Sembilan Batasan Planet Bumi

Perkiraan bagaimana variabel kontrol yang berbeda untuk tujuh batas planet telah berubah dari tahun 1950 hingga sekarang.  Poligon berbayang hijau mewakili ruang operasi yang aman.

1.  Penipisan ozon stratosfer

Lapisan ozon stratosfer di atmosfer menyaring radiasi ultraviolet (UV) dari matahari. Jika lapisan ini berkurang, peningkatan jumlah radiasi UV akan mencapai permukaan tanah. Hal ini dapat menyebabkan insiden kanker kulit yang lebih tinggi pada manusia serta kerusakan pada sistem biologis darat dan laut.

Munculnya lubang ozon Antartika adalah bukti bahwa peningkatan konsentrasi zat kimia perusak ozon antropogenik, berinteraksi dengan awan stratosfer kutub, telah melewati ambang batas dan memindahkan stratosfer Antartika ke rezim baru.

 

Untungnya, karena tindakan yang diambil sebagai akibat dari Protokol Montreal, kita tampaknya berada di jalur yang memungkinkan kita untuk tetap berada dalam batas ini.

 

 

2.  Hilangnya integritas biosfer (kehilangan dan kepunahan keanekaragaman hayati)

Penilaian Ekosistem Milenium tahun 2005 menyimpulkan bahwa perubahan ekosistem akibat aktivitas manusia lebih cepat dalam 50 tahun terakhir daripada kapan pun dalam sejarah manusia, meningkatkan risiko perubahan yang tiba-tiba dan tidak dapat diubah.

 

Penggerak utama perubahan adalah permintaan akan makanan, air, dan sumber daya alam, yang menyebabkan hilangnya keanekaragaman hayati yang parah dan menyebabkan perubahan dalam jasa ekosistem. Driver ini baik stabil, tidak menunjukkan bukti penurunan dari waktu ke waktu, atau meningkat dalam intensitas. Tingginya tingkat kerusakan dan kepunahan ekosistem saat ini dapat diperlambat dengan upaya untuk melindungi keutuhan sistem kehidupan (biosfer), meningkatkan habitat, dan meningkatkan konektivitas antar ekosistem sambil mempertahankan produktivitas pertanian yang tinggi yang dibutuhkan umat manusia.  Penelitian lebih lanjut sedang dilakukan untuk meningkatkan ketersediaan data yang dapat diandalkan untuk digunakan sebagai 'variabel kontrol' untuk batas ini.

 

 

3.  Polusi kimia dan pelepasan entitas baru

Emisi zat beracun dan berumur panjang seperti polutan organik sintetis, senyawa logam berat, dan bahan radioaktif mewakili beberapa perubahan penting yang didorong oleh manusia terhadap lingkungan planet. Senyawa ini berpotensi memiliki efek ireversibel pada organisme hidup dan lingkungan fisik (dengan mempengaruhi proses atmosfer dan iklim).

 

Bahkan ketika penyerapan dan bioakumulasi polusi kimia berada pada tingkat sub-mematikan bagi organisme, efek penurunan kesuburan dan potensi kerusakan genetik permanen dapat memiliki efek parah pada ekosistem yang jauh dari sumber polusi. Misalnya, senyawa organik persisten telah menyebabkan penurunan dramatis dalam populasi burung dan gangguan reproduksi dan perkembangan mamalia laut.

 

Ada banyak contoh efek aditif dan sinergis dari senyawa ini, tetapi ini masih kurang dipahami secara ilmiah. Saat ini, kami tidak dapat mengukur satu batas polusi kimia, meskipun risiko melintasi ambang batas sistem Bumi dianggap cukup terdefinisi dengan baik untuk dimasukkan dalam daftar sebagai prioritas untuk tindakan pencegahan dan untuk penelitian lebih lanjut.

 

 

4.  Perubahan iklim

Bukti terbaru menunjukkan bahwa Bumi, sekarang melewati 390 ppmv CO₂ di atmosfer, telah melampaui batas planet dan mendekati beberapa ambang batas sistem Bumi.

