XIX a. pradžioje vienas pirmųjų karštį tyrusių prancūzų mokslininkų Joseph Fourier įrodė, kad dėl atmosferos temperatūra Žemėje aukštesnė, negu būtų, jei Žemė būtų atvira kosmosui. 1860 m. airių fizikas John Tyndall pastebėjo, kad ši šiluma atsiranda dėl įdomių tam tikrų atmosferoje randamų dujų, tarp jų ir anglies dioksido, savybių. Šios dujos praleidžia matomą šviesą, tačiau sugeria infraraudonuosius spindulius – taigi praleidžia saulės spindulius, tačiau sulaiko karštį. XX a. pradžioje švedų chemikas Svante Arrhenius spėjo, kad ledynmečiai galėjo kilti dėl žemo anglies dioksido kiekio, o pramoninis anglies naudojimas gali planetą sušildyti.
Tačiau niekas neprognozavo, kad naudojimasis iškastiniu kuru augs taip greitai ir taip smarkiai. 1900 m. sąmoningai deginant iškastinį kurą (tuo metu beveik vien tik anglį) išmesta 2 mlrd. tonų anglies dioksido. Iki 1950 m. pramonės išmetamų dujų kiekis išaugo trigubai. Šiandien dujų išmetama iki 20 kartų daugiau.
Nepaprastai išaugęs naudojimasis iškastiniu kuru neatsiejamas nuo visų kitų įvykių, pavertusių XX a. išskirtiniu žmonijos istorijos laikotarpiu. Iškastinis kuras ne tik davė galimybę gamykloms, šildymui ir transportui naudoti iki tol nematytus kiekius energijos, bet ir suteikė daug lengvesnę prieigą prie kitų Žemės išteklių. Dėl iškastinio kuro azoto pagrindu gaminami sprogmenys ir trąšos tapo pigūs bei lengvai prieinami ir visiškai pakeitė kalnakasybą, karus ir ūkininkavimą. Naftos perdirbimo gamyklos ėmė gaminti žaliavą plastikui. Miškuose ėmė aidėti grandininiai pjūklai.
Iki tol žmonijos populiacija nė viename amžiuje nebuvo padvigubėjusi. XX a. ji tik per plauką nepadvigubėjo du kartus. Nė viename amžiuje nebuvo padvigubėjęs BVP. XX a. jis padvigubėjo keturis kartus ir toliau augo.
1965 m. Amerikos prezidento mokslinis patariamasis komitetas pridėjo priedą prie prezidentui pateiktos ataskaitos. Jis tapo pirmuoju dokumentu, tiesiogiai perspėjančiu politikus apie šių pokyčių pasekmes klimatui. Pirmojoje amžiaus pusėje mokslininkai tikėjo, kad beveik visą pramonės išmetamą anglies dioksidą sugers vandenynai, tačiau šeštajame dešimtmetyje okeanografas Roger Revelle įrodė, kad tai netiesa. Jis taip pat pradėjo matuoti kasmetinius anglies dioksido kiekio atmosferoje pokyčius. 1965 m. jau buvo aišku, kad anglies dioksido kiekis nuolat kyla.
Nors tada, kai didėjančio anglies dioksido kiekio pasekmes paaiškinanti santrauka nusiųsta prezidentui, joje pateikta informacija buvo nauja, dabar ji jau žinoma visiems: per šimtus milijonų metų Žemės plutoje sukaupta anglis išmetama į atmosferą vos per kelių kartų gyvenimo laikotarpį, tad jei nebus imamasi veiksmų, oro temperatūra bei jūros lygis pakils iki istorinio precedento neturinčių aukštumų. Tačiau komiteto pasiūlytas sprendimas atrodo beprotiškas – komitetas teigė, kad atspindėti saulės spindulius ir atvėsinti atmosferą pavyktų vandenyno paviršiuje paleidus plūduriuoti milijardus stalo teniso kamuoliukų.
Didžiausias skirtumas tarp 1965 m. ir šių laikų – kad tuo metu keista prognoze tebuvęs pasaulinis atšilimas dabar tapo skausminga tikrove. 1965 m. anglies dioksido lygis siekė 320 milijoninių dalių (ppm). Toks lygis buvo rekordiškai didelis, tačiau nuo ankstesnių dviejų amžių lygio skyrėsi tik 40 ppm. Tada anglies dioksido lygis vos per tris dešimtmečius pakilo dar 40 ppm. Tada – dar 40 ppm vos per du dešimtmečius. Dabar anglies dioksido lygis siekia 408 ppm ir vis dar auga po 2 ppm per metus.
