Кожны год каманда пад кіраўніцтвам біёлага-прыродаахоўніка Кембрыджскага універсітэта Уільяма Сазерленда праводзіць так званае сканаванне гарызонта, каб выявіць асноўныя тэхналагічныя, палітычныя і эканамічныя змены, якія, хутчэй за ўсё, акажуць істотны ўплыў на біяразнастайнасць ва ўсім свеце ў наступным годзе.
Вось 15 ключавых пагроз, якія навісаюць над прыродай у 2024.
Вадарод: надзея ці катастрофа?
Па меры росту намаганняў па спыненні кліматычнага крызісу вадарод становіцца ўсё больш папулярнай альтэрнатывай звычайнаму паліву. Аднак ступень, у якой выкарыстанне гэтай альтэрнатыўнай крыніцы энергіі прыносіць карысць біяразнастайнасці, залежыць ад таго, як вырабляецца вадарод.
Вадарод, атрыманы з прыроднага газу, працягвае залежаць ад выкапнёвага паліва, якое разбурае клімат; вытворчасць з выкарыстаннем прэснай або марской вады ў якасці сыравіны або выкарыстання прыродных падземных рэзервуараў стварае магчымыя непажаданыя наступствы ў выглядзе разбурэння або парушэння асяроддзя пражывання.
І калі сістэмы вытворчасці, размеркавання і разгортвання вадароду не будуць спраектаваныя старанна, яны могуць у канчатковым выніку самі ствараць парніковыя газы. Спатрэбяцца асаблівыя намаганні, каб пераканацца, што перавагі перавешваюць шкоду ад наступстваў гэтага кліматычнага рашэння.
Аміячная дылема
Аміяк з’яўляецца ключавым інгрэдыентам сельскагаспадарчых угнаенняў. Для вытворчасці таксама патрабуецца велізарная колькасць энергіі, якая ў цяперашні час у асноўным атрымліваецца з выкапнёвага паліва.
Новы метад, які прадугледжвае распыленне драбнюткіх кропелек вады на магнітную сетку, абяцае рэзкае зніжэнне кошту і выкіду парніковых газаў пры вытворчасці аміяку і, такім чынам, змякчэнне змены клімату. Аднак гэта таксама стварае патэнцыйныя пагрозы.
Найперш, больш танная вытворчасць аміяку з нізкім утрыманнем вугляроду можа выклікаць павелічэнне выкарыстання ўгнаенняў і, адпаведна, пагрозу забруджвання паветра і вады. Акрамя таго, паколькі ўгнаенне павялічвае здольнасць глебавых мікробаў выпрацоўваць закіс азоту, магутны парніковы газ, чыстая карысць для клімату можа быць значна меншай, чым чакалася на першы погляд.
Мікробы
У пошуках больш экалагічна чыстых крыніц харчавання людзі звярнуліся да найменшых істотаў. Так зніжаюцца пагрозы біяразнастайнасці з-за апрацоўкі земляў, празмернага вылаву рыбы, забруджвання пажыўнымі рэчывамі і змены клімату. Даследчыкі распрацавалі метады культывавання бактэрый на вадародзе, азоце і вуглякіслым газе.
Атрыманы прадукт – ужо дазволены для выкарыстання ў якасці ежы для чалавека ў Сінгапуры – амаль не мае смаку, і яго лёгка ўключыць у розныя харчовыя прадукты для павышэння ўтрымання бялку. Калі хімічныя рэчывы вырабляюцца з выкарыстаннем аднаўляльных крыніц энергіі, прадукт можа мець значна меншы кліматычны след і агульны ўплыў на навакольнае асяроддзе, чым мяса, малочныя прадукты і іншыя звычайныя крыніцы бялку.
Ураджай у цемры
Працэс, у якім расліны выкарыстоўваюць сонечнае святло, ваду і вуглякіслы газ, каб вырабляць ежу для сябе і іншых жывых істот, адначасова фантастычны і фантастычна неэфектыўны. Нядаўна даследчыкі распрацавалі альтэрнатыўны працэс, які выкарыстоўвае электрычнасць, ваду і вуглякіслы газ для атрымання ацэтату, які потым можна выкарыстоўваць замест глюкозы, якая ўтвараецца ў працэсе фотасінтэзу, для стымуляцыі росту раслін.
