Az éghajlatváltozás és szerepe az emberi civilizáció megjelenésében és fejlődésében
Képzeljük el, hogy az emberi társadalom őstörténetében 12 000 éven keresztül elérhetővé válna egy időgép. A bolygó akkor volt az utolsó jegesedés utolsó fázisában (Younger Dryas), amely kb. 115 000 évvel ezelőtt. Sokkal hidegebb volt, mint ma, hatalmas jégtakarók borították be Eurázsia, Észak-Amerika és sok déli hegyvidéki terület nagy részét. Nagy volt az aszály, mert a lehűlt óceánokból kevés volt a víz párolgása, ezért kevés volt az eső, és mennyiségük nem volt elegendő. Nagy mennyiségű vizet foglaltak le jég formájában, ami az óceán szintjének mintegy 120 m-es csökkenéséhez vezetett - a gyakorlatban a mai szigetek közül sok a szárazföldhöz kapcsolódott.
Afrikában a hosszan tartó aszályok a Viktória-tó teljes kiszáradásához és a Kalahari-sivatag emelkedéséhez vezettek. Dél-Amerikában az Amazonas egyenlítői erdője néhány elszigetelt füves fadarabbá zsugorodott. Az eget porfelhők borították, kvázi állandó jégszélek keltették fel. Az Antarktiszon a jégsapkákon lerakódott és ma az ott kivont magokban talált por egyértelmű bizonyíték a jeges időjárási viszonyokra. A földfelszín mintegy 10% -át lösz borította - finom homokból és porból álló kőzet jeges széllel. (Első geotechnikai mérnökként végzett kutatásom a Vaslui Megyei Tervezőműhelyben a löszoid lelőhelyek feltérképezéséből állt, mivel a kőzetbe ásott alapok különleges stabilitási problémákat vetnek fel, Románia keleti részén tapasztalható helyzetet.).
Az alacsony óceáni hőmérséklet felerősítette a szén-dioxid oldódását, így a pleisztocén (az úgynevezett jégkorszak, Kr.e. 2 580 000 - 11 700) végére a légkör CO2-koncentrációja csak 190 ppm (0,019%) volt, ellentétben a holocén kezdetétől (a jelenlegi geológiai korszak (i)), amikor a CO2 elérte a 250 ppm (0,025%) koncentrációt (ii). Egy ilyen helyzet csökkenti a növények termelékenységét, mivel a fotoszintézis az alacsony légköri CO2-ra korlátozódik. A kísérletek azt mutatják, hogy 190 ppm koncentrációban az olyan növények, mint a búza és a rizs, a ma termelt szemek számának csak körülbelül egyharmadát termelik, még akkor is, ha rengeteg vízük és tápanyaguk van.
A csapadékhiány, az erős jeges szél és a CO2 viszonylag alacsony koncentrációja a növényekkel borított területek jelentős csökkenéséhez és a sivatagi területek növekedéséhez vezetett. Az embercsoportok túlélése a pleisztocén második részében állandó kihívást jelentett. Mivel a túlnyomórészt vegetáriánus étrend egy kevés növényt tartalmazó jégvilágban nem volt az optimális megoldás a primitív emberek - energiát fogyasztó emlősök, fejlett agyú és vékonybélű - számára, ezért növényevő állatokra (bölények, antilopok, szarvasok, lovak) kezdtünk vadászni. ) extra kalóriabevitelért. Egyes helyeken emberi specializáció alakult ki - egyes gyökerek kinyerése és fogyasztása.
A növények és állatok háziasítása, amely némi élelmezésbiztonságot biztosíthatott volna, egy másik okból is nehéznek bizonyult: az éghajlat rendkívüli változékonysága. Izotópos, palinológiai, szedimentológiai, mikropaleontológiai mérésekből stb. az Antarktiszról és Grönlandról kinyert jégmagokon vagy az óceán fenekén lévő üledékes magokon végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy a hőmérséklet az utóbbi jegesedéskor sokkal változékonyabb volt, mint manapság, mind a sarki, mind a trópusi területeken. Pontosabban, a globális hőmérséklet változását évtizedekről a másikra négyszer gyorsabbra becsülik, mint jelenleg (iv). A hőmérséklet-ingadozások évezredes és évezred alatti skálán is előfordultak. Például a fagy utolsó évezredes epizódja - Younger Dryas, Kr. E. 12 600 - 11 600 - tíz meleg-hideg, hirtelen és rövid ciklus szakította meg, amelyeket valószínűleg drámai változásoknak éreztek szerte a világon.
