Literatura científica selecionada sobre o tema "Maapallo"

Amerikkalaisen Neal Stephensonin post-apokalyptinen romaani seveneves (2015) alkaa tehokkaasti toteamalla, että kuu on räjähtänyt varoittamatta ja ilman selvää syytä. Melkein 900-sivuisessa romaanissa kuvataan erilaisia strategioita ja yrityksiä selvitä räjähdyksestä, joka merkitsee maapallon tuhoa ja kaiken elämän päättymistä. Romaanin kolmas osa alkaa sanoilla ”Five thousand years later.” Virkkeeseen tiivistyy monta asiaa. Tämä ilmoitus, ”viisi tuhatta vuotta myöhemmin”, ei kerro pelkästään kirjallisuuden kyvystä hypätä ajallisesti ja tilallisesti toisiin maailmoihin ja todellisuuksiin. Se kertoo myös siitä, että kirjallisuudessa ja taiteissa voidaan kuvitella tulevaisuuksia myös tilanteissa, joissa maapallo tuhoutuu.

Meneillään oleva aikakausi on muuttamassa maapalloa yhä elinkelvottomammaksi. Ympäristöongelmat odottavat ratkaisua, jotta pahimmilta uhkakuvilta voidaan välttyä. Muutosvaatimus kohdistuu sekä yhteiskunnan rakenteisiin että yksilön kulutustottumuksiin. Avaan artikkelissani kulutuskäytäntöjen ongelmallisuutta aikalaiskriittisellä otteella, joka on sekä tapa kirjoittaa että näkökulma nykyisyyteen. Nykyisyyden ymmärtäminen on tarpeen, jotta tulevaisuutta voidaan muuttaa.Yksinkertaisimpia tapoja ehkäistä ilmastonmuutoksen vaikutuksia yksilötasolla on siirtyä lihaproteiinien kuluttamisesta kasvisproteiineihin. Erityisesti miehillä on kuitenkin vähemmän valmiutta vähentää lihaproteiinien käyttöä kuin naisilla. Lihaproteiinien erityisyyttä korostavat ajattelutavat ovat yhteydessä länsimaisen ajattelun traditioihin, joissa korostuvat ihmiskeskeisyys ja luonnon ja ihmiskunnan välinen kahtiajako.Ekologisesti yhä kestävämmän tulevaisuuden tavoittelu edellyttää muutoksia kasvatustieteessä. Monitieteinen perspektiivi auttaa maailman tarkastelemisessa marginalisoitujen ihmisten näkökulmasta käsin. Näkökulman avartaminen tarjoaa uudenlaisia käsitteitä, joiden varassa voidaan synnyttää ekologisesti kestävämpään maailmaan suuntaavaa kasvatustiedettä.Havaitsemalla maapallon monilajiset ja hauraat vuorovaikutusketjut voidaan ymmärtää, että elämän ylläpitäminen vaatii kanssaeläjien hyvinvoinnin huomioon ottamisen. Monilajisessa empatiassa yhdistyvät tieto monilajisen maailman tärkeydestä ja tunne siitä, että elämän säilyttäminen maapallolla edellyttää epäitsekästä käytöstä.

Pohjoismaat ovat monessa suhteessa oma erityinen alueensa. Aikuiskasvatustutkijoiden soisi kiinnostuvan alueen ympäristöasioista ja planeetan tilasta. – Kuudes pohjoismainen aikuiskasvatustutkimuksen konferenssi teemalla Adult Education and the Planetary Condition pidettiin 25.–28. maaliskuuta 2015 Tampereen yliopistossa.

Ihmiskunnan tulee omaksua uudenlainen sivistyskäsitys, jossa hyvää elämää tavoitellaan yhden maapallon rajoissa. Ekososiaalisesti sivistynyt ihminen tunnistaa keskinäisriippuvuuksia ekologisen, sosiaalisen ja taloudellisen todellisuuden välillä. Pohjimmiltaan ekososiaalinen sivistys on myös talouden toimintaedellytysten varmistaja.

