تغییرات اقلیمی: توانایی جذب دی‌اکسید کربن خاک و گیاهان به شدت کاهش یافته است

از پروژه کاشت «یک میلیارد درخت» علی خامنه‌ای، رهبر جمهوری اسلامی تا پروژه‌های مشابه در دیگر کشورها، ذهن سیاست‌مداران جهان خلاصه این است که با گسترش تعداد گیاهان، مقدار بیشتری از دی‌اکسید کربن (به‌عنوان واحد سنجش گازهای گلخانه‌ای) در دل زمین دفن خواهد شد و هم‌زمان می‌توان به استخراج سوخت‌های فسیلی و انباشت فزاینده گازهای گلخانه‌ای در جو زمین ادامه داد.

در شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای در موضوع توان بشر و کره خاکی برای مدیریت گرمایش جهانی، توانایی طبیعت برای جذب دی‌اکسید کربن، ابزاری کلیدی است و تاکنون هیچ‌کدام از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، وضعیت دیگری را نسنجیده‌اند: ولی اگر توانایی طبیعت از دست رفت، بعد چه خواهد شد؟

پژوهشی تازه از دانشگاه‌های چند کشور اروپایی و چین همین وضعیت را مطرح می‌کند. خلاصه‌ این پژوهش می‌گوید که در گذر ۲۰۲۳ میلادی، گیاهان و خاک/زمین توانایی جذب دی‌اکسید کربن خود را از دست داده است. آن‌گونه که پتریک گرینفیلد برای گاردین در گزارش «درختان و زمین در سال گذشته تقریباً هیچ دی‌اکسید کربنی جذب نکردند. آیا توانایی مخزن کربنی طبیعت از کار افتاده است؟» یادآور شد، تاکنون نیمی از تمامی گازهای گلخانه‌ای تولیدی بشر توسط اقیانوس‌ها، جنگل‌ها، خاک‌ها و دیگر مخزن‌های کربنی طبیعت جذب شده‌اند. اگر مخزن‌های کربنی به کل از کار افتاده باشند، چه می‌شود؟

وضعیت بحرانی مخزن‌های کربنی کره خاکی

مخزن کربنی (carbon sink) مانند جنگل‌های هیرکانی شمال ایران یا تالاب هورالعظیم (هویزه) در استان خوزستان، به یک مخزن طبیعی یا مصنوعی گفته می‌شود که قابلیت ذخیره ترکیبات شیمیایی حاوی کربن برای دوره‌ای نامحدود را داشته باشد. مشکل اینجاست که تازه متوجه شده‌ایم این مخزن‌ها هم مانند بقیه طبیعت، نسبت به آسیب‌های گرمایش جهانی ناشی از فعالیت‌های صنعتی و سبک زندگی آدمی، به شدت آسیب‌پذیر هستند.

نتایج اولیه پژوهش «تحلیل بودجه کربنی کاهش گسترده در جذب کربن زمین در ۲۰۲۳ میلادی را نشان می‌دهد» از فروپاشی توانایی زمین در انباشت دی‌اکسید کربن در مخزن‌های کربنی می‌گوید و هشدار می‌دهد در سال میلادی گذشته، جنگل‌ها، مزرعه‌ها و خاک‌های زمین تقریباً هیچ دی‌اکسید کربن جذب نکرده‌اند.

در زمان نوشتن این گزارش، بیش از ۱۵ ماه است که دمای میانگین ماه‌های زمین در محدوده ۱,۵ درجه سانتی‌گراد گرم‌تر از شروع دوران صنعتی شدن است.

در مثال ایران، خشکسالی همچنان تمامی کشور را تهدید می‌کند، وضعیت دریاچه ارومیه و مخزن‌های کربنی وابسته به آب مانند تالاب‌ها، دریاچه‌ها و رودخانه‌های کشور همچنان بحرانی است و تعدادی از آنها به کل خشک شده‌اند، یعنی به جای مرکز استخراج کربن از اتمسفر به محل رهاسازی کربن به اتمسفر زمین بدل گشته‌اند.

در خارج از ایران، این هفته از چندین شهر آمریکای شمالی تا چندین کشور قاره آفریقا، رکوردهای دما شکسته شدند. در قاره آمریکای جنوبی، هفته‌هاست جنگل‌های آمازون شاهد یکی از بدترین فصل‌های آتش‌سوزی هستند و برای چندین روز در بهار نیم کره جنوبی، تقریباً تمامی قاره زیر دود پنهان شده بود.