 

Kami telah mencapai titik di mana hilangnya es laut kutub musim panas hampir pasti tidak dapat diubah. Ini adalah salah satu contoh ambang batas yang ditentukan dengan baik di mana mekanisme umpan balik fisik yang cepat dapat mendorong sistem Bumi ke keadaan yang jauh lebih hangat dengan permukaan laut beberapa meter lebih tinggi dari sekarang. Pelemahan atau pembalikan penyerap karbon terestrial, misalnya melalui perusakan hutan hujan dunia yang sedang berlangsung, adalah titik kritis potensial lainnya, di mana umpan balik siklus karbon iklim mempercepat pemanasan Bumi dan mengintensifkan dampak iklim.  Pertanyaan utama adalah berapa lama kita bisa tetap melewati batas ini sebelum perubahan besar yang tidak dapat diubah menjadi tidak dapat dihindari.

 

 

5.  Pengasaman laut

Sekitar seperempat dari CO₂ yang dikeluarkan manusia ke atmosfer pada akhirnya larut di lautan. Di sini ia membentuk asam karbonat, mengubah kimia laut dan menurunkan pH air permukaan. Keasaman yang meningkat ini mengurangi jumlah ion karbonat yang tersedia, 'bahan penyusun' penting yang digunakan oleh banyak spesies laut untuk pembentukan cangkang dan kerangka.

 

Di luar konsentrasi ambang batas, keasaman yang meningkat ini menyulitkan organisme seperti karang dan beberapa spesies kerang dan plankton untuk tumbuh dan bertahan hidup. Hilangnya spesies ini akan mengubah struktur dan dinamika ekosistem laut dan berpotensi menyebabkan penurunan drastis stok ikan. Dibandingkan dengan masa pra-industri, keasaman permukaan laut telah meningkat sebesar 30 persen.

 

Tidak seperti kebanyakan dampak manusia lainnya pada lingkungan laut, yang seringkali berskala lokal, batas pengasaman laut memiliki konsekuensi untuk seluruh planet. Ini juga merupakan contoh bagaimana batas-batas yang saling berhubungan erat, karena konsentrasi CO2 di atmosfer adalah variabel pengendali yang mendasari baik untuk iklim dan batas pengasaman laut, meskipun mereka didefinisikan dalam hal ambang batas sistem Bumi yang berbeda.

 

 

6.  Konsumsi air tawar dan siklus hidrologi global

Siklus air tawar sangat dipengaruhi oleh perubahan iklim dan batasnya terkait erat dengan batas iklim, namun tekanan manusia sekarang menjadi kekuatan pendorong dominan yang menentukan fungsi dan distribusi sistem air tawar global.

 

Konsekuensi dari modifikasi badan air oleh manusia termasuk perubahan aliran sungai skala global dan pergeseran aliran uap yang timbul dari perubahan penggunaan lahan. Pergeseran dalam sistem hidrologi ini dapat terjadi secara tiba-tiba dan tidak dapat diubah. Air menjadi semakin langka - pada tahun 2050 sekitar setengah miliar orang kemungkinan akan mengalami tekanan air, meningkatkan tekanan untuk campur tangan dalam sistem air.

 

Batas air yang terkait dengan penggunaan air tawar konsumtif dan persyaratan aliran lingkungan telah diusulkan untuk mempertahankan ketahanan keseluruhan sistem Bumi dan untuk menghindari risiko ambang batas lokal dan regional 'berjenjang'.

 

 

7.  Perubahan sistem lahan

Tanah diubah untuk penggunaan manusia di seluruh planet ini. Hutan, padang rumput, lahan basah dan jenis vegetasi lainnya sebagian besar telah dikonversi menjadi lahan pertanian. Perubahan penggunaan lahan ini merupakan salah satu kekuatan pendorong di balik pengurangan serius keanekaragaman hayati, dan berdampak pada aliran air dan siklus biogeokimia karbon, nitrogen dan fosfor dan elemen penting lainnya.

 

Sementara setiap insiden perubahan tutupan lahan terjadi pada skala lokal, dampak agregat dapat memiliki konsekuensi bagi proses sistem Bumi dalam skala global. Batas bagi perubahan manusia pada sistem pertanahan perlu mencerminkan tidak hanya kuantitas mutlak tanah, tetapi juga fungsi, kualitas, dan distribusi spasialnya. Hutan memainkan peran yang sangat penting dalam mengendalikan dinamika penggunaan lahan dan iklim yang terkait, dan merupakan fokus dari batas untuk perubahan sistem lahan.