Duomenys, atskleidžiantys, kokia atmosfera buvo senovėje, padeda suvokti šio pavojingo temperatūrų augimo kontekstą. S. Arrhenius hipotezė, kad anglies dioksidas yra vienas svarbiausių veiksnių, nulemiančių temperatūrų skirtumą ledynmečiais ir šiltesniais „tarpledynmečiais“, buvo teisinga. Iš ledo branduolių paimti mėginiai atskleidžia, kad temperatūra ir anglies dioksido kiekis šimtus tūkstančių metų kildavo ir leisdavosi kartu. Tarpledynmečiais anglies dioksido kiekis būdavo 1,45 karto didesnis, negu ledynmečių viduryje. Šiandien anglies dioksido kiekis 1,45 karto didesnis negu tipišku tarpledynmečio laikotarpiu. Anglies dioksido sukeliamo šiltnamio efekto atžvilgiu šiandieninis pasaulis taip nutolęs nuo XVIII a., kaip XVIII a. nutolęs nuo ledynmečio.
Tarpledynmečių ir ledynmečių temperatūros skirtumas atsiranda ne tik dėl anglies dioksido. Temperatūra mažėja ir dėl sausos atmosferos bei padidėjusių ledynų, kurie atspindi saulės šviesą. Tačiau ledo branduoliai atskleidžia, kad svarbiausias planetos klimatą nulemiantis veiksnys greitai ir smarkiai keičiasi. Paskutinį kartą, kai anglies dioksido lygis buvo panašus į dabartinį, Žemė buvo maždaug 3 °C šiltesnė. Grenlandijos kalvos žaliavo. Dalies Antarktidos pakraščiuose augo miškai. Dabar tas vietas dengiantis ledas tuo metu buvo vandenynuose, o jūros lygis buvo 20 m aukštesnis, negu šiandien.
Stalo teniso kamuoliukų beprotystė
Ar prezidentas Lyndon Johnson 1965‑ųjų ataskaitos priedą perskaitė, neaišku. Tačiau aišku, kad jis nesiėmė jokių veiksmų. Mintis sąmoningai keisti, kiek Žemė atspindi saulės spindulių (nesvarbu, ar naudojantis stalo teniso kamuoliukais, ar kitomis priemonėmis) buvo beprotiška. Mintis, kad reikėtų pamažu atsisakyti kuro, nuo kurio priklausoma tiek JAV, tiek viso pasaulio ekonomika, būtų atrodžiusi dar beprotiškesnė. Be to, tada dar nebuvo nenuginčijamų įrodymų, kad Žemės atmosferą iš tiesų šildo žmonių veikla.
Kol tokių įrodymų atsirado, praėjo daug laiko. Šiltnamio efektą sukelia ne tik anglies dioksidas – karštį taip pat sulaiko ir metanas, azoto suboksidas bei kitų dujų sukeliamą efektą padidinantys vandens garai. Šylant orui išgaruoja daugiau vandens, todėl anglies dioksido sušildyto pasaulio atmosfera drėgnesnė, o dėl to ji dar labiau šyla. Tačiau vandens garai taip pat kondensuojasi ir virsta debesimis – vieni iš jų pasaulį dar labiau šildo, o kiti šaldo. Tiek anksčiau, tiek dabar šie procesai tokie sudėtingi, kad tiksliai nuspėti, kiek sušils atmosfera anglies dioksidui pasiekus tam tikrą lygį, praktiškai neįmanoma.
Be to, yra ir kitų sudėtingų veiksnių. Deginant iškastinį kurą išsiskiria ir kitos dalelės, kurios tokios mažos, kad sklando ore kartu su anglies dioksidu. Šios aerozoliais vadinamos dalelės šildo atmosferą, tačiau meta šešėlį ir dėl to vėsina po jomis plytintį Žemės paviršių. Šeštajame ir septintajame dešimtmetyje netgi buvo maniusių, kad šis veiksnys atsvers atmosferą šildantį anglies dioksido efektą. Ugnikalnių išsiveržimai taip pat išskiria Žemės paviršių vėsinančius aerozolius, kurie gali paveikti viso pasaulio temperatūrą, be to, kartais saulės ryškumas subtiliai pasikeičia. Net neatsižvelgus į šiuos išorinius veiksnius, skirtingais laikotarpiais vandenynų ir atmosferos šiluma kinta dėl vidinės klimato dinamikos. Vienas geriausiai žinomų tokių reiškinių – keliskart per dešimtmetį vykstantis „El Niño“, kuris paveikia vidutinę viso pasaulio paviršiaus temperatūrą.
