Twee ecologische visies

Civis Mundi Digitaal #150

door Erik Jansen

Sinds mensenheugenis zijn er “profeten” opgestaan die de mensheid hebben gewaarschuwd dat de wereld ten onder zal gaan aan honger, ziektes of uitputting van grondstoffen. Een vroeg voorbeeld is Thomas Robert Malthus (1766-1834), die al waarschuwde in An Essay on the Principle of Population (1798) dat de aarde de groeiende wereldbevolking niet zou kunnen voorzien van voldoende voedsel. De publicatie van Limits to Growth (1972) van de Club van Rome markeert een andere mijlpaal met de waarschuwing dat de winbare grondstoffen en fossiele energie eindig zouden zijn.

De publicatie van The Road to Survival (1948) van William Vogt (1902-1968) is misschien minder bekend, maar stelt voor het eerst de ecologische draagkracht van de aarde centraal. De boodschap was een eerste uiting van wat ook wel het “apocalyptische milieu-idealisme” genoemd wordt, het geloof dat het globale ecosysteem wordt vernietigd door de mens en zijn technologie, tenzij we onze consumptie en bevolkingsgroei drastisch beperken. Het boek van William Vogt vormde de opmaat naar boeken zoals Our Plundered Planet (1948) van Fairfield Osborne met een pleidooi voor natuurbescherming, Silent Spring (1962) van Rachel Carson over de invloed van pesticiden op de biodiversiteit, en The Population Bomb (1968) van Paul Ehrlich over de exponentiële groei van de wereldbevolking. William Vogt is de “profeet” in het boek van Charles Mann. Hij werkte in allerlei bestuurlijke functies op het gebied van natuurbescherming.

De rol van “tovenaar” wordt vertolkt door Norman Ernest Borlaug (1914-2009), die vrijwel in zijn eentje de ‘groene revolutie’ heeft ontwikkeld en doorgevoerd. De Groene Revolutie is gebaseerd op de ontwikkeling van nieuwe ziektebestendige varianten van graan en rijst, geschikt voor meerdere grondsoorten en klimaatzones, en geschikt voor een mechanische teelt met kunstmatige bevloeiing en gebruik van pesticiden en kunstmest. Het heeft geleid tot meer dan een verdubbeling van de graanopbrengst in de wereld en heeft daarmee het leven van miljarden mensen veiliggesteld. In de jaren veertig werkte hij vrijwel alleen en met grote volharding en schaars gefinancierd door de Rockefeller Foundation, op het Mexicaanse platteland aan het kruizen van tarwevariëteiten die bestand zouden zijn tegen ‘roest’, de aantasting van tarwe door de schimmel, Puccinia triticina. Dat is hem gelukt. Borlaug ontving daarvoor de Nobelprijs voor de Vrede (1970), de US Presidential Medal of Freedom (1977), en de Congressional Gold Medal (2006), waarmee hij één van de zeven mensen is, die al deze drie awards hebben ontvangen.

Charles Mann geeft in dit boek een breed overzicht van de opkomende milieuproblemen aan de hand van de vier thema’s: aarde, water, vuur en lucht, en hoe de milieubeweging vooral in woord en geschrift daar aandacht voor vroeg. Tot nu toe hebben de technologische ontwikkelingen, mede dankzij de inspanning van vele innovatieve wetenschappers en ondernemers, de ergste rampen weten te voorkomen. Al zullen velen in de milieubeweging wel het gevoel hebben dat het nog steeds twee-voor-twaalf is.

Aarde
De kwaliteit van de grond is een belangrijke factor in de landbouw. Begin 19^e eeuw kwam het besef dat planten groeiden door stoffen aan de bodem te onttrekken, vooral stikstof maar ook fosfaten, kalium, calcium, etc. Door meststoffen aan de bodem toe te voegen kon de opbrengst aanzienlijk vergroot worden. Menselijke en dierlijke feces bevat stikstof in gebonden vorm, anders dan de ongebonden stikstof in de lucht, die niet te winnen is door planten. De lokale mestproductie was al snel niet meer voldoende en met de toegenomen transportmogelijkheden werd het mogelijk mest van verre aan te voeren, zoals guano, de mest die aalscholvers eeuwenlang afgezet hebben langs de kust van Peru.

