teoria Pangei zgadza się nie tylko z danymi geograficznymi i geologicznymi; zgadza się też z naszą wiedzą z zakresu geofizyki, z bieżącymi obserwacjami, z wynikami badań paleobiologicznych... Mało kto trwoniłby dzisiaj czas na spieranie się czy superkontynent istniał, czy nie. Ale udowodnić z absolutną pewnością tego się nie da – tyle, że rozsądnym ludziom taki absolutny dowód nie jest potrzebny.
Z tej historii widać jednak, że naukowcy mogą się mylić; że obrazoburcze poglądy osamotnionego naukowca mogą być słuszne; że nie jest łatwo ustalić sensowność poglądów wyprzedzających swoją epokę. Może więc z globalnym ociepleniem jest podobnie? Może ogół naukowców się myli, a rację mają sceptyczni geolodzy zatrudnieni przez kompanie naftowe? Jest to oczywiście możliwe - ale... Jest sceptycyzm i sceptycyzm. Teza o globalnym ociepleniu spowodowanym przez ludzkość jest nie tylko zgodna z danymi pogodowymi z okresu tysięcy lat i z wiedzą z zakresu elementarnej chemii i fizyki. Bardzo ważne jest to, że ta teza jest najprostszym wytłumaczeniem obserwowanych od półtora wieku zmian i anomalii pogodowych. Nie sposób dowieść, że antropogeniczne (spowodowane przez człowieka) globalne ocieplenie ma miejsce - i tak jak w przypadku Pangei, rozsądnym ludziom taki dowód nie jest potrzebny. Wystarczy to, że po jednej stronie konfliktu mamy proste i spójne wytłumaczenie tego, co się dzieje z pogodą - a po drugiej stronie bardzo zawiłe wyjaśnianie zmian pogodowych tym, że samoistne ocieplenie zupełnie przypadkowo zbiegło się w czasie z rewolucją przemysłową i wzrostem stężenia dwutlenku węgla. Taka argumentacja przywodzi mi na myśl kogoś, kto by twierdził, że żadnej Pangei nie było, a kontynenty przemieszczają się dopiero od niedawna.
Zasada, żeby darzyć większą wiarą proste tłumaczenia niż zawiłe, jest potężnym orężem współczesnej nauki. Teoria Pasteura, o powodowaniu chorób zakaźnych przez zarazki, dostarczała prostszego wyjaśnienia chorób i epidemii niż miazmaty, samorództwo, rzucanie uroku, i nie wiadomo co jeszcze. Teoria Einsteina wyjaśniała ruch światła bez przywoływania "eteru" - tajemniczej substancji o magicznych właściwościach, mającej być ośrodkiem dla przemieszczania się światła. Teoria Darwina tłumaczyła w prosty sposób nieprawdopodobną różnorodność organizmów, jak też ich podobieństwo (oraz i to, skąd wzięły się pasożyty mogące żyć jedynie na, albo w człowieku). Zasada prostoty, fachowo nazywana zasadą parsymonii (od łacińskiego parcere, oszczędzać) stawia na mniej powikłane wyjaśnienia, na takie które obchodzą się bez mnożenia bytów, czyli tłumaczeń opartych na wynajdywaniu możliwych okoliczności, zbiegów przypadku, i magicznych wyjaśnień.
Zasada prostoty oczywiście nie gwarantuje słuszności danej teorii - ale premiuje teorie o praktycznym znaczeniu. Z teorii Pasteura w oczywisty sposób wynika, że chirurdzy powinni myć ręce i odkażać narzędzia. Angielski chirurg Lister, który zrewolucjonizował chirurgię w oparciu o koncepcje Pasteura, nie mógłby tego dokonać, gdyby wierzył w miazmaty i uroki. Zasada prostoty w oczywisty sposób wspiera antropogeniczną teorię globalnego ocieplenia, bez wikłania się w zbiegi okoliczności i przypadki. W przeciwieństwie do fatalistycznej i bezradnej tezy, że ocieplenie jest przypadkowe, teoria antropogeniczna pozwala na przedsięwzięcie praktycznych działań, na to, żeby ludzkość wzięła swój los w swoje ręce. Ograniczenie spalania kopalnych paliw, otrzymywanie energii z odnawialnych źródeł, demokratyzacja energetyki, czyli dążenie do tego, aby mniejsze i większe zbiorowości ludzkie, przedsiębiorstwa, i osoby prywatne, razem i z osobna, miały możność produkowania energii z odnawialnych źródeł - wszystko to ma głęboki sens dla przyszłości ludzkiej cywilizacji. Te praktyczne działania byłyby wysoce sensowne nawet w mało prawdopodobnej sytuacji, że wzrost stężenia dwutlenku węgla nie jest tak bardzo istotny – chociażby z uwagi na obecne katastrofalne zanieczyszczenie powietrza spalinami, marnowanie drogocennych związków organicznych tworzących ropę naftową, oraz podtrzymywanie, dzięki ropodolarom, skorumpowanych, autorytarnych i dyktatorskich reżymów.