Біяхімічны абыходны шлях можа рэзка павялічыць прадуктыўнасць раслін, якія вырошчваюцца ў штучных умовах, і нават – у некаторых выпадках – ліквідаваць патрэбу ў святле. Калі энергія ў сістэму паступае з аднаўляльных крыніц, вынікам можа стаць высокаэфектыўная, экалагічна чыстая вытворчасць прадуктаў харчавання ў хатніх умовах, якая спрыяе захаванню біяразнастайнасці, бо для яе вытворчасці менш земляў трэба перарабіць пад сельскагаспадарчыя мэты.
Каменны пыл
Сярод многіх стратэгій, якія разглядаюцца для зніжэння пагрозы змены клімату, – распаўсюджванне каменнага пылу, які ўтрымлівае вуглярод, на сельгасугоддзях.
Сярод магчымых дадатковых пераваг – павелічэнне прысутнасці карысных мікраарганізмаў у глебе, памяншэнне пагрозы пажыўных рэчываў для прэснай вады і зніжэнне кіслотнасці глебы і марской вады. Патэнцыйныя негатыўныя наступствы ўключаюць: павелічэнне патоку глею ў паверхневыя воды, пагаршэнне забруджвання цяжкімі металамі, нанясенне шкоды арганізмам, якія жывуць у глебе, і стымуляванне павелічэння здабычы карысных выкапняў.
Прапанова, далейшае высвятленне пераваг і наяўнасць дзяржаўных стымулаў або стрымліваючых фактараў – усё гэта будзе адыгрываць ролю ў ступені ўкаранення гэтага новаўвядзення.
Знікаюць дажджавыя чарвякі
Дажджавыя чарвякі граюць жыццёва важную ролю ў многіх экасістэмах, у тым ліку на сельскагаспадарчых угоддзях – перапрацоўваючы мёртвыя раслінныя рэчывы, вылучаючы пажыўныя рэчывы і паляпшаючы якасць глебы. Яны моўчкі выконваюць сваю працу пад паверхняй, іх рэдка бачаць і нават не думаюць пра іх.
Больш пільны позірк, аднак, паказвае, што прыйшоў час надаць ім больш сур’ёзную ўвагу. Нядаўняе апытанне, праведзенае ў Злучаным Каралеўстве, паказала, што за апошнюю чвэрць стагоддзя колькасць дажджавых чарвякоў скарацілася на адну траціну ці больш, верагодна, з-за павелічэння выкарыстання пестыцыдаў.
Калі гэтая тэндэнцыя захаваецца і ў іншых месцах – і калі нічога не будзе зроблена для яе змякчэння – страта можа мець велізарныя негатыўныя наступствы не толькі для цэласнасці экасістэмы, але і для здольнасці Зямлі пракарміць галоднае чалавечае насельніцтва.
Слухаючы глебу
Як выглядае здаровая глеба? Традыцыйныя стратэгіі для вызначэння таго, наколькі здаровыя глебы і што ім можа спатрэбіцца, каб быць больш здаровымі, патрабуюць літаральна капання, і гэта працаёмкая і дарагая задача.
Новыя тэхналогіі дазваляюць замест гэтага чуць стан глебы пад паверхняй, улоўліваючы гук для вызначэння месцазнаходжання і перамяшчэння падземных бесхрыбтовых падчас іх паўсядзённай дзейнасці.
Вядомы як экаакустыка глебы, гэты неінвазіўны падыход можа зрабіць магчымым не толькі лёгка характарызаваць здароўе глебы, але і адсочваць і паляпшаць аднаўленне раней дэградаваных глеб, павялічваючы іх здольнасць служыць у прамым сэнсе асновай здаровых біяразнастайных асяроддзяў пражывання.
Прапануюцца намаганні, каб зрабіць тэхналогію дастаткова зручнай для выкарыстання грамадзянскімі навукоўцамі і распрацаваць стратэгіі яе спалучэння з іншымі падыходамі да маніторынгу навакольнага асяроддзя.
Дым і клімат
Колькасць дыму ў атмасферы, верагодна, павялічыцца ў будучыні, дзякуючы росту частаты і інтэнсіўнасці лясных пажараў. І становіцца ўсё больш відавочным, што дым у паветры можа мець сур’ёзныя наступствы для клімату Зямлі.
Часціцы, якія выдзяляюцца ў выніку наўмыснага спальвання (напрыклад, для высечкі лясоў або прыгатавання ежы) і іншых пажараў, могуць парушыць звычайныя кліматычныя цыклы і змяніць размеркаванне тэмпературы і ціску ў атмасферы, блакуючы сонечнае святло і пераразмяркоўваючы вільгаць у паветры.
