Nell’ambito del cambiamento climatico sono stati definiti due limiti: la concentrazione di CO2  nell’atmosfera e il forzante radiativo. 

Concentrazione di CO2 

L’atmosfera è l'involucro di gas che circonda il nostro pianeta. La concentrazione di CO2  nell’atmosfera indica la quantità di CO2 presente in questo involucro gassoso. La concentrazione di CO2  può essere espressa, tra l’altro, in ppm. L’abbreviazione ppm sta per «parti per milione».

Il limite del pianeta per la concentrazione di CO2  corrisponde a 350 ppm, il limite per il rischio elevato a 450 ppm. Nel 2023, la concentrazione media di CO2  era di 420 ppm. Il limite del pianeta è stato quindi superato. 

Nell’atmosfera è sempre presente una certa quantità di CO2, poiché vari organismi viventi (ad esempio gli esseri umani) emettono CO2 quando respirano. Tuttavia, la CO2 viene prodotta anche quando si bruciano fonti di energia non rinnovabili, come il petrolio greggio. Dall’inizio del XIX secolo, ovvero dall’industrializzazione, è stata prodotta una quantità sempre maggiore di CO2. Si parla di industrializzazione perché, grazie al progresso tecnologico, sempre più prodotti sono stati creati nelle fabbriche da macchine anziché a mano. Poiché per questo tipo di produzione si bruciano anche fonti energetiche non rinnovabili, si emette sempre più CO2. 

Forzante radiativo 

Il bilancio energetico indica il rapporto tra la quantità di energia che la terra riceve dal sole e la quantità di energia che la terra emette nello spazio. Ci sono diversi fattori che influenzano questo rapporto, come la quantità di gas serra o la riflettività della superficie terrestre. Una maggiore quantità di gas serra, ad esempio, contribuisce che più energia, e quindi più calore, rimanga sulla superficie terrestre. Tuttavia, se ad esempio ci sono più aerosol, la terra riflette più energia, rendendola così più fredda. Gli aerosol sono una miscela di gas e di piccole particelle che fluttuano in questo gas.  

Il forzante radiativo indica i cambiamenti nel bilancio energetico. Il forzante radiativo non viene misurato, ma calcolato tramite vari valori. Maggiore è il forzante radiativo, più energia rimane nei pressi della superficie terrestre, che di conseguenza diventa più calda. 

Il forzante radiativo è espresso in watt per metro quadro (W/m2). Per valutare il forzante radiativo, si guarda quanto è aumentato dall’industrializzazione (W/m2 = 0). Il limite del pianeta corrisponde a +1 W/m2, il limite per il rischio elevato è di + 1.5 W/m2. Nel 2023, il forzante radiativo ammontava a +2.91 W/m2. Il limite del pianeta è stato quindi superato. 

Con biosfera si intendono le zone della terra in cui esistono gli organismi viventi. In relazione all’ambiente, integrità significa «non essere danneggiato». L’integrità della biosfera è quindi lo stato integro degli habitat. La perdita dell’integrità della biosfera si misura in due aree: perdita funzionale e perdita genetica. 

Perdita funzionale 

Una perdita funzionale della biosfera si verifica quando l’essere umano occupa troppa superficie terrestre e l’ambiente non riesce così a funzionare bene.  

La perdita funzionale dell’integrità della biosfera è espressa dall’HANPP (Human Appropriation of Net Primary Production). L’HANPP mostra quanta parte della produzione vegetale naturale viene modificata o sfruttata dall’essere umano attraverso l’utilizzo dei terreni e la raccolta. Misura l’influenza delle attività umane sulla disponibilità di energia negli ecosistemi. Mostra il livello dello sfruttamento umano rispetto ai processi naturali. In sostanza, l’HANPP mostra in che misura la natura risente dell’utilizzo dei terreni e quanto è elevata la pressione sulla biodiversità. Il limite del pianeta è del 10 percento e il limite per il rischio elevato è del 20 percento. Nel 2023, l’HANPP era intorno al 30 percento. Il limite del pianeta è stato quindi superato. 

Perdita genetica 

La perdita genetica è la perdita di diversità degli organismi viventi. Si può verificare sia perché rimangono pochi esseri viventi di una stessa specie, sia perché la specie si estingue del tutto. 

La perdita genetica si misura attraverso il tasso di estinzione. Il tasso di estinzione è il numero di specie per milione di specie che si estingue in un anno. È espresso come «extinction per million species years» (E/MSY).  Il limite del pianeta del tasso di estinzione è di 10 E/MSY, quello per il rischio elevato è di 100 E/MSY. Nel 2023, il tasso di estinzione è stato stimato a oltre 100 E/MSY. Il limite del pianeta è stato quindi superato. 