از نپال در آسیا تا آمریکا، طوفان‌های قدرتمندتر از گذشته، آسیب‌های گسترده‌ای را در دو هفته اخیر به جای گذاشتند. در هر دو کشور، صدها نفر کشته شدند و تنها آسیب‌های دو طوفان چرخنده میلتون (دست‌کم ۵۰ میلیارد دلار) و هیلین (دست‌کم ۱۷۵ میلیارد دلار) در آمریکا تقریباً هم‌وزن بودجه‌ ۳۲۰ میلیارد دلاری‌ای شد که دولت فدرال این کشور در ۱۰ سال پیش رو برای مقابله با گرمایش جهانی در انرژی‌های سبز سرمایه‌گذاری می‌کند. این تنها دو طوفان چرخنده است که در گذر دو هفته از بخش‌هایی از آمریکا رد شدند و جان صدها نفر را هم گرفتند.

گرینفیلد در گزارش گاردین یادآور شد:

فروپاشی جذب کربنی سال ۲۰۲۳ میلادی می‌تواند موقتی باشد: بدون فشارهای خشکسالی و جنگل‌سوزی‌ها، خاک دوباره می‌تواند توانایی جذب کربن را احیاء کند. با وجود این، فروپاشی ۲۰۲۳ نشان داد که زیست‌بوم‌های زمین چقدر آسیب‌پذیر هستند و می‌توانند تأثیرهای گسترده‌ای بر بحران اقلیمی بگذارند.

پیمان پاریس رودرروی وضعیت بحرانی مخزن‌های کربنی

پیمان پاریس، تنها قرارداد جهانی برای مقابله با گرمایش زمین که جمهوری اسلامی ایران به آن ملحق شد، اما شورای نگهبان تصویب آن در مجلس شورای اسلامی را رد کرد چون چگونگی تأمین بودجه آن مشخص نبود، قرار است نقشه عمل دولت‌های جهان برای برنامه‌ریزی و مقابله با تغییرات اقلیمی باشد.

این پیمان بر اساس این شکل گرفته است که سیاستمداران از جمله باراک اوباما، رئیس‌جمهوری وقت آمریکا نظر دانشمندان اقلیمی در موضوع خطرهای افزایش دمای میانگین زمین را در اجلاس کُپنهاگ دانمارک، به آستانه ۱,۵ درجه سانتی‌گراد تبدیل کردند. طبق این نظر که از سیاست و نه علم سرچشمه گرفته است، حساب شده بود که چقدر دیگر می‌توان گازهای گلخانه‌ای تولید کرد تا به آستانه‌های اقلیمی نرسید. بعد به دولت‌ها اجازه داده می‌شد تا با مدیریت و نظارت خودشان، گازهای گلخانه‌ای تولید کنند به این امید که در آینده این گازها جذب زمین خواهند شد.

در گذر مذاکرات پیمان پاریس در ۲۰۱۵ میلادی، کشورهای اقتصاد جنوب که بیشترین آسیب‌های اقلیمی را مقدم بر دیگر کشورها شاهد هستند اما کمترین نقش در وضعیت بحرانی اقلیمی کنونی را دارند، خواستار آستانه گرمایش یک درجه سانتی‌گراد بودند. در مقابل کشورهای ثروتمندتر خواستار آستانه دو درجه سانتی‌گراد شدند. در نهایت این پیمان با تلاش برای نرسیدن به آستانه ۱,۵ درجه سانتی‌گراد به سرانجام رسید. در روز امضای این پیمان جهانی، شماری از دانشمندان و فعالان محیط‌ زیست گفتند این پیمان از هم اکنون شکست خورده، چون علم را نادیده گرفته است.

در ۲۰۲۳ میلادی، دست‌کم ۳۷ میلیارد و ۴۰۰ میلیون تُن گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر زمین انباشت شد. در فوریه ۲۰۱۵ میلادی، غلظت دی‌اکسید کربن در اتمسفر زمین ۴۰۰ در هر یک میلیون ذره بود که ۵۰ رقم بیشتر از مقداری است که طبیعت می‌تواند تحمل کند و وضعیت تعادل اقلیمی حاکم باشد. در زمان نوشتن این گزارش، غلظت دی‌اکسید کربن در وب‌سایت ناسا ۴۲۶ است.