A jégkorszak utolsó részéhez képest az az időszak, amelyet a bolygó az elmúlt 10–11 000 évben ismert, az éghajlati stabilitás egyik szakasza, nagyon kevés variációval és viszonylag kis mértékben. Ábra. Az 1. ábra ezt az összehasonlítást szemlélteti az elmúlt 50 000 év kiterjedt adatainak felhasználásával, két helyszínről (Santa Barbara-medence, Kalifornia) és Grönlandról.
Ábra. 1. Millenniumi hőmérséklet-ingadozások a kaliforniai Santa Barbara-medencében (balra) és grönlandi gleccserekben (középen). Az adatokat a plankton üledékekben és a jeges magokban lévő oxigén izotópok elemzéséből nyerjük. A két grafikon mintázata hasonló. Könnyű észrevenni, hogy az utolsó
10 000 interglaciális év (holocén) meleg és stabil éghajlat létezését jelzi az előző jégkorszakhoz (pleisztocén) képest. Forrás: W. F. Ruddiman, 2014, Earth’s Climate Past and Future, 3. kiadás, W. H. Freeman & Co., 302. o.
Az éghajlat gyors és időszakos romlása a gleccserek előrenyomulása és visszavonulása miatt, amely hosszú ideig tartó aszályt vagy fagyot okozott, a primitív embereket arra kényszerítette, hogy folyamatosan vándoroljanak a mindennapi táplálék szempontjából kedvezőbb területek keresésére.
Mivel a mezőgazdasági alapú létfenntartási rendszerek kiszolgáltatottak az éghajlatváltozás nagymértékű ingadozásainak és az extrém időjárási viszonyoknak, és mivel a kulturális evolúció (más néven az attitűdök, készségek, szokások, hiedelmek és érzelmek változása, amelyet az emberek tanulással szereznek) vagy utánzása) ezeknek a rendszereknek viszonylag lassan fordul elő, mezőgazdaság lehetetlen volt a pleisztocénben (Richerson et al., 2001).
Kezdve kb. 11 600 évvel ezelőtt kezdődött Holocén (interglaciális kor). Az éghajlat sokkal stabilabbá vált, és a hőmérséklet emelkedni kezdett, ami valószínűleg a Milanković-ciklusok együttes hatásának köszönhető (a napéjegyenlőségek precessziója, a fordulópálya különcének változása és a föld forgástengelyének dőlésszögének változása). Több száz év (800–200) (v) után az óceánok felmelegedésével a légkörben korábban vízben oldott CO2-kibocsátás koncentrációja, valamint az intenzívebb párolgás következtében kialakult csapadék is.
A glaciális-interglaciális átmenet (pleisztocén-holocén határ) jelentős és gyors változásokat eredményezett a környezetben, és beindította a létfenntartási rendszerek intenzívebbé válását, ezt a jelenséget nevezhetjük mezőgazdasági forradalomnak. Gyakorlatilag az éghajlat változékonyságának csökkenése, a légkör CO2-koncentrációjának növekedése és a csapadék intenzívebbé válása megváltoztatta a földi ökoszisztémát egy olyan helyre, ahol a mezőgazdaság lehetetlen volt, a másikra, ahol a mezőgazdaságot sok különböző helyen lehet gyakorolni (pl. Közel-Kelet, Kína, Afrika)., Dél-Amerika, Észak-Amerika, Közép-Amerika és Új-Guinea). A holocén azt a korszakot jelenti, amelyben a mezőgazdaság megszületett és elterjedt, az emberi civilizáció születési anyakönyvi kivonata. A nomádok mozgásszegényekké váltak, elkezdték háziasítani a növényeket és állatokat, prototermelők lettek, és a népsűrűség növekedni kezdett, némi zavart okoztak új betegségek vagy éhínségek. A mezőgazdaság feltalálása hamarosan új kulturális találmányokhoz vezetett - törzsek, királyok, istenek, háborúk -, amelyek szintén alapvető téglák voltak az őskori és a legújabb emberi társadalmak felépítésében és fejlődésében. A mezőgazdaság az az újítás, amely rögzítette az emberi civilizáció születését.
