Professor Ülo Niinemets: kas 20 miljardit tuleviku ennustamiseks on tõesti liiga palju?

Ülo Niinemets Foto: Kristjan Teedema / Tartu Postimees

Inimkond on vastamisi oma ajaloo suurimate olemuslike väljakutsetega − kliimamuutused, toidu- ja veejulgeolek ning välisõhu saastatus. Need on äärmiselt olulised, keerulised ja tihedasti omavahel läbipõimunud teemad, kuid olemasolevad teadusandmed ei võimalda nende kulgu hästi ennustada, kirjutab Eesti Maaülikooli professor akadeemik Ülo Niinemets.

Kliimamuutus mõjutab vee ja toitainete ringeid lokaalselt ja globaalselt. Vee ja toitainete kättesaadavus ning kliima mõjutavad taimede produktsiooni ja sellega omakorda kliima soojenemist põhjustava süsihappegaasi neelamist õhust. Taimede süsiniku neelamine aga muudab kliimat. Lisaks eritavad taimed õhku mitmesuguseid orgaanilisi ühendeid, eelkõige erinevaid küllastumata süsivesinikke, nagu näiteks terpeenid, mille osalusel moodustuvad atmosfääris päikesekiirgust tagasi maailmaruumi peegeldavad ja kliimat jahutavad aerosoolid. Samuti osalevad taimsed ühendid pilvede moodustumisel, jällegi mõjutades kliimat.

Taimede poolt kauges minevikus talletatud süsinikku sisaldavate ainete − fossiilsete kütuste, nagu nafta, kivisüsi ja põlevkivi − põletamisel eraldub atmosfääri kliimat soojendav süsihappegaas. Lisaks saastab igasugune põletamine välisõhku, olgu tegu siis fossiilsete kütuste või puiduga. Õhusaaste omakorda kahandab taimede produktsiooni ning ka taimedeni jõudva päikesekiirguse intensiivsust. Välisõhu saaste halvendab otseselt inimeste elukvaliteeti, kuid kõik taimede osalusel toimuvad protsessid mõjutavad toidu ja vee kättesaadavust ja sellega inimeste elutingimusi.

Kuigi kliimamuutused, toidu- ja veejulgeolek ja õhu saastus on üksteisega lahutamatult seotud, uuritakse neid tänapäeval paraku valdavalt üksteisest eraldi. Enamikus ökosüsteemide süsinikuvoogusid seiravates mõõtejaamades ei mõõdeta tavaliselt mitte midagi muud. Õhukvaliteedi seirejaamades mõõdetakse tavaliselt kümmekonna lihtsama indikaatorühendi kontsentratsiooni, mis paraku ei võimalda ennustada aerosoolide ja pilvede teket. Lisaks kasutavad erinevad teadlaste töörühmad ning riiklikud mõõtelaborid erinevaid mõõteriistu ja metoodikaid, tihti ka iganenud riistvara ja mõõtmisprotseduure. Nii ongi suureskaalaliste üldistuste tegemine planeedi tuleviku kohta väga keeruline, kui mitte võimatu.

Mosaiiksete teadmiste ja paljude vastukäivate andmeridade virvarri abil tuleviku ennustamisel on veapiir väga suur, mis loob ka pinnase teadusliku põhjenduse asemel uskumuste ja arvamuste kasutamiseks poliitikate kujundamisel.

Samas on nüüdisajal tohutult kiiresti arenenud mõõtmistehnoloogiate võimekus. Nii on tänapäeva massispektromeetritega võimalik korraga mõõta tuhandete ühendite kontsentratsioone vaid sekundite jooksul. Selline tehnoloogia muutub järjest kättesaadavamaks ning on juba rakendusel maailma juhtivates atmosfääriuuringute teadusrühmades.