Tak więc kwestia globalnego ocieplenia, i wpływu na nie dwutlenku węgla, nie powinna być kontrowersyjna dla kogoś, kto rozumie przyrodnicze podłoże tego zjawiska. Kwestionowanie związku pomiędzy działalnością człowieka, wzrostem stężenia dwutlenku węgla, i globalną zmianą klimatu, może wynikać z ignorancji, bezradności intelektualnej, lub złej woli, ale niezależnie od przyczyn, jest stanowiskiem nie do obrony. Wygląda zresztą na to, że większość społeczeństw akceptuje potrzebę ograniczeń emisji dwutlenku węgla, jak też, przynajmniej oficjalnie, i większość rządów. Z bardzo istotnym wyjątkiem, niestety, administracji USA, twierdzącej, że po pierwsze globalnego ocieplenia nie ma, po drugie, że nie da mu się przeciwdziałać, i po trzecie, że nie potrzeba mu przeciwdziałać, używając argumentacji znanej ze sporu o potłuczenie glinianego garnka. Według amerykańskiego rządu, naukowcy którzy są zwolennikami antropogenicznej teorii zmiany klimatu, zachowują się jak ludzie dołączający się do "wędrownej orkiestry" (bandwagon) - że niby jest to owczy pęd, rezygnacja z krytycznego myślenia. Czy jest to możliwe, że naukowcy kierują się owczym pędem? Jak najbardziej. Myślenie grupowe zdarza się w nauce często... Pasteur, Lister, Darwin, Mendel, Einstein, Wegener, Barbara McClintock, i wielu innych oryginalnych myślicieli, miało zrazu więcej oponentów niż zwolenników. Przewaga liczbowa zwolenników bądź przeciwników jakiejś tezy nie świadczy automatycznie, że teza jest prawdziwa czy błędna. Co, oprócz zasady parsymonii, może dopomóc laikowi, próbującemu wyrobić sobie własne zdanie na kontrowersyjny temat?
Zastąpienie rachunku ilościowego – jakościowym. To, jak znaczna część naukowców popiera bądź odrzuca daną tezę, jest mniej istotne od tego, jakiego rodzaju argumentów używają zwolennicy i oponenci. Oponenci nowatorskich tez, które okazały się w końcu prawdziwe, używali argumentów słabych logicznie i merytorycznie, będących raczej dogmatycznymi stwierdzeniami niż rzeczowym wywodem. To przecież niemożliwe, żeby jakieś żyjątka mikroskopijnej wielkości mogły spowodować chorobę tak znacznie większych od nich zwierząt i ludzi; to wykluczone, żeby organizmy miały ewoluować - przecież rośliny, ludzie, i zwierzęta wydają na świat potomstwo do złudzenia przypominające generację rodzicielską; to absurd, żeby tak prosty zabieg jak mycie rąk przez lekarzy miało zapobiec gorączce połogowej; wiadomo, że kontynenty się nie poruszają; i tak dalej, i tak dalej. Ktoś, kto nie jest fachowcem w danej dziedzinie, może mieć trudności w rozeznaniu się w technicznej stronie argumentu - ale nie powinien mieć zbyt dużych trudności w rozeznaniu się w sposobie argumentacji i dostrzeżeniu tego, że jedna strona sporu używa dogmatycznych argumentów...