Az ipari forradalomhoz hasonlóan a mezőgazdasági forradalom is az energiához tartozott: több élelmiszer előállítása koncentrált energiaformaként, irányítása az entrópia csökkentésére (fordított) azáltal, hogy több emberi testet hoz létre más fajok kárára (vi) . Az éghajlat változásával, egyre melegebbé, nedvesebbé, stabilabbá és magasabb szén-dioxid-tartalmúvá válva az emberek a produktívabb (háziasított) növényeket és állatokat tartalmazó étrend felé fordultak, ezzel hatékonyabbá téve az ökoszisztémákat az emberek táplálásához. Richerson és mtsai. (2001) szerint a holocén létfenntartási rendszerek intenzívebbé válásának szinte minden pályája progresszív, és a mezőgazdaság végül a marginális ökoszisztémák kivételével minden domináns stratégiává vált. Ebben az értelemben a mezőgazdaság kötelező, elkerülhetetlen volt, ezért egyidejű innovációként jelenik meg sok különböző helyen.
Az őskori populációk, amelyek a mezőgazdaságon alapuló jobb megélhetési stratégiákat fedeznek fel vagy fogadnak el, hajlamosak számszerűen gyorsan növekedni, és versenyképes nyomást gyakorolnak a kisebb lakosságra és kevésbé hatékony stratégiákat alkalmazva. Így a holocén idején ez a fajta csoportközi verseny elősegítette a mezőgazdaság megvalósítását és elterjedését szélesebb területeken.
Miután elindult, az új mezőgazdasági forradalom nem mentesült a holocén klímaváltozásai alól. Például a Kis-jegesedés (kb. 1300 - 1850) hatása az európai mezőgazdaságra jelentős volt: hosszú távú mezőgazdasági válság volt, kontinentális terjeszkedéssel. A törékeny társadalmak számára a modern kor elején két egymást követő, betakarítás nélküli év, különösen gabona, éhínséget jelentett. A befagyott folyók már nem engedték meg a malmok üzemeltetését vagy a városokba történő szállítást, ezzel elvágva az élelmiszer-ellátás forrásait. A gabonanövények csak 180 év után tértek vissza a régi értékekhez. Sok tíz, talán százmillió ember vesztette életét a pusztító éhínség, hihetetlenül hosszú (30 év, 100 év) és gyakori háborúk, pusztító járványok miatt (csak a Fekete Halál, 1347-1351, 70 és 200 között keletkezett) millió halott), hosszan tartó aszályok, súlyos megfázások, katasztrofális áradások és egyéb okok. Nem véletlen, hogy pontosan a tizenhetedik század közepén Thomas Hobbes leviatai remekművében gyengének, csúnyának, brutálisnak és rövidnek sírta az élő ember életét a Kis eljegesedés idején. (Vii)
A kis jegesedés a holocén évezredes klímaváltozata volt, de szakértők szerint összehasonlíthatatlanul sokkal "enyhébb", mint a legutóbbi jegesedés során hasonló időtartamú események.
Az alacsony átlagos növényi termelékenység és a növények termelékenységének magas, éghajlatváltozás által előidézett változásai külső korlátok voltak, amelyek jelentősen csökkentették a növények megélhetésének hatékonyságát és megbízhatóságát az utolsó glaciális ciklusban, és végül akadályozták a mezőgazdaság fejlődését. (Viii)
A mezőgazdaság feltalálása és elterjedése a globális felmelegedés kezdetével a holocénben határozottan jelezte a modern emberi civilizáció megjelenését és fejlődését. Az a tény, hogy az elmúlt körülbelül 10–11 000 évben az éghajlat viszonylag stabil volt, a szén-dioxid-koncentráció elősegítette a növények fejlődését és az elegendő csapadékmennyiséget, a föld megváltozásához vezetett egy olyan ökoszisztémától, amelyben a mezőgazdaság mindenütt lehetetlen volt. sokféle helyen gyakorolhat. Természetesen a kedvező természeti viszonyok puszta jelenléte nem lett volna elegendő ahhoz a látványos előrelépéshez és hatalmas eredményekhez, amelyeket az emberiség a civilizáció felé vezető úton tett meg - számtalan találmány és újítás, intenzív munka, szenvedély, ambíció stb. Amikor a mezőgazdasági forradalmat az elmúlt évszázadok ipari és információs forradalma támogatta, az eredmények valóban látványossá váltak.