Toen deze historisch gegroeide voorraden opraakten, ging men op zoek naar een industrieel proces om stikstof uit de lucht te binden tot ammoniak. Daarvoor was waterstof (H₂) en een goed werkende katalysator nodig. In 1909 slaagde Frits Haber (1868-1934) erin op kleine schaal vloeibare ammoniak (NH₃) te produceren. Vervolgens ontwikkelde Carl Bosch (1874-1940) een hogedruktank en een geschikte katalysator om op industriële schaal ammoniak te produceren. Hoewel het Haber-Bosch proces veel energie kost (ca. 1% van de wereldvraag naar energie gaat naar de kunstmestproductie), zorgde het wel voor een verdubbeling van de voedselproductie.

Met de winst kwam echter ook meteen het verlies: ongeveer veertig procent van de kunstmest die de afgelopen zestig jaar gebruikt is, is niet door de planten opgenomen, maar spoelde weg naar de rivieren en als stikstofoxide naar de lucht. Waar rivieren in de oceaan uitmonden ontstaan enorme gebieden waar geen leven meer mogelijk is. De totale schade door de stikstofvergiftigingen wordt geschat op honderden miljarden dollars per jaar. Ten tweede leverde de kunstmest wel veel biomassa op, maar de voedingswaarde van de gewassen daalde, omdat voor een goede voeding een heel scala aan nutriënten nodig is, die echter niet in evenredige mate met de kunstmestgift worden opgenomen. Kunstmatig gegroeide gewassen zijn dus minder voedzaam.

Het besef is inmiddels gegroeid dat alleen een rijke humuslaag een goede voedingswaarde van de plant kan garanderen. Compost draagt bij aan een natuurlijke recirculatie van voedingsstoffen. Deze ideeën vonden aarde in de biologische landbouw, met woordvoerders als Robert McCarrison, Albert Howard, en Jerome Rodale. Zij startten een groot aantal experimenten met kleinschalige tuinbouw zonder gebruik van pesticiden, kunstmest en met gebruik van compost. Ook werden experimenten gedaan met voedselbossen en meerjarige gewassen, waarbij de bodem niet ieder jaar verstoord hoeft te worden. Deze initiatieven zijn echter niet opgepikt door de conventionele landbouw, die zich steeds meer ontwikkelde op industriële schaal, als een fremdkörper binnen de natuur.

Water
Zoet water is een schaars goed. Waterbronnen en putten die teren op water uit de ondergrond raken snel uitgeput, of raken verontreinigd met pesticiden en nitraten. Bekend is het leegpompen van het grote ondergrondse waterreservoir in de Central Valley van California. Eerst wilde men niet van beperkingen horen, maar toen de pompdiepte een paar honderd meter had bereikt en de bodem al een aantal meters was geslonken, en daarmee het ondergrondse reservoir feitelijk was opgeheven, werd men ontvankelijk voor waterbeheer. Grote rivieren werden afgedamd en omgeleid. Soortgelijke ontwikkelingen deden zich elders voor. Naar verwachting zullen de conflicten om het schaarse water toenemen, zeker als door klimaatverandering het smeltwater van de gletsjers opdroogt.

Er zijn twee strategieën om water te winnen. De eerste strategie is het verzamelen, reinigen en hergebruiken van regen- en afvalwater. Al het goede water dat kan worden opgevangen en bewaard, vormt een welkome aanvulling op de winning van water uit de ondergrond of oppervlaktewater. Is het water eenmaal verontreinigd met medicijnresten dan vraagt dat ingewikkelde en kostbare reinigingsprocedures. De tweede strategie is zoet water te maken uit zeewater met een ontziltingsinstallatie. Dat is energie-intensief en loont alleen met voldoende lokale zonne- energieopwekking.

De landbouw en veeteelt is een grootgebruiker van water, ca. 5000 liter water voor iedere kilogram vlees. Peulvruchten (4000 lt/kg) en tarwe (1600 lt/kg) zijn veel efficiënter met water. Omgerekend naar eiwitten vragen peulvruchten ongeveer een-vijfde van de hoeveelheid water, vergeleken met vlees. Ook het grondgebruik is onevenredig, de veeteelt vraagt 80% van de beschikbare landbouwgrond en zorgt maar voor 37% van de eiwitvoorziening.

Ten slotte is er het watermanagement. Veel traditionele nutsbedrijven draaien te lang door zonder hun techniek en distributiesysteem te vernieuwen. Naar schatting gaat een groot deel van het goede water verloren door lekkages onder de grond. Ook werken lokale distributiesystemen vaak zonder een individuele watermeter wat besparing niet erg aanmoedigt. Veel lokale waterbedrijven zijn inmiddels overgegaan in commerciële handen, waar meer efficiency en kostenbewustzijn van verwacht mag worden.