Расліны, жывёлы, іншыя жывыя істоты і цэлыя экасістэмы развіваліся ў адпаведнасці з патокам існуючых кліматычных цыклаў. Шырокамаштабныя змены могуць лёгка змяніць баланс прыроды з патэнцыйна шкоднымі наступствамі для біяразнастайнасці, а таксама для чалавецтва, дабрабыт якога залежыць ад здаровых экасістэм.
Машына ДНК
Апошнія дасягненні ў галіне генетычных даследаванняў дазволілі адносна лёгка выдзяляць індывідуальныя ланцугі ДНК, і далейшая праца можа прывесці да магчымасці выкарыстоўваць друкавальную прыладу для стварэння доўгіх ланцугоў генетычнага матэрыялу, які кадуе пажаданыя рысы, з далейшым усталяваннем іх у арганізмы.
У выніку атрымалася скрыня Пандоры магчымых уздзеянняў на захаванне, як станоўчых, так і адмоўных. Напрыклад, гэтую тэхналогію можна было б прымяніць, каб паменшыць неабходнасць ачысткі зямлі для сельскай гаспадаркі, мінімізаваць ўгнаенні і пестыцыды, што забруджваюць навакольнае асяроддзе, павысіць устойлівасць арганізмаў да змен навакольнага асяроддзя і прапанаваць новыя метады барацьбы са шкоднікамі.
У той жа час непераборлівае або гнюснае выкарыстанне можа зрабіць магчымым стварэнне варыяцый існуючых арганізмаў, якія могуць замяніць непраектаваныя аналагі і парушыць экасістэмы.
Прагназаванне таксічнасці
Гістарычна склалася так, што людзі высвятлялі, ці з’яўляецца пэўнае хімічнае рэчыва шкодным для жывых істот і экасістэм, ужываючы яго і назіраючы за вынікамі. На шчасце для ўсіх удзельнікаў, з’яўляецца новы падыход.
Навукоўцы даследуюць магчымасць выкарыстання існуючай інфармацыі аб тым, як розныя тыпы хімічных рэчываў паводзяць сябе ў навакольным асяроддзі, у арганізмах і нават на малекулярным узроўні, каб прадказаць, ці могуць новыя злучэнні мець непажаданыя наступствы. Гэты падыход, вядомы як «шляхі неспрыяльных вынікаў», можа хутка палепшыцца з дапамогай машыннага навучання, глыбокага навучання і штучнага інтэлекту.
Папярэдне адбіраючы рэчывы, мы можам такім чынам палегчыць ідэнтыфікацыю тых з іх, што прыносяць карысць. Так, напрыклад, мы можам вырабляць ежу з мінімальнай шкодай у працэсе.
Хмарачосы, якія б’юць птушак
Кожную восень мільярды птушак больш за 100 відаў ляцяць на поўдзень з Еўропы па шляху, які раздвойваецца ў Чырвоным моры. Непасрэдна на іх шляху ў рамках развіцця мегаполіса Саудаўскай Аравіі Neom узвышаецца комплекс хмарачосаў плошчай 34 квадратныя кіламетры і ўзвышаецца ў неба на 500 метраў.
Размешчаны на паўночным беразе Чырвонага мора, пакрыты святлоадбівальнымі паверхнямі і ветранымі турбінамі, мегабудынак у цяперашнім выглядзе можа стаць смяротнай пасткай для мноства пералётных птушак, якія, як вядома, выкарыстоўваюць гэты маршрут.
З-за адсутнасці экалагічнай ацэнкі, якая б магла вызначыць або паслужыць асновай для планаў па змякчэнні пагрозы, навукоўцы непакояцца, што можа адбыцца масавая бойня хмарачосаў, якая парушыць экалагічны баланс, паколькі недахоп вераб’іных змяняе харчовыя ланцужкі ў абодвух канцах міграцыйнага шляху.
Смерць марскіх вожыкаў
Марскія вожыкі граюць ключавую ролю ў захаванні цэласнасці каралавых рыфаў, аб’ядаючы водарасці, якія ў адваротным выпадку перапоўнілі б экасістэму. Такім чынам, калі масавая гібель вожыкаў адбылася як у Карыбскім, так і ў Міжземным морах у 2022 годзе, а затым, здавалася, распаўсюдзілася на Чырвонае мора, навукоўцы зразумелі, што гэта прывядзе да праблем для падводных экасістэм.