Spór na temat globalnego ocieplenia przywodzi na myśl inną współczesną "kontrowersję", dotyczącą czynnika wywołującego AIDS. Ogół naukowców zajmujących się tą dolegliwością uważa, że czynnikiem sprawczym jest wirus HIV. Nie tak dawno pewien wirusolog głosił, że nic podobnego, i jego teza ma do dziś zwolenników - między innymi, szefów rządów niektórych państw afrykańskich. Czy jest absolutnie pewne, że AIDS jest wywoływane przez zarażenie HIV? Nie jest. Są przecież ludzie - nosiciele HIV, którzy nie mają AIDS. Może AIDS jest powodowane przez stres, niedożywienie, napięcie nerwowe, i hulaszczy tryb życia? Może przyczyną AIDS jest jakiś inny wirus, albo na przykład prion, a zarażenie HIV to koincydencja?
Wszystko to
możliwe, ale bardzo
mało prawdopodobne. Nie da się udowodnić z
absolutną pewnością, że choroba AIDS jest wywoływana
przez wirusa HIV - ale też rozsądni ludzie takiego absolutnego dowodu
nie potrzebują. Wystarczy chwila zastanowienia nad sposobem argumentacji, żeby wyrobić
sobie zdanie na temat tego, co powoduje AIDS. Po jednej stronie jest proste
wyjaśnienie - wirus HIV, znaleziony u wszystkich chorych na AIDS,
będący jedyną wspólną cechą chorych
różniących się płcią, wiekiem, dietą, zawodem,
narodowością, wyznaniem, miejscem zamieszkania, orientacją
seksualną, stylem życia, stanem zdrowia poprzedzającym
zachorowanie, i nie wiadomo czym jeszcze.
Zakładam, że Czytelnik, który dobrnął do tego miejsca, zgodzi się ze mną (być może w obawie przed dalszymi wywodami), że właściwe jest przyjęcie tezy, iż globalne ocieplenie ma miejsce, i w znacznej części jest spowodowane przez gazy szklarniowe, wyprodukowane przez ludzkość. Obiecuję, że już więcej nie będę tego udowadniać, nawet jeśli ktoś jest nie całkiem przekonany – bo teoretyczne wywody nie są tu najważniejsze. Ale co dalej? Co zrobić z argumentami oponentów robienia czegokolwiek “w tym temacie”, ponieważ (według nich) po pierwsze nie ma sensu podejmować bolesnych działań i decyzji dopóki nie jest całkowicie pewne, że są one niezbędne, a po drugie, że nie da się znacząco zmniejszyć użycia paliw kopalnych, bo byłoby to zbyt trudne. Są to bardzo wątłe argumenty. Twierdzenie, że nie warto przedsiębrać działań zmierzających do zmniejszenia produkcji dwutlenku węgla, bo nie jest pewne, że jest to konieczne, ma tyle sensu, ile twierdzenie, że nie ma potrzeby zwalniania, kiedy się wjedzie w mgłę, dopóki się nie uzyska dowodu, że droga jest zablokowana. Jedyna korzyść z uzyskania takiego dowodu przy szybkiej jeździe to świadomość, dlaczego się przedwcześnie schodzi z tego świata – i dlatego rozsądni ludzie wjeżdżający samochodem w mgłę zwalniają, zanim uzyskają pewność, że powinni. Ryzyko kontynuowania szybkiej jazdy jest bardzo duże – i zdecydowanie większe od korzyści, jakiekolwiek by one były. Jeżeli będziemy czekać ze zmniejszeniem konsumpcji paliw kopalnych do czasu uzyskania niezbitego dowodu, że to potrzebne – to ponosimy gigantyczne ryzyko, że w międzyczasie nastąpią zmiany w klimacie, które mogą być bardzo trudne, lub niemożliwe, do odwrócenia, i które mogą w katastrofalny sposób pogorszyć warunki życia większości społeczeństw i spowodować znaczne zubożenie większości mieszkańców planety. To jest katastroficzna, pesymistyczna wizja, powie ktoś – dlaczego niby miałoby być tak tragicznie? Zrobi się trochę cieplej – co w tym takiego przerażającego? Że powodzie i huragany będą trochę częstsze i silniejsze? Czemu martwić się na zapas i rwać włosy z głowy, jeśli jeszcze nic specjalnie strasznego się nie dzieje? Otóż należy się bardzo martwić na zapas, z dwóch powodów: po pierwsze, z uwagi na możliwe dodatnie sprzężenia zwrotne; po drugie – z uwagi na możliwość przełamania bezwładności cieplnej powierzchni Ziemi. Przyjrzyjmy się dokładniej tym hipotetycznym, ale jak najbardziej możliwym, zagrożeniom.