مثال‌هایی از شکست برنامه‌های دولت‌ها در پیمان پاریس برای کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای وجود دارد که حالا در شعارهای سیاست‌مداران به «تولید خالص صفر گازهای گلخانه‌ای» یا Net Zero emission  خلاصه شده است.

وب‌سایت «ائتلاف تولید صفر» سازمان ملل در پاسخ به پرسش «تولید صفر چیست؟» می‌گوید:

به زبان ساده، تولید صفر یعنی کاهش انتشار کربن به مقداری بسیار کم است تا به طبیعت و دیگر ابزارهای جذب کربن اجازه دهد تا کربن انباشت اتمسفر را به تدریج جذب و ذخیره کند و مقدار کربن تولیدی [هر کشور] در اتمسفر زمین به صفر برسد.

یعنی هر دولت متعهد شود تا تولید گازهای گلخانه‌ای خود را در بازه‌ای کوتاه مدت به شدت کاهش دهد و همزمان در ابزارهای جذب کربن سرمایه‌گذاری کند، مثلاً جنگل‌ها را گسترش دهد، یا فن‌آوری استخراج گازهای گلخانه‌ای از اتمسفر زمین بسازد. فن‌آوری‌ای که به‌شکل خیلی محدود و به شدت گران در برخی کشورها مانند ایسلند در حال آزمایش است و توان استخراج کربن آنها از اتمسفر زمین در حد چند ۱۰ تن در سال بیشتر نیست. امید سیاستمداران این است که در گذر زمان، فن‌آوری استخراج کربن از اتمسفر پیشرفت کند و جبران تولید گسترده گازهای گلخانه‌ای در دهه‌های اخیر را بگیرد.

برنامه محافظت از یک سوم زمین هم شکست خورد

یک هدف پیمان‌های اقلیمی پس از پیمان پاریس مانند پیمان شهر مونترال کانادا در ۲۰۲۲ میلادی این بود که یک‌سوم قلمرو هر کشور منطقه محافظت شده اعلام شود و برای جذب کربن در مخزن‌های طبیعی کربن سرمایه‌گذاری شود. با وجود این، گاردین در گزارش «حدود ۸۰ درصد دولت‌های جهان برنامه‌ای حفظ طبیعت پیش از اجلاس جهانی اقلیمی ارائه نداده‌اند» و در آستانه اجلاس اقلیمی باکو در کشور آذربایجان نوشت:

دولت‌ها قول دادند ۳۰ درصد قلمرو زمینی و دریایی خود را برای طبیعت حذف کنند اما با نزدیک شدن زمان اجرای این برنامه، تنها ۲۴ کشور برنامه‌ای برای این موضوع آماده کرده‌اند.

برنامه پیمان مونترال در ۲۰۲۲ میلادی این بود که جلوی ویرانگری‌های انسان در دست‌کم ۳۰ درصد طبیعت گرفته شود، اصلاحات درون هر کشور صورت بگیرد تا بتوان میلیاردها دلار از سوبسیدهای مخرب به فعالیت‌های صنعتی، به ویژه در استخراج سوخت‌های فسیلی گرفته شود و بودجه برای مقابله با تغییرات اقلیمی بدین‌شکل به دست آید.

یک تخمین بانک جهانی می‌گوید حدود هشت درصد تولید ناخالص جهان معادل هفت تریلیون دلار هر سال به شکل سوبسید خرج می‌شود و معادل اقتصاد کشور مکزیک یا ۱,۲۵ تریلیون دلار آن مستقیم یا غیرمستقیم به صنعت سوخت‌های فسیلی می‌رسد.

در واقعیت، دولت‌ها برنامه‌های جدی برای مواجه با تغییرات اقلیمی ندارند. همزمان آسیب‌های این تغییرات به طبیعت گسترش می‌يابد. گزارش گاردین می‌گوید تا پایان این قرن میلادی، انتظار می‌رود تا مخزن‌های کربنی زمین مانند جنگل‌ها به جای اینکه کربن جذب کنند، خود به یک تولیدکننده اصلی گازهای گلخانه‌ای تبدیل شوند و تولید گازهای گلخانه‌ای خاک‌های زمین ۴۰ درصد نسبت به امروز افزایش یابد. نتیجه‌اش خشکی گسترده خاک‌ها و نابودی زیست‌بوم میکروبی خاک خواهد بود.

