Mọi người không nên vượt qua những ranh giới nhất định, để không đi đến một thảm họa sinh thái, sẽ trở thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với sự tồn tại của nhân loại trên hành tinh.
Các nhà nghiên cứu cho biết có hai loại biên giới như vậy. Nhà môi trường học Jonathan Foley của Đại học Minnesota cho biết một trong những ranh giới như vậy là điểm bùng phát khi điều gì đó thảm khốc xảy ra. Trong một trường hợp khác, đây là những thay đổi dần dần, tuy nhiên, vượt ra ngoài phạm vi được thiết lập trong lịch sử nhân loại.
Dưới đây là bảy ranh giới như vậy hiện đang được thảo luận tích cực:
Ôzôn trong tầng bình lưu
Tầng ôzôn của Trái đất có thể đạt đến mức khiến con người có thể bị rám nắng trong vài phút nếu các nhà khoa học và các nhà lãnh đạo chính trị không hợp tác để kiểm soát việc giải phóng các hóa chất làm suy giảm tầng ôzôn. Nghị định thư Montreal năm 1989 đã cấm chlorofluorocarbons, do đó cứu Nam Cực khỏi bóng ma của lỗ thủng tầng ozone vĩnh viễn.
Các nhà môi trường tin rằng điểm tới hạn sẽ là mức giảm 5% hàm lượng ôzôn trong tầng bình lưu (tầng trên của khí quyển) so với mức của những năm 1964-1980.
Mario Molina, người đứng đầu Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược về Năng lượng và Bảo vệ Môi trường ở Thành phố Mexico, tin rằng sự suy giảm 60% tầng ozone trên toàn cầu sẽ là một thảm họa, nhưng tổn thất ở mức 5% sẽ gây hại cho sức khỏe con người và môi trường .
Sử dụng đất đai
Hiện tại, các nhà môi trường đặt giới hạn 15% cho việc sử dụng đất cho nông nghiệp và công nghiệp, điều này mang lại cho động vật và thực vật cơ hội duy trì quần thể của chúng.
Giới hạn như vậy được gọi là “ý tưởng hợp lý”, nhưng cũng quá sớm. Steve Bass, thành viên cao cấp tại Viện Môi trường và Phát triển Quốc tế ở London, cho biết con số này sẽ không thuyết phục được các nhà hoạch định chính sách. Đối với dân số loài người, sử dụng đất là quá có lợi.
Bass cho biết những hạn chế đối với các hoạt động sử dụng đất thâm canh là thực tế. Nó là cần thiết để phát triển các phương pháp tiết kiệm của nông nghiệp. Các mô hình lịch sử đã dẫn đến suy thoái đất và bão bụi.
Uống nước
Nước ngọt là nhu cầu cơ bản cho cuộc sống, nhưng con người sử dụng một lượng lớn nước này cho nông nghiệp. Foley và các đồng nghiệp của ông đề xuất rằng việc rút nước từ sông, hồ, hồ chứa ngầm không được vượt quá 4000 km khối mỗi năm – đây là thể tích xấp xỉ của Hồ Michigan. Hiện tại, con số này là 2600 km khối mỗi năm.
Nền nông nghiệp thâm canh ở một vùng có thể tiêu thụ phần lớn nước ngọt, trong khi ở một vùng khác trên thế giới giàu nước, có thể không có nền nông nghiệp nào cả. Vì vậy, các hạn chế về sử dụng nước ngọt nên khác nhau giữa các vùng. Nhưng chính ý tưởng về "ranh giới hành tinh" nên là điểm khởi đầu.
Biển bị acid hóa
Nồng độ carbon dioxide cao có thể pha loãng các khoáng chất cần thiết cho các rạn san hô và các sinh vật biển khác. Các nhà sinh thái học xác định ranh giới oxy hóa bằng cách xem xét aragonit, khối khoáng chất xây dựng nên các rạn san hô, ít nhất phải bằng 80% mức trung bình của thời kỳ tiền công nghiệp.
Peter Brewer, nhà hóa học đại dương tại Viện Nghiên cứu Thủy cung Vịnh Monterey, cho biết con số này dựa trên kết quả từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng việc giảm aragonit làm chậm sự phát triển của rạn san hô. Một số sinh vật biển sẽ có thể sống sót ở mức aragonit thấp, nhưng quá trình axit hóa đại dương ngày càng tăng có khả năng giết chết nhiều loài sống xung quanh các rạn san hô.
Mất đa dạng sinh học
Ngày nay, các loài đang chết dần với tốc độ từ 10 đến 100 trên một triệu mỗi năm. Hiện nay, các nhà bảo vệ môi trường cho rằng: sự tuyệt chủng của các loài không nên vượt quá ngưỡng 10 loài trên một triệu người mỗi năm. Tốc độ tuyệt chủng hiện tại rõ ràng đã bị vượt quá.
Christian Samper, giám đốc Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia Smithsonian ở Washington, cho biết khó khăn duy nhất là theo dõi loài. Điều này đặc biệt đúng đối với côn trùng và hầu hết các động vật không xương sống ở biển.
Samper đề xuất chia tỷ lệ tuyệt chủng thành các mức độ đe dọa cho từng nhóm loài. Do đó, lịch sử tiến hóa của các nhánh khác nhau của cây sự sống sẽ được tính đến.
Chu kỳ của nitơ và phốt pho
Nitơ là nguyên tố quan trọng nhất, hàm lượng của nó quyết định số lượng thực vật và cây trồng trên Trái đất. Phốt pho nuôi dưỡng cả thực vật và động vật. Hạn chế số lượng của các nguyên tố này có thể dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng của các loài.
Các nhà sinh thái học tin rằng nhân loại không nên thêm hơn 25% lượng nitơ vào đất liền từ bầu khí quyển. Nhưng những hạn chế này hóa ra là quá tùy tiện. William Schlesinger, chủ tịch Viện Nghiên cứu Hệ sinh thái Millbrook, lưu ý rằng vi khuẩn trong đất có thể làm thay đổi nồng độ nitơ, vì vậy chu kỳ của nó sẽ ít chịu ảnh hưởng của con người hơn. Phốt pho là một nguyên tố không ổn định và trữ lượng của nó có thể cạn kiệt trong vòng 200 năm.
Ông nói, trong khi mọi người cố gắng duy trì các ngưỡng này, thì hoạt động sản xuất có hại có xu hướng tích lũy tác động tiêu cực của nó.
Khí hậu thay đổi
Nhiều nhà khoa học và chính trị gia coi 350 phần triệu là giới hạn mục tiêu dài hạn đối với nồng độ carbon dioxide trong khí quyển. Con số này bắt nguồn từ giả định rằng vượt quá nó sẽ dẫn đến sự nóng lên 2 độ C.
Tuy nhiên, con số này đã bị tranh cãi vì mức cụ thể này có thể nguy hiểm trong tương lai. Được biết, 15-20% lượng khí thải CO2 tồn tại trong khí quyển vô thời hạn. Ngay trong thời đại của chúng ta, hơn 1 nghìn tỷ tấn CO2 đã được thải ra và nhân loại đã đi được một nửa đến giới hạn tới hạn, vượt quá ngưỡng mà sự nóng lên toàn cầu sẽ vượt khỏi tầm kiểm soát.