4. Sprzężenia zwrotne
Sprzężenie zwrotne ma miejsce, gdy skutek jakiegoś zjawiska wzmaga to zjawisko (dodatnie sprzężenie) lub hamuje (ujemne sprzężenie). Lawina kamienna jest przykładem dodatniego sprzężenia (spadający kamień wprawia w ruch kilka innych, z których każdy wprawia w ruch kilka innych), i zjawiska mające miejsce z udziałem dodatniego sprzężenia zwrotnego są często nazywane “lawinowymi”. Ich wspólną cechą jest to, że sytuacja może w pewnym momencie zacząć się zmieniać BARDZO SZYBKO, w porównaniu do początkowo powolnych i niegroźnie wyglądających zmian. Mały ogień, powoli nagrzewając swoje otoczenie, doprowadzi jego temperaturę do punktu zapłonu, i nagle zamieni się w znacznie większy ogień, który będzie coraz szybciej nagrzewać coraz większe otoczenie. W miarę początkowo powolnego zatapiania „wodoszczelnych” grodzi wzrośnie przechył tonącego statku, który w miarę wzrostu przechyłu będzie nabierać wody coraz szybciej, i przechylać się coraz bardziej, zatapiając kolejne „wodoszczelne” grodzie coraz bardziej raptownie. Państwo pożyczające pieniądze na obsługę swojego długu będzie musiało pożyczać coraz więcej pieniędzy na obsługę coraz szybciej rosnącego długu. I w którymś momencie nastąpi kataklizm: nieduży pożar zamieni się w huragan ognia, powoli przechylający się statek przechyli się gwałtownie i zatonie, finanse państwa upadną pod ciężarem niepohamowanie rosnącego zadłużenia. Jaki to ma związek z globalnym ociepleniem? Taki, że jest wiele możliwych dodatnich sprzężeń zwrotnych, które mogą spowodować, że w miarę ocieplenia będzie coraz szybciej przybywać gazów szklarniowych, gdyż podgrzanie Ziemi otworzy nowe źródła tych gazów. Wymieńmy kilka z nich. Wyższe temperatury mogą spowodować dłuższe okresy suszy (w wielu miejscach świata notowane są od paru dziesiątek lat rekordowo długie susze) co z kolei spowoduje większe pożary lasów i stepów, wprowadzając do atmosfery dodatkowy dwutlenek węgla – co spowoduje wzrost temperatury – a do tego utrata zadrzewienia zmniejszy zdolność terenu do zatrzymania wody, wzmagając tendencje do suszy... Z tającej wiecznej zmarźliny będzie uwalniany metan (dwadzieścia jeden razy silniejszy czynnik szklarniowy niż dwutlenek węgla) powodując wzmożone ocieplenie i wzmożone odtajanie zmarźliny – i wzmożone uwalnianie metanu. Ocieplenie okolic podbiegunowych spowoduje wysuszenie ogromnych połaci mokradeł i torfowisk, także uwalniając metan – oraz dostarczając paliwa dla rozległych, w skali kontynentalnej, pożarów produkujących dwutlenek węgla... Możliwa jest więc sytuacja, ze rosnący na skutek ocieplenia poziom dwutlenku węgla i metanu będzie powodować jeszcze większe ocieplenie – i jeszcze większy przyrost stężenia tych gazów. A uporczywe podgrzewanie Ziemi może zmienić jeszcze inne składniki równania cieplnego, niezależnie od rosnącego stężenia gazów szklarniowych: planeta może zacząć uzyskiwać więcej energii słonecznej z powodu spadku albedo, na skutek topnienia pokrywy lodowej. Ciekła woda słabiej odbija promieniowanie słoneczne niż pływający arktyczny lód, a topnienie lodu tworzącego wyż antarktyczny odsłoni skały, pochłaniające promieniowanie jeszcze lepiej niż woda... Nietrudno się zorientować, że klimat może zacząć się wtedy zmieniać szybciej niż dotychczas, i coraz szybciej, a wzrost temperatury atmosfery, wzmagający uwalnianie gazów szklarniowych, spowodowałby bardzo raptowne i bardzo duże ocieplenie. Wzrost ocieplenia, sprzężony ze wzrostem stężenia gazów szklarniowych, doprowadziłby zapewne, po JAKIMŚ czasie, do nowej równowagi klimatycznej, zapewne chłodniejszej niż klimat Wenus, gdzie ołów się topi – ale ta nowa ziemska równowaga mogłaby daleko wykraczać poza strefę komfortu ludzkiej społeczności, i korzystnych warunków do uprawy roślin jadalnych. Nie wiemy, w jakich rozmiarach sprzężenia zwrotne się objawią, i możemy się o tym przekonać jedynie eksperymentalnie. Czy mamy prawo dokonać tego eksperymentu – w imię chciwości, wygodnictwa, i lenistwa?