در نهایت، این تغییرات در کنار دیگر آسیب‌های انسان مانند کشاورزی و دامداری صنعتی، نابودی خاک‌های زمین برای تولید غذا را به ارمغان خواهند آورد. سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد یا فائو بیش از یک دهه است هشدار می‌دهد که تنها چند دهه برای حافظت از خاک‌های زمین فرصت داریم وگرنه ـ زمان‌بندی برای هر کشور متفاوت است ـ به تدریج کشورهای جهان توانایی تولید غذا را به کل از دست می‌دهند.

بحران مخزن‌های کربنی یادآور کمبودهای شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای

در گذر یک قرن و نیم اخیر و با گسترش درک علم هواشناسی، شیوه‌های جمع‌آوری داده برای پیش‌بینی وضعیت هوا راهش را به بهبود شیوه‌های جمع‌آوری داده برای پیش‌بینی آینده اقلیم‌های زمین ـ اقلیم به‌معنای مجموعه روابط فیزیکی و شیمیایی آب، خاک و هوا ـ ارتقاء داد.

اگر ساده به علم اقلیمی نگاه کنیم، مجموعه‌ای از داده‌ها در فرمول‌ها و الگوریتم‌های مختلف، از جمله با کمک هوش مصنوعی قرار می‌گیرند تا بتوان بر پایه وضعیت موجود و تاریخ این وضعیت، آینده را پیش‌بینی کرد. بر پایه این پیش‌بینی‌ها که به شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای متکی هستند، الگوهای (modles) اقلیمی ساخته شده‌اند. مثلاً اگر فلان شرایط مد نظر باشد، با این احتمالات ـ مثلاً چقدر گاز گلخانه‌ای در چه بازه‌ زمانی تولید شود ـ می‌توان الگوی اقلیمی را در دهه‌های پیش رو ترسیم کرد.

این الگوها کمبودهای خود را دارند. یکی از این کمبودها، این است که علم شناخت هوا و اقلیم مانند دیگر دانش‌ها رشد می‌کند و آدمی را به درکی تازه از واقعیت موجود می‌رساند. یک کمبود دیگر، رویدادهایی خواهد بود که پیش‌تر پیش‌بینی نشده بودند، مثلاً اینکه مخزن‌های کربنی در مثال جنگل‌ها توانایی جذب کربن خود را از دست بدهند. گرینفیلد در گاردین نوشت:

پژوهشگران می‌گویند جریان کربن در زمین [خاک] و اقیانوس‌ها [آب] یکی از ناشناخته‌ترین بخش‌های علم اقلیمی است. در حالی که به آسانی می‌توان گازهای گلخانه‌ای تولید انسان را ساده سنجید، صرف تعداد و پیچیدگی فرآیندهای جهان طبعیت به‌معنای این است که شکاف‌های مهمی در درک ما وجود دارد.

یعنی هنوز درک درستی از اینکه طبیعت چگونه کربن ـ در مثال دی‌اکسید کربن ـ را از طریق خاک، آب و هوا جابه‌جا می‌کند، انباشت یا رها می‌کند نداریم و در نتیجه نمی‌توانیم آینده مخزن‌های کربنی را صحیح حدس بزنیم. چون هنوز خود این مخزن‌های کربنی را آن‌گونه که باید نفهمیده‌ایم و فرمول‌هایش را کشف نکرده‌ایم.

تا پیش از این پژوهش تازه، دانشمندان می‌دانستند جذب دی‌اکسید کربن زمین‌ها و اقیانوس‌ها (شامل بر دریاها و دریاچه‌ها) به تدریج کاهش می‌یابد اما تصور ذهنی بر مبنای شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای بر این بود که در محدوده ۱۰۰ سال پیش رو و به تدریج این اتفاق رخ خواهد داد.

همان‌طور که شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای می‌گفتند در محدوده دهه ۲۰۴۰ میلادی احتمال این وجود دارد که گرمایش جهان به آستانه یک و نیم درجه سانتی‌گراد برسد، در حالی که هم‌اکنون بیش از ۱۵ ماه است در محدوده این آستانه زندگی می‌کنیم و هنوز سال ۲۰۲۴ میلادی جریان دارد ـ دست‌کم ۱۷ سال زودتر از آنچه شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای می‌گفتند به زندگی در این آستانه می‌رسیم.