Olukorda komplitseerib veel see, et suured maakera piirkonnad on vaatluse alt täiesti väljas – näiteks suurem osa Aafrikast, troopilisest Aasiast, Euraasia idaserv, valdav osa Lõuna-Ameerikast. See on suurem osa maakera kõige metsasemast piirkonnast, mida tihti kutsutakse planeedi rohelisteks kopsudeks. Õhukvaliteedi mõõtmine on kesisel järjel ka suuremas osas üle 10 miljoni elanikuga nn megalinnades. Seetõttu ei ole meil senini täielikku arusaama maakera elustiku ja kliima vastasmõjude kohta ega konsensuslikku nägemust sellest, mida toob tulevik ja kuidas nende suurte väljakutsetega toime tulla.

Ajakirja Nature selle aasta jaanuarinumbris esitab Helsingi ülikooli ja Pekingi ülikooli füüsikaprofessor Markku Kulmala ambitsioonika visiooni maailmaseire võrgustiku loomiseks. Selle kogu maakera katva seirejaamade võrgustiku idee põhineb Soomes Hyyttiäläs paikneva SMEAR II jaama (Station for Measuring Ecosystem-Atmosphere Relations) ideoloogial. Alates 1995. aastast on SMEAR II jaamas pidevalt mõõdetud taimestiku-atmosfääri vastasmõjusid. Saadud andmestiku tugevuseks on just pidevad kauaaegsed mõõtmised. Nende andmete põhjal on saadud erakordselt huvitavaid tulemusi taimede rollist kliima mõjutamisel, ning SMEAR II jaama tulemused on kujunenud soome teaduse lipulaevaks.

Tänapäeval mõõdetakse SMEAR II jaamas korraga enam kui tuhandet keskkonna ja taimede karakteristikut ainulaadsete mõõteriistadega. Sellesarnaseid jaamu on rajatud juba ka mujale, nende seas Ida-Eestis Järvseljal paiknev SMEAR-Eesti jaam (jaama juht dr Steffen Noe, http://smear.emu.ee/), mis loodi Eesti Maaülikooli juhtimisel koostöös Tartu Ülikooliga. SMEAR-Eesti rajati Euroopa Liidu tõukefondide toel riikliku tähtsusega infrastruktuurimeetme esimeses voorus (Eesti teadustaristute teekaart, jaama ametlik avamine 25. august 2015). Praeguseks on juba saadud ridamisi väga huvipakkuvaid tulemusi taimestiku süsinikusidumise trendide ning taimede ja õhukvaliteedi vaheliste seoste kohta, aga ka selle kohta, kuidas Venemaa õhusaaste mõjutab Eesti välisõhku.

Eesti SMEAR-jaam rajati peamiselt pikaajaliste ja komplekssete andmeridade kogumiseks, mis omakorda on vajalikud põhjuse ja tagajärje seoste leidmiseks aastati varieeruvate ilma- ja õhutingimuste korral. Sellised seosed on hädavajalikud tulevikutrendide ennustamiseks. Eesti teaduse liiga projektikeskne finantsmaastik ei soosi pikaajalisi tegevusi ja seda imetlusväärsem on, et senini on tegijatel siiski õnnestunud jaama käigus hoida.

Kuigi olemasolevad jaamad on andnud ainulaadseid teadustulemusi, ei piisa sellest globaalsete üldistuste tegemiseks. Nii teebki professor Kulmala ettepaneku rajada kogu planeeti kattev vähemalt 1000 superjaamast koosnev võrgustik. Iga jaama maksumus oleks hinnanguliselt 10−20 miljonit eurot, kokku ligikaudu 10−20 miljardit eurot. See võib tunduda küll suure summana, kuid professor Kulmala toob välja, et samasse suurusjärku jäi hiljuti Genfi lähistele rajatud Suur Hadronite Põrguti ning vähem ei maksa ka USA ja Mehhiko piirile plaanitav tara, mida soovib president Donald Trump. Seega on tegemist erakordselt kuluefektiivse finantseeringuga, mis võimaldab viimaks luua korda vastukäivate andmete ja arvamuste kakofoonias ning lõpuks ometi mõista, kuidas planeedi elustik ja kliima üksteist mõjutavad ja milline on nende vastasmõjude tähtsus inimesele. Loodetavasti ei pea me kliima- ja toidujulgeoleku poliitikate kujundamisel enam kasutama uskumus- ja arvamuspõhiseid argumente.