Nawet gdyby obawy dotyczące pojawienia się dodatnich sprzężeń zwrotnych i ich wpływu na zmianę klimatu były przesadne, to pozostaje jeszcze niemiła możliwość, że przed katastrofalnymi zmianami klimatu chronią nas mechanizmy kompensacyjne – które mogą zostać przełamane przez długotrwałe podgrzewanie... Należy pamiętać o tym, że temperatura to nie jest to samo, co ciepło. Jeżeli wstawimy termometr do miski zawierającej mieszaninę wody z lodem, i postawimy ją w nagrzanym miejscu, to dopóki lód się nie stopi, temperatura mieszaniny pozostanie niezmienna i będzie wynosić zero stopni Celsjusza. Dzieje się tak dlatego, że topnienie lodu jest procesem energochłonnym – wymaga dostarczenia ciepła, koniecznego do zniszczenia struktury krystalicznej lodu, i dopóki nie zostanie dostarczona ilość ciepła, wystarczająca do tego, żeby lód stopniał, woda nie będzie się nagrzewać (przy wykonywaniu tego doświadczenia konieczne jest staranne mieszanie wody, gdyż inaczej może się ona lokalnie nagrzać). Całkiem możliwe, że to co nas obecnie chroni przed katastrofalną zmianą klimatu, to jest zdolność Ziemi do zaabsorbowania dużych ilości dodatkowego ciepła bez znaczącej zmiany temperatury – stopienie lodu wymaga ogromnej ilości ciepła, takiej samej jaka jest potrzebna do nagrzania powstałej wody do temperatury 80 stopni Celsjusza! Bezwładność cieplna powierzchni Ziemi jest duża, dzięki dużej ilości zamrożonej wody (ciekła woda ma też sporą bezwładność cieplną, większą od wielu ciał stałych, ale fakt że Ziema jest pokryta w dużej części przez ocean, wiele nam nie pomoże. Mieszanie wód oceanicznych w pionie jest bardzo słabe, i zostałoby prawdopodobnie dodatkowo zmniejszone przez podgrzanie wierzchniej warstwy), i przełamanie tej bezwładności może być niełatwe. Ale jeśli zdołamy to zrobić? Strefa lodu arktycznego maleje w widoczny sposób – i maleją możliwości kompensacyjne jakich ta strefa dostarcza planecie. Nie tylko zresztą zasięg lodu się kurczy, ale też staje się on coraz cieńszy – obecnie, po raz pierwszy w historii, statki mogą podróżować przez Arktykę bez asysty lodołamaczy. Są jeszcze inne konsekwencje topienia się lodu arktycznego, potencjalnie bardzo nieprzyjemne – dla ludzkości, nie tylko dla fok i niedźwiedzi polarnych. Istnieje możliwość, że stopienie tego lodu spowoduje osłabienie, lub wręcz zatrzymanie, prądu zatokowego – gigantycznego pasa transmisyjnego, transportującego ciepło tropików w stronę bieguna północnego, i przy okazji ogrzewającego Europę Północną. Prąd zatokowy jest napędzany przez grawitację – ciepłe wody oceaniczne płynąc na północ ulegają zagęszczeniu i ochłodzeniu na skutek parowania, stają się cięższe, i zapadają się w głąb. Nagłe topnienie lodu arktycznego uwolniłoby sporą ilość wody o niewielkim zasoleniu, co mogłoby rozcieńczyć wody prądu zatokowego, i zapobiec ich tonięciu. Paradoksalnie, Arktyka i Europa Północna doświadczyłyby wtedy surowszych zim, natomiast większe stałoby się wtedy gorąco tropików, z wiadomymi skutkami dla siły huraganów. A po przełamaniu bezwładności cieplnej Ziemia mogłaby przestać być zdolna do pochłaniania ciepła bez znaczącego wzrostu temperatury...