Antroposeenin ajassa ihminen muovaa maapallon tulevaisuutta luonnonvoimiakin enemmän. Kun maapallon rajat tulevat vastaan, kasvaa inhimillisen ja ei-inhimillisen todellisuuden välistä siltaa rakentavan ajattelun ja toiminnan tarve. Kysymme tässä artikkelissa: 1) millaisia piirteitä ja ominaisuuksia on ihmisen ja muun todellisuuden yhteenkietoutuneisuuden tunnistavalla ja tunnustavalla taidekasvatuksella sekä 2) miten tällainen taidekasvatus voi toimia yhteiskunnan muutosajurina kohti kestävää tulevaisuutta? Ekososialisaatioteoriaan ja esteettiseettisen taidekasvatuksen perinteeseen pohjautuen tunnistamme ekososiaalista kestävyyttä tukevalle taidekasvatukselle kolme ulottuvuutta – kehollisuuden, kuvittelukyvyn ja huolenpidon – jotka voivat vauhdittaa kestävyystietoisen elämänorientaation valtavirtaistumista yhteiskunnassa. Ihmiskeskeisen ajattelun ongelmallisten piirteiden paljastuessa on ihmisen maailmasuhteessa olevia ristiriitaisuuksia mahdollista korjata. Kun ihmiselämän koetaan kietoutuvan erottamattomaksi osaksi planetaarista kokonaisuutta, on arvokkaan ja merkitykselliseksi koetun elämän tavoittelun mahdollista toteutua entistä ehyemmin. Kaiken elämän itseisarvoisuutta ja kietoutuneisuutta näkyväksi tekevä taidekasvatus voi vauhdittaa planetaaristen kriisien ratkaisemista, mikä puolestaan vahvistaa tulevaisuuden toivoa.

Tulevaisuuden kuvat maapallon kantokyvyn riittämättömyydestä ja ilmastonmuutoksesta vaikuttavat niin ihmisiin kuin luontoon. Ihmisen perustarpeisiin kuuluvat suoja, vaatetus, ravinto ja työ mutta myös itsensä toteuttaminen ja sosiaalinen kanssakäyminen. Millaisena käsityö näyttäytyy kestävään kehitykseen pyrkivässä yhteiskunnassa?

Taidoista ja osaamisesta tarvitaan laaja-alaista keskustelua. Jatkuvaan oppimiseen sisältyvä tulevaisuudenlupaus vahvistuvasta kilpailukyvystä ei riitä. Työn, teknologian ja organisaatioiden muutosten aiheuttamat haasteet eivät saa ylittää yksilöiden kapasiteettia, oppimiselle on oltava riittävästi aikaa, eikä ketään tule jättää yksin oppimisvaikeuksiensa kanssa. Turhautumista ja merkityksettömyyden kokemusta oppimisen äärellä emme halua. Tarvitaan politiikkaa, jossa uutta oppimalla edistetään laaja-alaista sivistystä, rauhanomaista konfliktien ratkaisua ja sosiaalista oikeudenmukaisuutta sekä turvataan maapallon ekologinen kestävyys.

Yhdysvaltalaisen runoilijan Max Cafardin yhdeksän säkeistön pituinen ”Tervetuloa idioseeniin” on jo useamman vuoden ajan kiertänyt internetissä vihaisena ja turhautuneena kommenttina antroposeenikeskusteluihin, jotka ovat 2000-luvun aikana nopeasti levinneet geologiasta muihin luonnontieteisiin, yhteiskuntatieteisiin ja humanistisiin tieteisiin sekä taiteeseenkin. Antroposeeni on geologien puntaroima ehdotus uudeksi planeetan historiaa jäsentäväksi epookiksi holoseenin jälkeen. Se merkitsee planetaarisen ihmisvaikutuksen aikaa, joka jättää pysyvät jäljet Maapallon maa- ja kallioperään, kryosfääriin, ilmastoon, meriin, vesistöihin ja elonkehään sekä siten koko maapallojärjestelmän toimintaan.

Ekologinen kestävyyskriisi uhkaa ihmiskunnan ja maapallon tulevaisuutta. Biodiversiteetti ja luontokato ovat nousseet ilmastokysymysten rinnalle yhteiskunnallisessa ja tieteellisessä keskustelussa. Luontokadon perimmäiset syyt liittyvät kestämättömiin tuotantotapoihin ja liialliseen kulutukseen. Tästä huolimatta kulutuksen ja biodiversiteetin välisiä yhteyksiä on tutkittu niukasti. Tämä tutkimus tuo yhteen eri tieteenalojen näkemykset kulutuksen ja biodiversiteetin välisistä kytköksistä integratiivisen kirjallisuuskatsauksen menetelmää soveltaen. Analyysi etenee tutkimuskentän ajallisen kehityskaaren kuvauksesta tutkimuksista piirtyvään kokonaiskuvan luomiseen. Tutkimus luo perustaa aihetta käsittelevälle tulevaisuuden kulutustutkimukselle. Johtopäätökset kutsuvat tarkastelemaan kulutuksen ja biodiversiteetin välisiä yhteyksiä monitieteisesti, systeemisesti ja luontokeskeisesti.

