Antroposeeniyhtälöihin 2.

Antroposeeniyhtälöihin 2.

Tämä foorumi ei luonnollisesti ole tiedefoorumi, mutta yritän kiteyttää tässä blogissa olevan monipolvisen ajatuksen mahdollisimman yksinkertaisesti. 

Minun ja monen muunkin käsitys on se, että elämme nyt holoseenin jälkeistä aikaa nimeltään antroposeeni, joka tarkoittaa ihmisen aikakautta. Tämän uuden epookin lanseerasi ensimmäisenä Alankomaalainen meteorologi ja Nobelisti Paul J. Crutzen (3.12.1933 – 28.1.2021). Myöhemmin Austraalialainen kollega emeritusprofessori Will Steffen et al. (25.6.1947 – 29.1.2023) vei asiaa eteenpäin, julkaisemalla ns. antroposeeniyhtälöt ja suuren kiihtyvyyden graafit:

Suuren kiihtyvyyden graafit

https://futureearth.org/2015/01/16/the-great-acceleration/

En kuitenkaan lähde avaamaan tätä yhtälöä, olen sen tainnut tehdä jo lukuisia kertoja ennenkin ja graafit puhukoon puolestaan. Mutta on itsestään selvää, että emme kykene suoraan vaikuttamaan maapalloa koskeviin luonnollisiin eli planetaarisiin muutoksiin, kuten esim.:

1. Auringon energian muutoksiin (Maa saa 99.97% energiastaan auringosta, 0.03% Maa tuottaa itse) 
2. Muiden planeettojen liikkeiden vaikutukset Maahan 
3. Vulkaaniseen toimintaan 
4. Muutokset maapallon kiertoradassa (Milankovichin syklit)
5. Merivirrat 
6. ENSO -ilmiö 
7. Arktinen värähtely jne.. 

Jolloin ’yksinkertaisella’ integroinnilla voidaan kuvata sekä luonnollisten, eli planetaaristen että antropogeenisen suuren kiihtyvyyden muutosten summaa.

Esimerkki:

Jos meillä on funktio f (x_n, y_n, t), joka riippuu kahden muuttujan (luonnolliset, eli planetaariset ja antropogeeninen kiihtyvyys) joukosta, x_n ja y_n, (x ja y saavat n:s määrän muuttujia) sekä ajasta t, ja haluamme integroida tämän funktion ajan myötä, kaava olisi seuraava:Tässä kaksoisintegraalisymboli ( ∫∫ ) osoittaa integraation sekä x_n :n ja y_n :n tasojen että aika-alueen yli. Tämän operaation tulos olisi x_n :n ja y_n :n funktio, joka edustaa funktion  f  kumuloitunutta vaikutusta ajan kuluessa. Tämäntyyppinen integraali voisi edustaa suureita, kuten kertynyttä vuota,  kokonaismassaa tai kokonaisenergiaa tietyllä avaruuden alueella (määritetty x_n :llä ja y_n :llä) ajan myötä. Tästä jutun  lopussa hieman enemmän.

Planeettojen syklien muutokset

Planetaarisessa (luonnollisessa) isossa kuvassa, eli planeettojen liikeradoissa tapahtuu eri-pitkiä syklejä, missä niiden muutokset ovat äärimmäisen hitaita, koska niitä ei voida konkreettisesti ja nopeasti kovin helposti havaita. Se on kuitenkin selvää, että planeettojen liikeradat voidaan tietyllä tarkkuudella ennakoida.

On olemassa aika-ikkunoita, missä esim. avaruusluotaimia lähetetään muille planeetoille, jossa polttoaineita säästämällä, hyödynnetään kohde-planeetan läheisyydessä olevien muiden planeettojen gravitaatiovoimia. Joskus on käynyt kuitenkin niin, ettei luotain laskeudukkaan kohde-planeetan suunnitellulle alueelle, jolloin osumatarkkuus on siirtynyt alkuperäisestä aika-ikkunasta. Ennakointi ei siis ole mennytkään täysin kohdalleen. Kun ottaa huomioon, miten pitkistä aika-jaksoista on kysymys, otetaan kuitenkin hyvin onnistunut esimerkki:

Cassini-Huygens oli NASAn ja ESAn yhteinen miehittämätön avaruuslento, joka laukaistiin matkaan 15.10.1997. Huygens -laskeutuja saavutti Saturnuksen kuun Titanin kaasukehän ja siitä pinnalle 14.1.2005. Lento kesti n. 7 vuotta, ja Titanin kaasukehästä saatiin (Suomi tällä osuudella mukana missiossa) mitattua paineprofiili, joka oli lentoa aiemmin mallinnettu täysin oikein. Eli kaiken kaikkiaan Cassini-Huygens -missio onnistui erinomaisesti. On huomioitava, että Titanin etäisyys Maasta on n. 1.2 miljardia kilometriä.

Antroposeeninen (ihmiskunnan) vaikutus

Kun planeettojen syklien muutoksista riippumatta, kyetään ennakoimaan avaruuslentojen ja luotaimien osumatarkkuuksia näinkin hyvin, niin miksi yhä herää epäilyjä, että esim. Milankovichin syklit olisivat liian pitkiä, jotta niihin voitaisiin vertailla Maan ja ilmakehän välillä tapahtuvaa antropogeenista suurta kiihtyvyyttä ja niiden muutoksia, jotka ovat huomattavasti nopeampia, kuin Milankovichin syklien muutokset. Toinen tekijä, joka tuo lähemmäksi antroposeenista suuren kiihtyvyyden vaikutusta Maan ja ilmakehän välillä, on kertynyt vuo, kokonaismassa tai kokonaisenergia tietyllä avaruuden alueella 

(ks. kaava II)

Tuo jälkimmäinen eli kokonaismassa tai kokonaisenergia ei tietenkään häviä mihinkään, se muuttaa vain muotoaan. Eli ihmiskunta käyttää energiaa, joka sitten muuntuu toiseksi. Mutta kertynyt vuo tietyllä avaruuden alueella (ilmakehä) antaa suoran viitteen tapahtuvista nopeista muutoksista, kuten suuresta antropogeenisesta kiihtyvyydestä ja niiden vaikutuksista.

Graafit uudelleen

https://futureearth.org/2015/01/16/the-great-acceleration/

Kaava II

Kaavassa II x_n ja y_n siis edustavat muuttujien x ja y n:s joukkoja, missä x_n joukko voisi olla antropogeeniset muuttujat (suuri kiihtyvyys) ja vastaavasti y_n voisi olla luonnollisia eli planetaarisia muuttujia ja dt ajan muutosta, missä nämä muuttujat vaikuttavat.

x_n = antropogeeninen vaikutus, eli suuri kiihtyvyys joka on f (x_n dt)

y_n = (ks. yo:t kohdat 1 – 7) ja näiden vaikuttavuus f (y_n dt)

Suuri antropogeeninen kiihtyvyys (graafit)

Onko siis ylipäätään mahdollista olla eri mieltä siitä, että tämä suuri kiihtyvyys ei olisi ihmisen aiheuttamaa, vaan seurausta luonnollisista eli planetaarisista muutoksista, kun jos nuo suureet integroidaan, voittopuolinen vaikutus eli antropogeeninen suuri kiihtyvyys on kuitenkin itsestään selvyys.