Pisząc o tym, co może się stać, odmieniałem słowo „może” na wszelkie sposoby – bo nie potrafimy PRECYZYJNIE przewidzieć skutków corocznego spalania ośmiu miliardów ton przeliczeniowych węgla, jak też nie potrafimy obliczyć wszystkich konsekwencji pochłonięcia przez Ziemię dodatkowego ciepła, od czasów rewolucji przemysłowej – co jest już faktem dokonanym. Myślę, że powinno to nas skłonić przynajmniej do minimalnego wysiłku, żeby zmitygować skutki naszej działalności gospodarczej, a nie do tego, żeby grać w planetarną rosyjską ruletkę. Jest jasne, że działalność ludzka zwiększa ilość gazów szklarniowych w atmosferze. Zwlekanie z przeciwdziałaniem temu, do momentu uzyskania wyższego stopnia pewności niż obecny, że tak jest, ma tyle sensu, ile miałoby czekanie ze szczepieniem przeciwko wściekliźnie po byciu pokąsanym przez zdziczałego psa, do momentu wystąpienia oznak choroby. Szczepienie zda się wtedy na tyle, na ile umarłemu kadzidło – i dlatego, z uwagi na ryzyko, należy się zaszczepić nie czekając na ustalenie konieczności tego zabiegu. Na czym w ogóle miałby polegać dowód, że globalne ocieplenie ma miejsce? Na zgodności z uproszczonymi modelami komputerowymi, tworzonymi metodą prób i błędów, opartych o naszą wyrywkową znajomość przyrody? Nota bene, komputerowe modele klimatu, bardzo udoskonalone w ostatnich latach dzięki obecnym gigantycznym możliwościom obliczeniowym, pokazują jasno, że ocieplenie powierzchni wód ma związek z rosnącą siłą i częstością huraganów. Zwlekanie z przeciwdziałaniem globalnemu ociepleniu jest beztroską i lekkomyślnością bez precedensu, jest ryzykowaniem przyszłości planety w imię wygody, chciwości i lenistwa. Można się zdać na to, co los przyniesie, mając nadzieję, że cudownym zbiegiem okoliczności wyjdziemy cało z opałów nie kiwnąwszy palcem w bucie – na przykład na skutek podwyższonej temperatury więcej pary wodnej trafi do atmosfery, para się szybko skropli (zanim pochłonie, jako gaz szklarniowy, dodatkową porcję ciepła) i utworzy obłoki odbijające światło z powrotem w Kosmos, obfitość obłoków zaowocuje ulewnymi deszczami, deszcze przyniosą wzmożony wzrost szaty roślinnej, a rośliny pochłoną dwutlenek węgla i temperatura się obniży. Sprzężenia zwrotne mogą w końcu zadziałać na naszą korzyść, i zamiast się wysilać, możemy zagrać na kosmicznej loterii. A jak się nie uda, to trudno. Kłopot w tym, że po pierwsze, nie mamy pojęcia na ile prawdopodobny jest taki scenariusz lub inne jemu podobne, które miałyby nas wyratować, a po drugie – gdyby sprzyjające nam mechanizmy miały zaistnieć, to powinny się już teraz pokazać – czego, jak dotąd, nie robią... Natomiast WIEMY, że wzrost stężenia dwutlenku węgla przyniesie wzrost temperatury, choć nie wiemy na pewno, czy ten wzrost będzie katastrofalny i nieodwracalny. Czy warto ryzykować? Czy nie lepiej kupić, za odrobinę wysiłku i sporo inwestycji (które się szybko zwrócą!) polisę ubezpieczeniową od zmiany klimatu?