Vuur
Dit thema behandelt de opkomst van de fossiele energie in de vorm van kolen, olie en gas. Na de onstuimige ontwikkeling van de steenkolen- en oliewinning dreigde in de jaren zestig het moment van peak-oil, de maximale productie van de oliewinning, snel dichterbij te komen. Die zorgen werden vooral verwoord door Marion King Hubbert (1903 – 1989). De aarde was eindig en de voorraden waren dus begrensd. Hij voorspelde dat rond 2000 de olievoorraden uitgeput zouden zijn. Echter, we weten inmiddels dat de winbare hoeveelheid kolen en olie door technologische vernieuwingen nog steeds groeiende is. Feitelijk is de voorraad onbegrensd en alleen een functie van de kosteneffectiviteit.

Daarnaast is de ontwikkeling van zonnepanelen die elektriciteit winnen uit zonlicht revolutionair verlopen. Albert Einstein ontving in 1920 de Nobelprijs voor de ontdekking van het foto-elektrische effect. Heel lang bleef het gebruik van zonnepanelen beperkt tot een bescheiden elektriciteitsproductie op moeilijk bereikbare plekken, zoals boortorens op zee en ruimtevaartuigen in de ruimte.  In 1980 bezaten aardoliemaatschappijen zes van de tien grootste producenten van zonnepanelen in de VS, waar het merendeel van de mondiale productiecapaciteit gevestigd was. Mede door de oliecrises van 1974 en 1978 kreeg de zonnepanelen industrie een enorme boost. Door de goedkope micro-elektronica is momenteel de kostprijs van zonne-energie gedaald onder de kosten van fossiele energie.

Ook de windenergie heeft na 2000 een enorme opmars gemaakt. Blijft over de vraag hoe de enorme schommelingen in opbrengst van wind- en zonne-energie zijn te dempen en uit te middelen via opslag of door vraagsturing.

Lucht
Rond 1820 vroeg Joseph Fourrier (1768-1830) een Franse wis- en natuurkundige zich af waarom de aarde niet afkoelde of juist onder invloed van het zonlicht opwarmde? Hoe kwam het dat er zo’n prachtig evenwicht in stand werd gehouden? Was de warmte afkomstig van de zon en vanuit het binnenste van de aarde even groot als de uitstraling naar het heelal? Hij kwam er niet uit. De Ier John Tyndall (1820-1893) vermoedde dat de samenstelling van de atmosfeer hierbij een rol speelde. Anders dan Fourrier wist hij dat de atmosfeer bestond uit verschillende gassen, stikstof, zuurstof, waterstof, etc. maar de meest voorkomende stoffen zoals stikstof en zuurstof absorbeerden de warmtestraling van het zonlicht in het geheel niet. Wel absorbeerden waterdamp en kooldioxide warmte, maar hun aandeel in de atmosfeer (een paar promille) was zo klein dat het effect verwaarloosbaar leek.

In 1895 besteedde de Deen Svante Arrhenius (1859-1927) een jaar aan het bestuderen van de verschillende lagen in de atmosfeer en aan het kwantificeren van het effect van verstrooiing, absorptie, reflectie en uitstraling en kwam met zijn berekeningen tot de conclusie dat een halvering van het kooldioxidegehalte in de atmosfeer tot een nieuwe ijstijd zou leiden en een verdubbeling van de concentratie tot een temperatuurstijging van ca. 6 C. Maar ook toen werd niet verwacht dat de kooldioxide concentratie serieus zou gaan stijgen.

De Zweedse natuurkundige Knut Ångström (1857-1910) onderzocht welke golflengtes van het licht door de waterdamp werden geabsorbeerd en welke golflengtes van het licht door kooldioxide werden ingevangen. Ten onrechte concludeerde hij dat er een overlap was en dat de hoeveelheid kooldioxide niet van invloed zou zijn, want de waterdamp deed het werk al. Echter de Brit Guy Callendar (1898-1964) deed nauwkeuriger onderzoek en vond dat er ‘vensters’ in het absorptiespectrum van waterdamp zaten waar de infrarode straling doorheen ging. Het bleek dat kooldioxide juist die ‘vensters’ opvulde en zo wél invloed had op de opwarming van de aarde.

