За последние два столетия мы стали зависимыми от материалов, изготовленных из накопленной за сотни миллионов лет солнечной энергии. Окаменелый, спрессованный и сжиженный углерод, захороненный в ходе геологических процессов за долгую историю нашей планеты и ее форм жизни, добывался из подземных месторождений и выкапывался из захоронений в заболоченных местах для снабжения энергией нашего все более искусственного образа жизни. И когда мы сжигаем это топливо, мы эффективно переносим сотни миллионов лет упакованной солнечной энергии из хранилища углерода – в виде торфа, угля и природного газа – в атмосферу Земли в виде углекислого газа. Концентрация углекислого газа в атмосфере, увеличившаяся с начала промышленной революции почти на 30 %, создает то, что мы называем «парниковым эффектом»: вызывающие этот эффект газы поглощают и задерживают солнечную энергию в нижних слоях атмосферы, нагревая поверхность Земли и повышая температуру атмосферы[274].

Другими словами, люди выделяют все больше и больше энергии в атмосферу, одновременно отправляя в небо соединения, препятствующие поглощению этой энергии. Связанное с деятельностью человека увеличение выброса парниковых газов является движущей силой глобального потепления, подкисления океана и каскада связанных с этим проблем, в свою очередь создающих альтернативные состояния по всей планете. По сути, правильнее было бы даже сказать, что мы переводим саму нашу планету в альтернативное состояние. Несмотря на нашу относительно короткую историю жизни на Земле – как однажды написал Карл Саган, если бы история Земли была сжата до 24-часового дня, современные Homo sapiens не появились бы ранее 23:50, а цивилизация началась бы всего за пару минут до полуночи, – мы подталкиваем процесс изменения глобальных структур, изменяя один из их фундаментальных элементов: температуру[275].

Температура является одной из самых могущественных сил на Земле. Она влияет на всю жизнь, контролируя скорости химических реакций и изменяя плотность газов и жидкостей. Следовательно, глобальное потепление изменит изобилие и распределение организмов по всей планете, превратив исторически богатые сельскохозяйственные угодья в пустыни и исторически непродуктивные пустыни в сельскохозяйственные угодья, и оно будет перемещать океанические течения, изменяя среду обитания морских видов. Эти сдвиги произойдут независимо от политических границ, усугубляя конфликты в мире сокращающихся продовольственных ресурсов. Наше понимание истории до этого момента показывает, помимо прочего, что если изменение температуры окажет существенное влияние на сельскохозяйственное производство, то серьезные последствия, вероятно, будут включать экономическую инфляцию, войны, голод и возможное сокращение численности населения мира (Рисунок 11.3)[276].

Рисунок 11.3. Глобальные тенденции по: выбросу углерода в атмосферу, исчезновению видов морепродуктов, численность населения, повышению температуры. Все эти тренды сильно зависят от поведения людей. Наша надежда в том, чтобы обратить вспять эти стремительные изменения посредством совместного принятия решений и, таким образом, избежать формирования альтернативных экологических состояний, которые будет трудно, если не невозможно, обратить вспять.

Все изображения созданы на основе следующих источников: M. Thorpe, “Global Carbon Emission by Type to Y2004,” Wikimedia Commons.Seafood species loss: “Global Loss of Seafood Species” in R. Black, “ ‘Only 50 Years Left’ for Sea Fish,” BBC News, November 2, 2006. World population and growth rate: World Health Organization, World Population, 1050 to 2050, https://www.who.int/gho/urban_health/en/. Realized temperature rise: IPPC Working Group I, “Policymakers Summary,” https://www.ipcc.ch/ipccreports/far/wg_I/ipcc_far_wg_I_spm.pdf.

Исторически океаны выступали в качестве важного буфера, модулирующего изменения глобального климата, однако антропогенное воздействие ограничивает способность океанов выполнять эту важную работу. В океанах растворено от 30 до 40 % антропогенного углекислого газа, формирующего угольную кислоту, подкисляющую воду. Это серьезная, биологически новая проблема в морских экосистемах. Высокая кислотность, к примеру, ограничивает способность организмов, таких как кораллы и брюхоногие моллюски, строить свои карбонатные скелеты, защищающие их от жары, потери воды и хищников; это может даже приводить к растворению существующих скелетов из карбоната кальция. Карбонат кальция, как хорошо знают любители морских аквариумов, сглаживает колебания кислотности океанов. Таким образом, закисление океана может перевести экосистемы океана в непредсказуемые, хаотичные альтернативные состояния. Последствия могут быть ужасными, включая потерю целых видов ныне беззащитных моллюсков, крабов, морских ежей и устриц, являющихся частью обширных пищевых цепей, и уничтожение способности кораллов расти и строить свои острова в тропических морях, предотвращающих их от гибельного затопления наступающим морем[277].