5. Rachunek kosztów
Pytanie „czy nas na to stać?” to byłby temat na inny rozdział – w którym należałoby porównać koszty i zyski: niebagatelne koszty polityki „wiercić i palić” z zyskami, które przyniesie przestawienie energetyki świata na technologie nie powiększające stężenia dwutlenku węgla. Zanim zdołam napisać taki rozdział, pragnąłbym przedstawić szacunkowe dane, i inne aspekty tego zagadnienia. A jeśli czytelnik zacznie się zastanawiać, dlaczego się uczepiłem tego tematu jak pijany płotu... Uczepiłem się, bo uważam, że biologowie (i inni przyrodnicy) mają psi obowiązek starać się uświadomić mieszkańcom Ziemi, jakie mogą być konsekwencje obecnej niefrasobliwości, z jaką zużywamy paliwa kopalne. Tym bardziej, że jest to niepotrzebne, nieuzasadnione, i bezsensowne.
Czy nas stać na poniesienie kosztów koniecznych dla zmniejszenia emisji dwutlenku węgla? Sposób, w jaki rządzący Ameryką krótkowzroczni ludzie odpowiadają na to pytanie, przywodzi na myśl człowieka zastanawiającego się nad tym, czy go stać na zawarcie związku małżeńskiego. Małżeństwo to kosztowna impreza: wydatki na ślub, wesele, ślubne obrączki, i podróz poślubną; wynajęcie bądź zakup większego mieszkania; ubranie i wyżywienie dzieci; i tak dalej. Łatwo o konkluzję, że małżeństwo to całkowicie nieopłacalne przedsięwzięcie. Ale taki rachunek jest z gruntu fałszywy, nawet w kategoriach czysto ekonomicznych: wydatki na zawarcie małżeństwa się przecież zwrócą, z uwagi na większą ekonomiczność prowadzenia jednego gospodarstwa zamiast dwóch, podział pracy między małżonkami, zyski płynące z łącznego wykorzystania odmiennych ekspertyz obu małżonków - nie mówiąc już o przyjemnościach wynikających z życia rodzinnego, które też należałoby włączyć do rachunku... Sternicy gospodarki amerykańskiej, twierdzący że Ameryki nie stać na ograniczenie spalania paliw, tak jak ów niedoszły mąż, zapominają o kilku nader istotnych sprawach: paliwa kopalne będą coraz bardziej kosztowne, i będzie ich coraz mniej, a nie więcej, gdyż ropę naftową i węgiel przestano wytwarzać kilka setek milionów lat temu; spalanie tych paliw to brudna technologia, powodująca duże koszty i straty wynikające z zanieczyszczenia powietrza, niezależnie od ocieplenia; inwestowanie w czystą energetykę przyczyniłoby się do gospodarczego ożywienia i zmniejszyłoby straty spowodowane zanieczyszczeniem. Inwestycje w alternatywne źródła energii zaczęłyby szybko przynosić zysk; zdecentralizowanie produkcji energii zmniejszyłoby wrażliwość sieci energetycznej na zakłócenia, oraz zmniejszyłoby straty wynikające obecnie z konieczności przesyłania energii na dalekie dystanse. A nie zaczęliśmy jeszcze mówić o kosztach wynikających z globalnego ocieplenia spowodowanego rosnącym stężeniem dwutlenku węgla... W przyrodzie niczego się nie dostaje za darmo – i pozornie tania energia paliw kopalnych ma w rzeczywistości ogromny koszt.