Maapallon pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevat boreaaliset suot ovat sitoneet ja varastoineet ilmakehän hiilidioksidia (CO₂) jo niiden syntyajoista lähtien ja näin viilentäneet ilmastoamme. Hiilenkierto koostuu kasvien fotosynteesistä ja hiilidioksidin palautumisesta ilmakehään kasviainesta hajottavien mikro-organismien toiminnan ja kasvien hengityksen myötä. Hiili sitoutuu turpeeseen, kun kasvijäte maatuu ja hajoaa. Soiden ikääntyessä niiden hiilitasapaino muuttuu ja niistä alkaa vapautua enemmän hiilidioksidia kuin niihin sitoutuu. Nuoret suot kehityksensä alkuvaiheessa sitovat hiiltä tehokkaasti, koska niissä turpeen kerrostumisnopeus on nopeaa. Hiilenkierrossa vaikuttavia ympäristötekijöitä ovat turve, kasvillisuus, hydrologia ja lämpötila. Pohjoisessa soihin muodostuu paksu turvekerros, koska viileät ja kylmät olosuhteet ovat edesauttaneet sen muodostumista. Kasvillisuus toimii suon hiilensitojana ja biomassan tuottajana. Erityisesti rahkasammaleella (Sphagnum) on tärkeä merkitys boreaalisilla soilla. Vedenpinnan tason on oltava kohtalaisen korkealla ja tasainen, jotta suon hiilenkierto säilyy optimaalisena ja turpeen muodostus mahdollistuu. Sekä ilmaston että maaperän lämpötilalla on vaikutuksensa suossa tapahtuvaan hiilenkiertoon. Lämpenevä ilmasto vaikuttaa soihin kuivattavasti, mikä saa ne muuttumaan hiilivarastoista hiilenlähteiksi. Pohjoisimmilla alueilla ikirouta tulee sulamaan, mikä lisää kasvihuonekaasupäästöjä ilmakehään entisestään. Ilmastonmuutos tulee muuttamaan suon ympäristötekijöitä eri paikoissa eri tavoin. Suon toiminta hiilivarastona tai -lähteenä määräytyy lähinnä paikallisten ominaisuuksien ja sääolosuhteiden, kuten sadannan ja lämpötilan mukaan. Ihmisen toiminta on osaltaan häirinnyt soiden luonnollista kehitystä ja edesauttanut soista vapautuvien hiilidioksidipäästöjen vapautumista ilmakehään. Häirittyjä soita pyritään palauttamaan luonnontilaisiksi, jotta turpeen muodostuminen palautuisi ja mahdollistaisi pitkäaikaisten hiilinielujen syntymisen.