L’atmosfera terrestre è l’involucro di gas che circonda il nostro pianeta. È suddivisa in diversi strati. Uno di questi strati è la stratosfera. Si estende ad un’altezza compresa tra i 25 e i 47 chilometri. Nella stratosfera si forma l’ozono. L’ozono è un composto chimico dell’ossigeno. 

Il sole emette raggi UV. Si tratta di raggi di luce invisibili all’occhio umano. Sono dannosi per gli esseri viventi sulla terra perché possono causare il cancro, ad esempio. Gran parte di questi pericolosi raggi UV vengono bloccati dallo strato di ozono della stratosfera. Per questo è importante che lo strato di ozono venga preservato. 

La quantità di ozono presente nella stratosfera si misura, tra l’altro, in unità Dobson (DU). Più basso è il valore, minore è la quantità di ozono e maggiore così è il rischio per l’ambiente. Il limite del pianeta è stimato a 276 DU di ozono, il limite per il rischio elevato a 261. Nel 2023, è stata registrata una quantità di ozono pari a 284 DU. La quantità di ozono è sotto il limite del pianeta. Di conseguenza si trova nella zona sicura. 

Le nostre acque e le creature che ci vivono assorbono CO2. Da CO2 e acqua si forma l’acido carbonico. Per questo motivo si parla di acidificazione degli oceani quando una quantità eccessiva di CO2 finisce nell’acqua. Il fatto che ci sia maggiore CO2 nell’acqua modifica la composizione chimica dell’acqua marina. Ad esempio, c’è meno carbonato. Il carbonato è un composto chimico che, insieme al calcio, forma la calce (carbonato di calcio). Questa è particolarmente importante per organismi viventi come i coralli, i quali formano il proprio guscio con il calcio. La mancanza di carbonato rende questo processo più difficile. 

Inoltre, l’acqua cerca di mantenere un equilibrio chimico. Quindi, se l’acqua di mare manca di carbonato, dissolve il carbonato esistente dai gusci dei coralli per ripristinare questo equilibrio. In questo modo, il carbonato di calcio viene disciolto, i coralli perdono il proprio guscio e rischiano di morire. 

L’acidificazione degli oceani si misura in base alla quantità di aragonite (un tipo di carbonato di calcio prodotto in particolare dai coralli) presente nell’acqua. Più il mare è acido, meno carbonato di calcio c’è nell’acqua. La quantità di aragonite è espressa in unità omega (Ωarag).  

Il limite del pianeta corrisponde a 2.752 Ωarag. Se la quantità di aragonite nell’acqua è inferiore a questa quantità, esiste un rischio per l’ambiente. Nel 2023, la quantità di aragonite era di 2.8 Ωarag. La quantità di aragonite si trova nella zona sicura, cioè non è scesa al di sotto del limite planetario.  

Il cambiamento di utilizzazione del suolo è misurato in base alla proporzione originaria di foresta sulla terra. Nel 2023, c’era ancora il 60 percento dell’area forestale esistente prima dell’industrializzazione a livello mondiale. L’industrializzazione si riferisce al periodo intorno al 1800, quando ci furono grandi progressi tecnologici e un numero sempre maggiore di fabbriche. Il limite del pianeta è fissato al 75 percento, mentre a partire dal 54 percento c’è un rischio elevato per l’ambiente. L’area forestale rimasta è al di sotto del limite planetario ed è quindi nella zona ad alto rischio. 

L’acqua dolce della terra corrisponde alla quantità totale di acqua dolce presente sul pianeta. Essa comprende l’acqua superficiale e quella sotterranea (la cosiddetta «acqua blu»), nonché l’acqua dolce immagazzinata nel terreno stesso (la cosiddetta «acqua verde»). L’acqua dolce fa parte del ciclo dell’acqua: ad esempio, l’acqua verde evapora e sale nell’atmosfera, dove si raffredda e ricade sulla terra come pioggia. Se la pioggia cade in un fiume, quest’acqua diventa «acqua blu». Se invece la pioggia cade sul terreno e s’infiltra nella terra, quest’acqua ritorna di nuovo «acqua verde». 

Quando l’acqua va attraverso questo ciclo, è normale che la quantità d’acqua nello stesso luogo fluttui, cioè che sia più alta o più bassa. Tuttavia, se oscilla troppo o troppo poco, si parla di fluttuazioni disturbate. 