Poniższy argument został sporządzony w oparciu o dane amerykańskie, ale ma zastosowanie do wielu regionów świata. Tak więc, większość energii elektrycznej produkowanej w Ameryce pochodzi ze spalania węgla; rachunek odwrotny pokazuje, że ponad 90% węgla jest zużywane przez elektrownie, a rocznie Ameryka spala ponad miliard ton węgla. Wiele z elektrowni węglowych to przestarzałe instalacje, wydzielające ogromną ilość zanieczyszczeń, z których najwięcej szkód przynoszą tlenki siarki i rtęć. Te pierwsze reagują z wodą tworząc kwas siarkowy, głowny składnik kwaśnego deszczu; rtęć natomiast trafia do łańcuchów pokarmowych - śródlądowego, oraz oceanicznego. Straty spowodowane przez kwaśny deszcz są gigantyczne i wielorakie: dewastacja lasów, eliminacja wielu form flory i fauny cieków i zbiorników wodnych, przyśpieszona korozja konstrukcji metalowych. Rtęć natomiast jest niebywałą trucizną dla układu nerwowego, zwłaszcze rozwijającego się – a ponieważ ulega zatężeniu w miarę przemieszczania się w górę łańcucha pokarmowego, osiągając najwyższy poziom w ciałach drapieżników, ciężarne kobiety w Ameryce muszą się wystrzegać, skądinąd zalecanych, łososi i innych ryb, ponieważ zawierają niebezpiecznie wysokie ilości rtęci! Tych kosztów spalania kopalnych paliw nikt nie liczy – choć możnaby oszacować przynajmniej niektóre z nich; w końcu wiadomo ile kosztuje walka z korozją, i ile drzewa można uzyskać ze zdrowego, nie zniszczonego przez kwas lasu... Koszt jednej kilowatogodziny uzyskanej z węgla to 2 do 3 centów – i ten koszt w najmniejszym stopniu nie uwzględnia wyżej wymienionych strat! Dla porównania – w wielu rejonach Ameryki można obecnie produkować prąd z wiatru po 3-4 centy za kilowatogodzinę (warta zwiedzenia jest znakomita witryna http://www.windustry.com), bez kwaśnego deszczu, bez zatrucia środowiska rtęcią, bez produkcji dwutlenku węgla – ale według obecnej administracji, Ameryki nie stać na budowanie turbin wietrznych. Oczywiście, produkcja prądu z wiatru też ma nieprzyjemne skutki – turbiny hałasują, zabijają ptaki, rzucają cień mogący zdezorientować, oraz psują krajobraz. Wszystko prawda – tylko że huragany są znacznie głośniejsze od turbin, ocieplenie zabije znacznie więcej ptaków niż turbiny – a czy dym z komina jest ładniejszym widokiem niż wiatrak? Wszystko ma swoją cenę, ale należy ją uczciwie kalkulować. Ale Ameryka wydaje obecnie miliard dolarów DZIENNIE na samą obsługę zadłużenia państwa... Za mniej niż dwa miliony dolarów można postawić turbinę produkującą prąd o mocy blisko dwóch megawatów, a za miliard dolarów – ponad 500 takich turbin, które zastąpiłyby średnich rozmiarów elektrownię węglową. Gdyby nie obsługa długu spowodowanego absurdalnymi obniżkami podatków, Ameryka mogłaby, za te same pieniądze, wyłączać z obiegu jedną elektrownię węglową dziennie...
Czysta energetyka, choć niechętnie traktowana przez rząd, rozwija się w Ameryce żywiołowo. Powstają coraz to nowe inicjatywy, jak na przykład niedawne porozumienie kilkunastu wielkich miast deklarujących zamiar zmniejszenia ilości produkowanego w nich dwutlenku węgla; są to w większości miasta nadbrzeżne, mające oczywisty interes w przeciwdziałaniu wzrostowi poziomu morza... Coraz więcej stanów i miast, oraz różnej wielkości byznesów, stawia sobie wiatraki – nie wymaga to w końcu ekonomicznego geniuszu, żeby zauważyć korzyści z takiego przedsięwzięcia: zamiast płacić rok w rok rosnące rachunki za prąd, można (na kredyt!) postawić turbinę, której koszty zwrócą się po kilkunastu latach – i mieć czysty zysk przez wiele następnych lat. Takie inwestycje tworzą miejsca pracy dla wszelkiego rodzaju pracowników (4.8 pracoroku na 1 megawat energii z wiatru), łagodzą napięcia szczytowego zapotrzebowania na prąd, ożywiają lokalną gospodarkę... Energetyka wietrzna stwarza niebywałą możliwość gospodarczego ożywienia okolic wiejskich – oblicza się, że przeciętny amerykański farmer miałby większy dochód z pola wykorzystanego przez wiatrak, niż z pszenicy bądź kukurydzy zebranej z tej powierzchni. Czy rzeczywiście Ameryki – i ludzkości - nie stać na czystą energetykę?
A inne koszty spalania paliw kopalnych?
Jeśli ktoś mówi, że nie stać nas na ograniczenie zużycia paliw, to powinien powiedzieć, w jaki sposób będzie nas stać na wznoszenie barier chroniących ląd przed zalaniem przez morze (z wieloma wyspami na Pacyfiku będziemy się mogli pożegnać...). Strefa przybrzeżna jest bardzo cennym terenem –