Amint egy nemrégiben írtam, a Föld bolygón csak két éghajlat létezik: jeges és interglaciális. Most holocénben élünk, vagyis interglaciális korban. A klímaváltozás visszatérése a pleisztocénre jellemző rezsimben, vagyis az utolsó eljegesedésben nagyon valószínű, ha a három Milanković-ciklusban résztvevő mechanizmusok a pleisztocénhez hasonlóan továbbra is működni fognak. A következő 80 évben (ix) 7-15 milliárd torkolat táplálására képes mezőgazdaság támogatása óriási kihívást jelent azoknak a mezőgazdasági termelőknek, akik nincsenek hozzászokva ahhoz, hogy nagyszabású és nagy frekvenciájú klímaváltozás mellett dolgozzanak. A csökkent CO2-koncentráció és a kevesebb csapadék a legjobb esetben a globális mezőgazdasági termelés jelentős összeomlását jelzi.
Az üvegházhatású gázok kibocsátása által okozott jelenlegi antropogén globális felmelegedés legalább ideiglenes megoldás lehet az új jégkorszak késleltetésére. Ez a remény azonban csak spekuláció, mert jelenleg nem tudjuk kellő bizalommal, hogy milyen visszacsatolási reakciók vezérlik az éghajlati mechanizmusok működését. A meglévő adatok arra utalnak, hogy a CO2-koncentráció jelenlegi emelkedése azzal fenyeget, hogy olyan hőmérsékletekre emelkedik, amelyek a korábbi interglaciális korszakokban jelentős visszacsatolási hatást váltottak ki, ami aztán viszonylag gyors visszatérést eredményezett a glaciális körülményekhez.
A jégkorszak ilyen visszatérésének kockázatát lehetetlen megbecsülni. A jelenlegi mezőgazdasági termelés folytatásának forgatókönyve hidegebb, szárazabb éghajlat mellett, alacsonyabb CO2-koncentráció mellett csak apokaliptikus lehet. Ezért a pleisztocén éghajlati instabilitásának és a mezőgazdaságnak a holocén stabilitásától való függésének összehasonlítása olyan tanulság, amely gondolkodásra késztet bennünket.
ii- Richerson, P. J. et al., 2001, Lehetetlen volt a mezőgazdaság a pleisztocén idején, de kötelező a holocén idején? Klímaváltozási hipotézis, American Antiquity, 66. évf. 3, 387-411.
iii - Ridley, M., 2020, Hogyan működik az innováció és miért virágzik a szabadság, HarperCollins Publishers, 406 p.
iv- Rehfeld, K. és mtsai, 2018, A hőmérsékleti változékonyság csökkenésének globális mintázata az utolsó glaciális maximumtól a holocénig, Nature, vol. 554, p. 356–359.
v- Caillon, N. és mtsai, 2003, A légköri CO2 és az antarktiszi hőmérsékleti változások időzítése a terminálon át III., Science, vol. 299, no. 5613, 1728-1731.
vi- A termodinamika második törvénye NEM zárja ki teljesen az entrópiát a csökkenésből. Csak azt írja elő, hogy a csökkenés nem valószínű. Még akkor is, ha egy új lény vagy egy új ételtál, vagy egy új bolygó képviseli az entrópia helyi csökkenését (több szervezettség, kevesebb rendetlenség), végül az entrópia átkerül a környezetbe, biztosítva a termodinamika második törvényének működését.
viii- Bettinger, R. és munkatársai, 2009, A mezőgazdaság fejlődésének korlátai, Jelenlegi antropológia, 50. évf., 1. sz. 5, 627-631.