Dėl šių sudėtingų veiksnių kurį laiką abejota, ar žmonių sukeltas šiltnamio efektas iš tiesų egzistuoja, o iškastinio kuro įmonių lobistinės organizacijos sąmoningai tokias abejones kurstė. Tačiau šiandien jokių rimtų abejonių nebeliko. Kiekvienas po aštuntojo dešimtmečio sekęs dešimtmetis buvo vis šiltesnis, todėl aišku, kad pokyčiai nėra natūralūs. Dabar įmanoma palyginti vien tik natūralių veiksnių veikiamus XX a. klimato modelius su modeliais, kuriose atsižvelgiama ir į žmonių veiklą. Iki devintojo dešimtmečio pramonės sukelti efektai buvo statistiškai nereikšmingi. Tačiau dabar jie nepaneigiami.
1992 m. (maždaug tuo metu, kai žmonių veiklos įtaka klimatui tapo aiški) Rio de Žaneire vykusioje Jungtinių Tautų konferencijoje dėl aplinkos ir vystymosi pasaulio tautos pasirašė JT bendrąją konvenciją dėl klimato kaitos (UNFCCC). Ją pasirašydamos valstybės pasižadėjo „užkirsti kelią pavojingam antropogeniniam poveikiui klimato sistemai“.
Nuo to laiko žmonija išmetė dar 765 mlrd. tonų anglies dioksido; nuo 2010 m. prasidėjęs dešimtmetis vidutiniškai buvo 0,5 °C šiltesnis negu devintasis dešimtmetis. Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) skaičiavimais, vidutinė Žemės paviršiaus temperatūra dabar 1 °C aukštesnė, negu buvo prieš pramonės revoliuciją, ir kyla 0,2 °C per dešimtmetį greičiu. Vidurinėse ir aukštesnėse šiaurės platumos dalyse bei kitose vietovėse temperatūra jau pakilo 1,5 °C ar daugiau, o didžiojoje dalyje Arkties temperatūra išaugo daugiau negu 3 °C.
1,5 °C temperatūros riba svarbi dėl 2015 m. UNFCCC konvencijos šalių pasirašyto Paryžiaus susitarimo. Jame prie pirmojo susitarimo užkirsti kelią „pavojingam poveikiui“ klimatui pridėti ir konkretūs tikslai: pasirašiusios valstybės pasižadėjo užtikrinti, kad pasaulinis atšilimas išliks „gerokai žemiau“ 2 °C didesnės už prieš pramonės perversmą vyravusios temperatūros ribos bei „dės pastangas, kad temperatūra padidėtų ne daugiau, negu 1,5 °C“.
Tiek 1,5 °C, tiek 2 °C riba svarbi tik dėl šių susitarimų. Nė viena iš jų nenurodo slenksčio, kurį peržengus pasaulis taptų nebegyvenamas arba būtų pasiektas „lūžio taškas“ ir nebebūtų galima nieko pakeisti. Be to, net jei klimato atšilimas šių ribų ir neperžengs, neigiamų klimato kaitos pasekmių neišvengsime. Šylančiame pasaulyje turi būti slenksčių ir lūžio taškų. Tačiau jie dar nėra taip gerai ištyrinėti, kad būtų galima susieti juos su tam tikromis vidutinės temperatūros pakilimo ribomis.
Neigiamos šylančio klimato pasekmės (dažnesni ir / arba smarkesni ekstremalūs meteorologiniai reiškiniai, kintantis kritulių ir sausrų laikotarpių pasiskirstymas, sutrikusios ekosistemos bei kylantis jūros lygis) kylant temperatūrai bus vis rimtesnės. Pasekmės visam pasauliui gali būti tokios didelės, kad pavienės nelaimės bus nesvarbios.