Второй серьезной проблемой изменения климата для человека является повышение уровня моря. Это особенно и уже сейчас верно для населения, сконцентрированного в прибрежных средах обитания, где поднимающееся море вторгается в города и деревни. Повышение глобальной температуры растапливает полярные ледниковые шапки быстрее, чем прогнозировалось, и термически расширяет теплеющий океан. Это означает, что такие низменные страны, как Голландия и Китай, и такие районы, как бассейн Миссисипи, и такие города, как Нью-Йорк, Амстердам, Копенгаген, Санкт-Петербург и Венеция, находятся под угрозой затопления в течение следующего столетия. Многие из этих и других исторических городов на побережье были построены в Средние века на искусственных береговых линиях, но происходящее сейчас вследствие действий человека быстрое повышение уровня моря идет быстро и угрожает этим группам населения. Консервативные оценки подъема уровня моря в течение следующего столетия, представленные Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC), оказываются заниженными, хотя и они предсказывают увеличение от 0,5 до одного метра в большинстве умеренных широт. Эти изменения имеют непосредственные последствия, такие как недавний айсберг размером со штат Делавэр, отколовшийся от ледяного щита Антарктики; это крупнейшее подобное событие за всю историю наблюдений. Повышение уровня моря означает, что крупные прибрежные города и страны по всему миру столкнутся с кризисом по ликвидации последствий наводнений и значительными потерями земель в течение жизни наших детей. Это уже происходит в некоторых городах: бывший экономический центр мира в XIV веке, Венеция, больше не развивает торговлю специями, а вместо этого занимается серьезными проблемами подъема уровня моря. Когда я последний раз там был, городская площадь во время прилива была затоплена по щиколотку морской водой[278].

Изменение климата является фактором, создающим еще одну угрозу для прибрежных систем, которую мы называем эвтрофикацией. Эвтрофикация возникает, когда избыток удобрений – обычно промышленных, искусственных удобрений – стимулирует чрезмерный рост определенных организмов, душащих затем другие организмы в экосистеме. Эвтрофикация истощает запасы кислорода и приводит к регулярным вымираниям, некоторые из которых происходят ежегодно в Мексиканском заливе и охватывают регионы размером с Техас. Бассейн реки Миссисипи также страдает от этого, поскольку бесчисленное количество неподвижных и мобильных морских организмов погибает от истощения кислорода. Эти ежегодные вымирания стали настолько привычными, что проникли в региональную культуру: вдоль побережья Мексиканского залива проводятся «крабовые юбилеи», сопровождаемые долгожданными выборами юной королевы крабового юбилея, происходящие, когда крабы в поисках кислорода массово мигрируют к береговой линии, где их легко собирать. Такие юбилеи стали популярны с начала XX века, когда началось интенсивное использование азотных удобрений. Подобные события происходят и в районе моего второго дома в Род-Айленде, где проводятся празднества, связанные с циприной[279], знаменитым моллюском с твердой раковиной, ставшим популярным в связи с сериалом «Гриффины». Это один из немногих крупных организмов, способный выживать в загрязненных стоками септиков водах залива Наррагансетт круглый год. В летние месяцы вследствие истощения кислорода в воде хищники и конкуренты этих моллюсков откочевывают или гибнут, и выживают только циприны, что происходит за счет частичного растворения его раковины из карбоната кальция для буферизации кислотных конечных продуктов его теперь замедленного анаэробного метаболизма – он переживает лето, фактически затаив дыхание. Поскольку моллюск выживает, Род-Айленд с гордостью идентифицирует себя как штат циприны, а не септиков[280].

Такие явления характерны не только для Северной Америки: прибрежные обескислороженные мертвые зоны стали еще одним новым нормальным, новым альтернативным состоянием. С тех пор, как китайское правительство предписало перейти от традиционного стиля аграрного земледелия к более западным, промышленным моделям, ядовитое цветение водорослей или «красные приливы» увеличились по площади и частоте на порядок и почти 80 % китайских коралловых рифов погибли[281]. Существует также азиатский аналог циприны, ставший за последние несколько десятилетий доминантным в гипоксических устьях азиатских рек.