Abstract The subject of the thesis was to analyze by an engineering approach the global CO₂ balance and CO₂ utilisation. The aim was to apply methods and knowledge used in engineering sciences to describe the global CO₂ balance and the role of CO₂ in anthropogenic utilisation applications. Moreover barriers restricting commercialisation of new applications are discussed. These subjects were studied by literature reviews and calculations based on thermodynamics models. Engineering methods have shown to be applicable to describe the global balance of CO₂ and to define by a numerical way the Earth’s system carrying capacity. Direct and indirect actions, which mitigate the overload situation, were derived from the results. To screen out the attractive CO₂ properties in utilisation applications a mapping analysis was carried out. Properties, which enhance mass and heat transfer, are one of the most meaningful characteristics from the chemical engineering point of view. Attractive properties are often achieved at the supercritical state. Engineering thermodynamic methods were used in fluid phase determination of the case studies. Even simple methods are sufficient to advice experimental research work. The thermodynamic knowledge is the basement in creation of industrial scale chemical processes. If detailed information on system properties is needed, a model development due to the special requirements of high pressure systems and CO₂ features is required. This knowledge covers property information from all the components involved in chemical reactions. In addition to engineering knowledge successful technology transfer requires positive social structure as well. Finally, if the humankind is willing to mimic Nature and use light of the Sun as an energy source in engineering systems, development of thermodynamic methods is required also in this area. Especially the work terms, originally defined in classical mechanical thermodynamics and afterwards formulised also in other parts of the engineering fields, play a key role. If this development work is successful, we may see the shift from thermodynamics approach to ‘photodynamics’. Mitigation of global warming is a problem, which needs several kinds of activities. As a result of this study, there are listed a few engineering actions, which have a possibility to contribute to the work towards the carbon neutral society
Tiivistelmä Väitöskirjatyössä sovelletaan insinööritieteissä käytettyjä metodeja ja tietämystä määriteltäessä ilmakehän CO₂-tase sekä antropogeenisten hyötykäyttökohteiden merkitys teollisissa prosesseissa ja globaaleissa CO₂-virroissa. Lisäksi pohditaan uusien CO₂-hyötykäyttösovellusten kaupallistamiseen liittyviä rajoitteita. Näitä aiheita on tutkittu käymällä läpi tieteellistä kirjallisuutta ja tekemällä laskelmia. Insinööritieteistä tutun taselaskennan avulla tarkastellaan ilmakehän CO₂-virtoja. Sen pohjalta määritetään numeerisesti maapallon CO₂-kantokyky. Tuloksista johdetaan suoria ja epäsuoria toimenpide-ehdotuksia, joiden avulla voidaan lieventää ilmakehän CO₂-ylikuormaa. Kartoitusmenetelmän avulla selvitetään hyötykäytön kannalta edulliset CO₂:n aineominaisuudet. Kemiantekniikan näkökulmasta ominaisuudet, jotka parantavat aineen- ja lämmönsiirtoa, ovat kiinnostavimpia. Nämä ominaisuudet tulevat esille silloin, kun fluidi on ylikriittisessä olomuodossa. Termodynaamisia laskentamenetelmiä sovelletaan esimerkkiseosten olomuodon eli faasin määrityksessä. Tulokset osoittavat, että jopa verraten yksinkertaiset menetelmät antavat tietoja, jotka auttavat ymmärtämään laboratoriokokeiden faasikäyttäytymistä. Teollisen mittakaavan kemiallisten prosessien kehityksessä ja suunnittelussa termodynamiikan hallitseminen on keskeinen edellytys. Jos CO₂:n kiinnostavia ominaisuuksia toivotaan hyödynnettävän teollisesti, korkeapaineisten systeemien termodynaamisen teorian hallinta sekä aineominaisuuksien määrittäminen kaikille systeemiin osallistuville komponenteille ja niiden seoksille nousee merkittävään asemaan. Läpikotainen teorian ja teknisten perusteiden hallitseminen ei vielä takaa menestyksellistä teknologiansiirtoa pienestä suureen mittakaavaan. Lisäksi tarvitaan myönteinen ja kannustava yhteiskuntajärjestelmä. Mikäli tavoitellaan vielä rohkeampaa kehitysnäkymää, tilannetta, jossa luonnon tavoin CO₂-prosessien energianlähteenä käytettäisiin auringonvaloa, havaitaan, että tämäkin askel edellyttäisi termodynaamista menetelmäkehitystä. Keskeinen termodynaaminen konsepti on työ. Työ siirtää energiaa ympäristön ja systeemin välillä. Tämä on määritelty jo klassisessa mekaniikassa; kappaleen siirto tietystä paikasta toiseen. Kemiantekniikassa työlle on kehitetty käyttökelpoisia kaavoja paine–tilavuus–lämpötila-systeemeihin. Mikäli työn elementit kyettäisiin määrittelemään auringonvalon fotoenergialle, avaisi se uusia näkymiä reaktiokemiaan. Silloin termodynamiikan sijaan voitaisiin ehkä mieluummin puhua 'photodynamiikasta'. Ilmaston lämpeneminen on ongelma, jonka lieventämiseen tarvitaan useanlaisia toimia. Etsittäessä tietä kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa, insinöörit voivat avustaa suunnan löytämisessä hyödyntämällä tieteenalallaan käytettyjä metodeja ja teorioita sekä tarpeen vaatiessa kehittää niitä edelleen uusille alueille