هرچند هنوز مشخص نیست این آستانه بر وضعیت اقلیمی جهان مستحکم شده است یا دمای میانگین هوا به تدریج دوباره کاهش خواهد یافت. جوابش را نمی‌دانیم، چون خیلی چیزها را هنوز در موضوع اقلیم‌های جهان نمی‌فهمیم و کشف نکرده‌ایم.

چه می‌شود اگر مخزن‌های کربنی به کل از کار افتاده باشند؟

گرینفیلد می‌پرسد «چه رخ می‌دهد اگر منابع طبیعی ذخیره کربن از کار افتاده باشند؟» پاسخ اولیه‌اش این است که دمای میانگین زمین خیلی سریع‌تر از قبل بالا خواهد رفت، چون گازهای گلخانه‌ای بیشتری در اتمسفر زمین به‌واسطه فعالیت‌های صنعتی و سبک زندگی بشر، یا جنگل‌سوزی‌هایی که به‌واسطه گرمایش جهانی گسترده‌تر، متعددتر، قدرتمندتر و آلاینده‌تر شده‌اند، انباشته خواهند شد.

همزمان، توانایی کره خاکی برای بازتاب گرمایی که انرژی نور خورشید به همراه می‌آورد، کاهش می‌یابد، چون بخش بیشتری از این گرما خواه توسط گازهای گلخانه‌ای حبس می‌شود و راه فرار ندارد، خواه مانند مثال گرینلند و قطب جنوب، چون یخ‌های گسترده ذوب شده‌اند، آب بیشتری در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد و به‌جای بازتاب نور بر یخ، حرارت را جذب می‌کند. این چرخه معیوبی است که تنها یک نتیجه دارد: وضعیت بدتر گرمایش جهانی و در نتیجه‌اش، خسارت‌ها و آسیب‌های گسترده‌تر تغییرات اقلیمی به‌ بار خواهد آمد.

گرینفیلد چندین مثال می‌آورد: نخست اینکه تنها در محدوده جنگل‌های بارانی کنگو در قاره آفریقا شاهد جذب کربن به‌شیوه سابق طبیعت هستیم. در مقابل، موج‌های گرما و خشکسالی بر محدوده داخلی قاره استرالیا تأثیر گذاشته و رهایی گازهای گلخانه‌ای ـ کربن ـ از این محدوده افزایش یافته است. یک پژوهش در سال گذشته میلادی دریافت که تنها همین منطقه در استرالیا می‌تواند آن‌قدر کربن به اتمسفر زمین بفرستد تا برنامه‌های مبارزه با گرمایش جهانی در سراسر جهان را بی‌اثر کند.

از آلمان، فرانسه، سوئد و جمهوری چک و مشخصاً فنلاند، منطقه‌هایی از اروپا که پیش‌تر به جنگل‌هایشان شهره بودند، حالا شاهد بی‌اثری جذب کربن در مخزن‌های کربنی خود، به‌ویژه جنگل‌هایشان هستند. گرینفیلد از فنلاند مثال می‌آورد که جاه‌طلبانه‌ترین برنامه جهان برای رسیدن به وضعیت تولید صفر کربن را دارد و به‌رغم اینکه تاکنون ۴۳ درصد از تولید گازهای گلخانه‌ای خود کاسته است ـ یکی از موفق‌ترین برنامه‌های مقابله با گرمایش زمین در جهان ـ ولی طبیعت، به خصوص جنگل‌های فنلاند توانایی جذب کربن خود را از دست داده‌اند و همزمان، کربن هم رها می‌کنند، در نتیجه در کنار جنگل‌سوزی و دیگر آسیب‌های محیط‌ زیستی تغییرات اقلیمی، تولید کربن فنلاند تفاوتی با گذشته ندارد.

شبیه به همین می‌تواند برای بقیه نقاط جهان هم رخ دهد و آنچه در موضوع اقلیم دست‌کم یا نادیده گرفته‌ایم، یا به کل ازش بی‌خبر بودیم، می‌تواند تلاش‌ها برای مقابله با گرمایش جهانی را بی‌ثمر کند.