Kad ir kokių veiksmų dėl išmetamų dujų imtųsi pasaulio valstybės, dabar klimato kaitos ateitis neaiški. Iš dalies taip yra todėl, kad kaip ir ant viryklės pastatytas puodas uždegus ugnį užverda ne iškart, taip ir pasaulio vidutinė temperatūra į iš dangaus ateinantį karštį reaguoja lėtai. Be to, svarbiausia ne kokiu greičiu išmetamų dujų kiekis auga, o kiek šiltnamio efektą sukeliančių dujų atmosferoje yra dabar. Sumažinus kasmet išmetamų dujų kiekį šilimo efektas tik sulėtinamas – iš tiesų paviršius kaisti nustos tik tada, tokių dujų kiekis išvis nebedidės. Norint, kad temperatūra neviršytų 1,5 °C, šį tikslą reikia pasiekti iki 2050 m., o norint, kad ji būtų gerokai mažesnė už 2 °C, geriausiu atveju liko pora dešimtmečių.
Revoliucija priešinga kryptimi
Taigi XXI a. kylantį iššūkį paprastai apibūdinti galima taip – reikia sumažinti XX a. kilti prasidėjusį ir nuo to laiko 20 kartų išaugusį išmetamųjų dujų kiekį ir sumažinti jį dvigubai greičiau, negu jis išaugo. Reikia pakeisti visus namus šildančius, energiją generatoriams teikiančius ar ratus sukančius prietaisus, kuriems reikalingos dujos, anglis ar nafta. Perstatyti visas plieno gamyklas, perdirbti ir pakeisti visą plastiką bei transformuoti ūkius visuose žemynuose. Ir padaryti visa tai patenkinant poreikius ir troškimus populiacijos, kuri iki 2100 m. gali vėl padidėti dvigubai.
Ekonomikos varomąsias jėgas su prielaidomis apie klimatą derinančių „integruoto vertinimo modelių“ duomenimis, norint sustabdyti dujų išmetimą iki 2050 m., iki 2030 m. reikia jų išmetimą sumažinti perpus. Prie to nepriartėjo nė viena valstybė. Jei bus laikomasi Paryžiaus susitarime iškeltų tikslų, 2030 m. visame pasaulyje išmetamų dujų kiekis bus maždaug toks pat, kaip šiandien. Jei išmetamų dujų kiekis imtų mažėti vėliau, vis tiek būtų labai tikėtina, kad temperatūra pasieks 3 °C ribą.
Kai kuriose valstybėse išmetamų dujų kiekis jau dabar daugiau kaip dvigubai mažesnis negu pasaulio vidurkis. Tačiau šių šalių gyventojai labai trokšta turėti daugiau energijos, transporto ir išteklių, kuriais per pastarąjį šimtmetį naudojosi turtingesnės tautos. Kai kurios iš šių turtingesnių tautų prisižadėjo išmetamų dujų kiekį sumažinti. Pavyzdžiui, Jungtinė Karalystė įvedė įstatymus, kuriais numatoma iki 2050 m. dujų išmesti gerokai mažiau. Tačiau vien dėl to, kad įstatymais norima ką nors pasiekti, nereiškia, kad tikslas tikrai bus pasiektas. O net jei ir bus, viso pasaulio atžvilgiu laimėjimas bus menkas.
Tai – viena iš problemų, kylančių, kai bandoma pasaulio atšilimą sustabdyti vien tik išmetamų dujų kiekį reguliuojančiais įstatymais. Jei jūs išmetamų dujų kiekį sumažinsite, o visi kiti ne, klimato kaitos keliama rizika jums išliks beveik tokia pati. O jei išmetamųjų dujų kiekį sumažins visi, išskyrus jus, jūs vis tiek sulauksite beveik tiek pat privalumų, kaip ir tuo atveju, jei būtumėte prisijungę prie kitų. Siekiant vis ambicingesnių planų švelninti klimato kaitos įtaką, ši dėl bendradarbiavimo kylanti problema vis aštrėja.
Be to, kokia bus tokių veiksmų kaina ir kokių privalumų galima tikėtis, nuspėti labai sunku, tačiau aišku, kad jie ne visiems bus vienodi. Dauguma privalumų sutramdžius klimato kaitą neabejotinai būtų jaučiama besivystančiose šalyse, o didžiausia kainą sumokėti tektų kitoms šalims. Be to, dauguma privalumų būtų jaučiama ne dabar, o po 50 ar 100 metų.