Per osservare come sta cambiando il ciclo d’acqua dolce, si misura la percentuale di superficie interessata da fluttuazioni disturbate. L’acqua blu e l’acqua verde vengono valutate separatamente. Nel 2023, il 18.2 percento della superficie terrestre presentava fluttuazioni disturbate di acqua blu. Il limite del pianeta è del 10.2 percento. 

Sempre nel 2023, il 15.8 percento della superficie terrestre presentava una fluttuazione disturbata dell’acqua verde. Il limite planetario è dell’11.1 percento. Entrambi i limiti del pianeta sono stati quindi superati. 

Gli aerosol sono una miscela di gas e di minuscole particelle talmente leggere da rimanere sospese nel gas (le cosiddette particelle aerotrasportate). Gli aerosol sono dannosi per la salute perché possono essere inalati, ad esempio, e poi depositarsi nei polmoni, in cui possono causare malattie respiratorie. Gli aerosol influenzano anche l’effetto serra e la formazione delle nuvole. 

Per misurare il carico di aerosol, osserviamo quanto la radiazione solare penetra nell’atmosfera. Più alto è il carico di aerosol, meno il sole penetra nell’atmosfera. Non esiste un’unità di misura specifica per esprimere il carico di aerosol. Piuttosto, si calcola il cosiddetto «spessore ottico dell'aerosol». Il limite del pianeta per il carico di aerosol è 0.1, mentre quello per il rischio elevato è 0.25. Nel 2023, la media globale ammontava a 0.076. Il limite del pianeta, quindi, non è stato superato.   

Le nuove entità sono sostanze chimiche, materiali e organismi viventi inventati dall’essere umano. Per essere certi che queste sostanze non causino danni a lungo termine, sono necessari tempo e risorse sufficienti per osservarne gli effetti sull’ambiente. Tuttavia, attualmente vengono inventate e utilizzate così tante sostanze che non è possibile monitorarle.  

Poiché non è possibile misurare né la quantità di nuove sostanze né il loro impatto ambientale, non esiste un valore specifico per questo ambito. A causa di questa grande incertezza, si presume che il limite del pianeta in questo ambito sia stato superato. 

I cicli biogeochimici si riferiscono al movimento di elementi e composti chimici tra la crosta terrestre, gli organismi viventi e l’atmosfera. Ne è un esempio il ciclo dell’acqua. La quantità d’acqua presente sulla terra rimane più o meno sempre la stessa, ma cambia lo stato in cui essa è presente. Per esempio, l’acqua evapora e diventa nuvole e pioggia, oppure l’acqua dolce scorre da un fiume al mare e diventa acqua salata.  

Sono stati stabiliti i confini del pianeta per due di questi cicli biogeochimici: il ciclo del fosforo (P) e il ciclo dell’azoto (N). Entrambe le sostanze sono utili per gli organismi viventi, ad esempio come fertilizzanti. Tuttavia, se sono presenti in quantità eccessive, possono essere dannose. Ad esempio, se c’è troppo fosforo nell’acqua, non c’è più ossigeno sufficiente per determinati organismi acquatici e questi muoiono. Per misurare il grado di cambiamento del ciclo del fosforo, si misura la quantità di fosforo depositata negli oceani, cioè nell’acqua.  

Nell’aria c’è molto azoto. Tuttavia, questo elemento non è utile per la maggior parte degli organismi viventi. Per poter essere utilizzato ad esempio come fertilizzante, l’azoto deve essere legato. Ciò significa che deve assumere una forma chimica diversa che gli organismi viventi possano elaborare. Per molto tempo questo processo è avvenuto solo in modo naturale. Oggi, oltre ai processi naturali, esistono anche processi tecnici che permettono di legare l’azoto. Mentre una certa quantità di azoto è utile e, per esempio, aiuta le piante a crescere rapidamente, una quantità eccessiva di azoto è dannosa per l’ambiente. Questo avviene perché l’azoto si trasforma chimicamente e diventa, ad esempio, protossido di azoto, un gas a effetto serra. Un eccesso di azoto è anche dannoso per la biodiversità. 

Per valutare come il ciclo dell’azoto sta cambiando, si misura quanto azoto viene legato dall’uomo attraverso i processi tecnici.  

Sia la quantità di fosforo nell’acqua che la quantità di azoto legato sono misurate in terragrammi all’anno (Tg/a). Per quanto riguarda il fosforo, la quantità globale nel 2023 era di 22.6 Tg/a. Il limite del pianeta è di 11 Tg/a. Per quanto riguarda l’azoto, la quantità nel 2023 era di 190 Tg/a. Il limite del pianeta è di 62 Tg/a. Nel 2023, quindi, entrambi i limiti planetari sono stati superati.