 

 

8.  Nitrogen dan fosfor mengalir ke biosfer dan lautan

Siklus biogeokimia nitrogen dan fosfor telah diubah secara radikal oleh manusia sebagai akibat dari banyak proses industri dan pertanian. Nitrogen dan fosfor keduanya merupakan elemen penting untuk pertumbuhan tanaman, sehingga produksi dan aplikasi pupuk menjadi perhatian utama.

 

Aktivitas manusia sekarang mengubah lebih banyak nitrogen atmosfer menjadi bentuk reaktif daripada gabungan semua proses terestrial bumi. Banyak dari nitrogen reaktif baru ini dipancarkan ke atmosfer dalam berbagai bentuk daripada diserap oleh tanaman. Ketika hujan, itu mencemari saluran air dan zona pesisir atau terakumulasi di biosfer terestrial. Demikian pula, proporsi yang relatif kecil dari pupuk fosfor yang diterapkan pada sistem produksi pangan diambil oleh tanaman; banyak fosfor yang dimobilisasi oleh manusia juga berakhir di sistem perairan. Ini bisa menjadi kekurangan oksigen karena bakteri mengkonsumsi ganggang yang tumbuh sebagai respons terhadap pasokan nutrisi yang tinggi.

 

Sebagian besar dari nitrogen dan fosfor yang diterapkan masuk ke laut, dan dapat mendorong sistem kelautan dan perairan melintasi ambang ekologi mereka sendiri. Salah satu contoh skala regional dari efek ini adalah penurunan tangkapan udang di 'zona mati' Teluk Meksiko yang disebabkan oleh pupuk yang diangkut di sungai dari Midwest AS.

 

 

9.  Pemuatan aerosol atmosfer

Batas planet aerosol atmosfer diusulkan terutama karena pengaruh aerosol pada sistem iklim bumi. Melalui interaksinya dengan uap air, aerosol memainkan peran yang sangat penting dalam siklus hidrologi yang mempengaruhi pembentukan awan dan pola sirkulasi atmosfer skala global dan regional, seperti sistem monsun di daerah tropis. Mereka juga memiliki efek langsung pada iklim, dengan mengubah seberapa banyak radiasi matahari yang dipantulkan atau diserap di atmosfer.

Manusia mengubah pembebanan aerosol dengan memancarkan polusi atmosfer (banyak gas polutan mengembun menjadi tetesan dan partikel), dan juga melalui perubahan penggunaan lahan yang meningkatkan pelepasan debu dan asap ke udara. Pergeseran dalam rezim iklim dan sistem monsun telah terlihat di lingkungan yang sangat tercemar, memberikan ukuran regional yang dapat diukur untuk batas aerosol.

 

Alasan lebih lanjut untuk batas aerosol adalah bahwa aerosol memiliki efek buruk pada banyak organisme hidup. Menghirup udara yang sangat tercemar menyebabkan sekitar 800.000 orang meninggal sebelum waktunya setiap tahun. Efek toksikologi dan ekologi aerosol dengan demikian dapat berhubungan dengan ambang batas sistem Bumi lainnya. Namun, perilaku aerosol di atmosfer sangat kompleks, tergantung pada komposisi kimianya dan lokasi geografisnya serta ketinggiannya di atmosfer.  Sementara banyak hubungan antara aerosol, iklim, dan ekosistem telah terjalin dengan baik, banyak hubungan sebab akibat yang belum terungkap.

 

SUMBER:

1.  The nine planetary boundaries. https://www.stockholmresilience.org/research/planetary-boundaries/the-nine-planetary-boundaries.html.

2.  Will Steffen, Katherine Richardson, Johan Rockström, Sarah E. Cornell, Ingo Fetzer, Elena M. Bennett, Reinette Biggs, Stephen R. Carpenter, Wim de Vries, Cynthia A. de Wit, Carl Folke, Dieter Gerten, Jens Heinke, Georgina M. Mace, Linn M. Persson, Veerabhadran Ramanathan, Belinda Reyers, Sverker Sörlin.  2015. Planetary Boundaries: Guiding Human Development on a Changing Planet. Science January 2015. DOI: 10.1126/science.1259855