Нягледзячы на тое, што прычына гібелі вожыкаў у еўрапейскай частцы застаецца загадкай, даследчыкі выявілі інфекцыю, якая магла стаць прычынай катастрофы ў заходняй Атлантыцы. Калі падобны мікроб апынецца вінаватым у гібелі марскіх вожыкаў у Міжземным моры, гэта можа быць прыкметай змены ўмоў навакольнага асяроддзя, якія спрыяюць росту мікробаў у іншых марскіх асяроддзях.
Каскадныя ўздзеянні могуць быць разбуральнымі, паколькі вядома, што гэты клас хваробатворных мікраарганізмаў заражае рыб, каралы, крабаў і іншых акіянскіх істот.
Захоўванне вугляроду ў акіяне
Сем мораў, якія займаюць амаль тры чвэрці паверхні Зямлі і добра вядомыя сваёй здольнасцю паглынаць CO2, разглядаюцца як перспектыўныя кандыдаты для выдалення залішняй колькасці газу, які людзі выкідваюць у атмасферу, і які награвае планету.
Стратэгіі, якія прапануюцца для павышэння здольнасці акіянаў паглынаць CO2, уключаюць у сябе даданне ўгнаенняў у марскую ваду, вырошчванне і затым аддзяленне багавіння, павышэнне pH акіянскай вады і актыўнае ўпырскванне CO2 у скалы пад паверхняй.
Як бы добра гэта ні гучала, пішуць аўтары horizon scan, прыхільнікам было б добра мець на ўвазе пару рэчаў, калі яны прымаюць рашэнні аб тым, ці варта іх рэалізоўваць і як. Па-першае, гэтыя стратэгіі ў значнай ступені не правераны, таму ніхто на самой справе не ведае, наколькі добрыя яны спрацуюць для захоўвання вугляроду. Па-другое, ёсць вялікі патэнцыял непрадбачаных неспрыяльных наступстваў для біяразнастайнасці і грамадства.
Праблемы ў прыцемках?
Мезапелагія або «прыцемкавая» зона акіяна, вобласць на глыбіні ад 200 да 1 000 метраў пад паверхняй, з’яўляецца домам для вялікай колькасці рыб і іншых насельнікаў акіяна. Гэтыя істоты, у сваю чаргу, забяспечваюць вялікую колькасць арганічных рэчываў для глыбінь акіяна. Фекаліі і трупы апускаюцца на дно акіяна, сілкуючы пры гэтым глыбакаводных істот.
Разам с рэчывамі на дно акіяна апускаецца і вуглярод, які яшчэ нядаўна быў у атмасферы і грэў планету. І калі арганічнае рэчыва, якое апускаецца, паступае вялікімі кавалкамі, яно апускаецца хутчэй і мае тэндэнцыю захоўваць вуглярод значна даўжэй, чым калі б яно паступала меншымі порцыямі.
У чым жа праблема? Калі атмасфера Зямлі награваецца з-за павелічэння канцэнтрацыі парніковых газаў, зона прыцемкаў таксама награваецца. Навукоўцы занепакоеныя тым, што такое пацяпленне прывядзе да больш хуткага разбурэння арганічных рэчываў, зніжаючы іх здольнасць як сілкаваць марское жыццё ўнізе, так і паглынаць вуглярод.
Акіянскія плыні
Пад паверхняй акіяна плыні вады цякуць з аднаго месца ў іншае, абумоўленыя градыентамі тэмпературы і салёнасці. Трансфармацыі, выкліканыя павелічэннем канцэнтрацыі парніковых газаў у атмасферы з-за дзейнасці чалавека, змяняюць гэтыя падземныя патокі, ствараючы новыя і часам трывожныя ўмовы для марскіх насельнікаў усіх формаў і памераў.
Аўтары пішуць, што адна такая плынь – Атлантычная мерыдыянальная перакульваючая цыркуляцыя – заслугоўвае значна большай увагі, чым яна атрымала да гэтага часу. Чакаецца, што цячэнне рэзка запаволіцца на працягу наступнай чвэрці стагоддзя, паколькі раставанне лёду зменіць канцэнтрацыю солі.
Гэты зрух, у сваю чаргу, можа паменшыць даступнасць кіслароду ў марской вадзе і змяніць даступнасць ежы і прыдатныя ўмовы для жыцця як у моры, так і на сушы. У той жа час іншыя фактары, такія як зменлівы вецер, могуць стварыць неадназначныя ўздзеянні, якія, у сваю чаргу, могуць непрадбачаным чынам змяніць жыццё акіяна.