Глобальный масштаб изменений климата только усложняет задачу понимания того, как мы меняем и формируем мир и существующие в нем разнообразные экосистемы. Одной из насущных проблем для ученых является отсутствие надежной основы для понимания многочисленных воздействий человека и того, как они работают друг против друга или друг с другом в данной экосистеме. Мы изучили эти воздействия индивидуально – следующим шагом является разработка моделей для изучения комбинированных интерактивных эффектов. Нам известно, что человеческие воздействия обычно приводят к синергическим, мультипликативным, непредсказуемым сюрпризам, а не к простым, предсказуемым и аддитивным результатам[282]. Эти непредсказуемые проблемы не сулят ничего хорошего для нашего будущего.

Более того, уже поврежденные экосистемы более уязвимы для дополнительных угроз, поскольку пищевые сети упрощаются и поэтому имеют меньше возможностей для изменений. Но опять же, множественные человеческие нарушающие факторы экологического стресса могут иметь различные последствия. Например, азотная эвтрофикация обычно приводит к появлению большого количества зависимых от азота организмов, таких как сорные растения или водоросли. Но другие факторы стресса, такие как изменение климата или хищническое истощение популяции (например, вследствие перелова рыбы), будут иметь непредсказуемые результаты. Потепление климата может увеличить частоту и тяжесть заболеваний, влияя на размножение водных растений, а чрезмерный вылов будет иметь разные результаты в зависимости от того, истощается ли популяция хищных, всеядных или растительноядных рыб. Эти проблемы особенно трудноразрешимы, пока наука остается в пределах кабинетов или лабораторий, а ученые игнорируют призыв Луи Агассиса «изучать природу, а не книги». Только наблюдательные и активные исследования могут сохранять науку актуальной для нашего меняющегося мира[283].

Более четырех десятилетий назад Джон Холдрен и Пол Эрлих утверждали, что антропогенная деградация и истощение окружающей среды это не локальные, обратимые проблемы, а скорее снежный ком и всеобщие проблемы с необратимыми, неизвестными последствиями для человечества[284]. К сожалению, мы больше не можем действовать, как советует популярная наклейка на бампере: «Думай глобально – действуй локально». Трагедия общего достояния в настоящее время носит глобальный характер, и только радикально изменив наши отношения с Землей, мы сможем предотвратить дальнейшее разрушение положительных обратных связей, делающих возможной жизнь на нашей планете. Это требует переосмысления того, кем мы являемся.

Гретхен Дейли из Стэнфордского университета стала пионером концепции экосистемных услуг и ее применения: ее проект «Природный капитал» стал долгожданным лучиком света в темном царстве этого кризиса. Путем монетизации экосистемных услуг мы можем стимулировать как наши корыстные мотивы, так и наше стремление к сохранению природы, поощряя сотрудничество, а не конкуренцию. Подобно тому, как конкурирующие первобытные микробы объединили усилия, сформировав эукариотические клеточные взаимные механизмы, а человеческое сотрудничество смягчило соперничество и придало импульс сельскохозяйственной революции, монетизация экосистемных услуг может сдвинуть уравнение естественной истории в пользу сотрудничества и сохранения. Такой подход привел, например, к тому, что город Нью-Йорк признал, что охрана водосборных бассейнов обходится дешевле, чем их очистка. Приняв проверенную временем стратегию преодоления индивидуальной конкуренции – в данном случае финансовой конкуренции – посредством сотрудничества, этот инновационный подход может соединить глобальные и локальные проблемы и решения. Более двухсот миллионов правительственных чиновников и граждан Китая, развивая эту идею и применяя нисходящий правительственный подход, работают над проверкой концепции практических подходов, направленных на максимизацию связывания углерода, биоразнообразие, борьбу с наводнениями, борьбу с песчаными бурями и очистку воды. И наоборот, в случае устьев рек Северной Америки применяется более низовой подход, начинающийся на местном и региональном уровнях и нацеленный на расширение в национальные проекты. Первоначально восстановление популяций мидий, моллюсков вонголе и устриц в этих устьях было в значительной мере символическим. Но такие организмы фильтруют и очищают близлежащие прибрежные воды, и использование этих преимуществ привело к расширению этих программ, а также проектов по восстановлению пастбищ морских водорослей и приливных солончаковых болот в региональные и национальные инициативы. Сейчас как никогда важно освещать и поощрять эти проекты, потому что они представляют прообраз будущих объединений и союзов, возможных и действительно необходимых для здоровья нашего собственного биологического вида и многих других видов на всей нашей планете[285].