Dėl to natūralu, kad didžiausi pokyčiai klimato kaitos politikoje kilo prasidėjus jaunų žmonių protestams. Žmonės, gimę gerokai prieš 1980‑uosius, net nežino, ar antrosios XXI a. pusės sulauks. Tačiau po 2000 m. gimę žmonės, kaip, pavyzdžiui, švedų aktyvistė Greta Thunberg ir dar 2,6 mlrd. kitų, antrojoje XXI a. pusėje pragyvens pusę savo gyvenimo. Dėl to jų reikalavimai užtikrinti, kad Paryžiaus susitarimo tikslai bus pasiekti ir išmetamų dujų kiekis iki 2030 m. bus sumažintas perpus, atrodo daug rimtesni. Tačiau tie, kas mano, kad to galima pasiekti vien didžiule „politine valia“, smarkiai nuvertina, kokia ši užduotis sudėtinga.
Nepaprastai išpopuliarėjus atsinaujinančių šaltinių energetikai, 7 proc. viso pasaulio energijos dabar gaunama iš vėjo ir saulės. Saulės ir vėjo jėgainių kaina smarkiai nukrito, todėl jomis gaminti energiją dažnai pigiau negu naudojant iškastinį kurą. Vis dėlto dėl ribotų galimybių kaupti energiją ir poreikio pakeisti ir atsinaujinantiems šaltiniams pritaikyti elektros tinklus, visos energetikos sistemos atžvilgiu privalumai ne tokie jau dideli.
Vienas žingsnis link tikslo perpus sumažinti išmetamų dujų kiekį iki 2030 m. – padidinti iš atsinaujinančių energijos šaltinių gaunamą energijos kiekį, kad šis siektų bent pusę visos pagaminamos energijos. Tai reiškia, kad atsinaujinančių energijos šaltinių pajėgumas turėtų padidėti nuo penkių iki dešimties kartų. Jei daugiau energijos būtų gaunama iš hidroelektrinių ir atominių jėgainių, planą pastatyti daugybę kvadratinių kilometrų užimančių saulės jėgainių ir milijonus vėjo jėgainių įgyvendinti būtų lengviau. Tačiau padidėjus energijos paklausai uždavinys vėl pasunkėtų. Praeitais metais elektros paklausa pasaulyje išaugo 3,7 proc. Jei paklausa toliau taip augs vienuolika metų, 2030 m. ji bus 50 proc. didesnė, negu paklausa 2018 m. O ją patenkinti reikėtų nenaudojant iškastinio kuro.
Be to, elektra – lengvesnė šios užduoties pusė. Elektros jėgainės sudaro mažiau kaip 40 proc. visoje pramonėje išmetamų dujų kiekio. Pramoninių procesų ir transporto srityse padaryta pažanga daug mažesnė. Pasak tyrimų įmonės „BloombergNEF“, tik 0,5 proc. visų pasaulio transporto priemonių varomos elektra. Norint, kad jų kiekis išaugtų iki 50 proc., o išmetamų dujų kiekis nepadidėtų, be iškastinio kuro turėtų būti pagaminama gerokai daugiau energijos.
Kad pavyktų tai padaryti, reikėtų iki šiol nematyto dydžio investicijų. Iki šiol nematyta būtų ir žala iškastinio kuro ekonomikai. Pasak ekspertų grupės „Carbon Tracker“, jei iki 2030 m. išmetamų dujų kiekis būtų sumažintas perpus, daugiau kaip pusė didžiųjų naftos įmonių planuojamų išlaidų naujiems telkiniams taptų bevertės. Pasekmės darytų įtaką ir geopolitikai. Pasaulis, kuriame naftos kaina nebesvarbi, labai skirtųsi nuo praėjusio šimtmečio pasaulio.
Kaip nutolinti grėsmingą ateitį
Galbūt tokio masto veiksmų būtų imtasi, jei paaiškėtų, kad fiksuota trajektorija skriejantis didžiulis asteroidas 2031 m. sausio 1 d. nušluos visą Šiaurės Ameriką. Tačiau kai aukas ne taip lengva įvardyti, o žala ne tokia užtikrinta, nelaimę įsivaizduoti sunkiau – net jei galų gale ji būtų panašaus masto. Šitai supratę klimato kaitos derybų dalyviai vis labiau ėmė pasikliauti mintimi apie „neigiamą išmetamųjų dujų kiekį“ – t. y., užuot į atmosferą visiškai neišmetus anglies dioksido, šiek tiek jo išmesti, o paskui vėl surinkti.
Jei antroje šimtmečio pusėje taip būtų susitvarkoma su vis didesniu išmetamųjų dujų kiekiu, aukščiausią tašką išmetamų dujų kiekis pasiektų vėliau, o jį mažinti būtų galima lėčiau, tačiau šilimo temperatūra vis tiek neviršytų 1,5 °C arba 2 °C ribos.