Tot de jaren zestig tilde men echter niet zo zwaar aan de rol van de kooldioxide. Enerzijds omdat men nog geen nauwkeurige metingen voorhanden had van het gehalte aan kooldioxide in de atmosfeer en ten tweede dacht men dat de oceanen het overtollige kooldioxide wel zouden opnemen. Dat laatste werd in 1957 ontkracht en toen Charles Keeling (1928-2005) in 1956 een nauwkeurig meetapparaat ontwierp en op Mauna Loa, een vier kilometer hoge vulkaan op Hawaii, ver weg van alle luchtverontreinigingen, nauwkeurige metingen deed aan het kooldioxidegehalte in de atmosfeer, constateerde hij al na twee jaar dat de concentratie was gestegen van 313 ppm naar 315 ppm (parts per million). ‘De wereld wordt een beetje warmer’, meldde The New York Times in 1959, met de toevoeging dat de opwarming volgens de meeste wetenschappers niet verontrustend zou zijn. Tot zijn overlijden in 2005 werkte Keeling door op Mauna Loa. Het kooldioxidegehalte was toen gestegen naar 380 ppm.

Klimaat
In hoeverre de kooldioxide impact zou hebben op het klimaat was ook moeilijk te voorspellen door de vele terugkoppelingen in het aardse systeem. MIT-meteoroloog Edward Lorenz (1917-2008) sleutelde al vele jaren aan eenvoudige weermodellen en ontdekte dat de uitkomsten van simulaties enorm konden verschillen afhankelijk van kleine veranderingen in de aanvangsparameters. De complexiteitswetenschappen waren geboren. De vleugelslag van een vlinder in de Amazone kon een wervelstorm in Texas veroorzaken. Een kleine verandering in het kooldioxidegehalte kon allerlei omslagpunten veroorzaken zoals het smelten van de ijskappen en van de toendra’s. In 1965 gaf Lorenz de hoofdlezing bij een conferentie in Colorado over ‘De oorzaken van klimaatverandering’ en groeide de wetenschappelijke consensus dat het groeiend kooldioxidegehalte in de atmosfeer enorme effecten zou kunnen hebben op de lange termijn, zoals het omslaan van de stromingen in de oceaan.

Er waren echter ook wetenschappers die eerder het omgekeerde vreesden: een nieuwe ijstijd door het blokkeren van het zonlicht door de toename van luchtverontreiniging. Ook veel economen, sociologen en historici meenden dat de natuurwetenschappers met hun wiskundige modellen, de economische, sociologische en historische aspecten van het probleem negeerden of vertekenden, en zo een nieuwe versie van het aloude milieudeterminisme in het leven riepen. Hoe vaak waren de doemscenario’s van de natuur- en wiskundigen al niet uitgekomen?

Met het verfijnen van de atmosferische modellen bleek in het midden van de jaren zeventig dat de verdubbeling van het kooldioxidegehalte een temperatuurstijging van 2 C zou betekenen. Bij een hoorzitting voor de Amerikaanse Senaat in 1988 getuigde James Hansen (1941) van NASA dat ‘we met 99 percent zekerheid kunnen stellen dat het bij de huidige opwarming om een voortgaande ontwikkeling gaat’. Echter anders dan de brede consensus in de jaren zeventig over het aanpakken van de luchtverontreiniging, het sterven van de bossen door verzuring, en het gat in de ozonlaag, werd de klimaatdiscussie steeds meer geframed door rechts als onderdeel van de antikapitalistische retoriek van links. Ook veel niet-klimatologen – natuurkundigen, economen, politici – bleven sceptisch. Juist omdat het om ‘fossiele brandstoffen’ ging, de motor van de economie en welvaart, bleef men hopen op een ‘deus ex-machina’, dat de technologie de wereld nog wel een keer zou redden.

De ecologische visie
Charles Mann heeft een zeer lezenswaardig boek geschreven in de categorie “Grote Geschiedenis” zoals Yuval Harari en Rutger Bregman ook beoefenen. Hij hangt zijn verhaal op aan de twee centrale visies. De ecologische visie wordt verwoord door William Vogt in zijn boek  Road to Survival waarin de notie “milieu” voor het eerst wordt geïntroduceerd, niet als omgeving waardoor de mens gevormd wordt, maar als het natuurlijke systeem dat door de mens bedreigd wordt. De mens is zelf onderdeel van dat ecologische systeem, de biodiversiteit heeft een belangrijke functie, en voor we het weten hebben we haar kapot gemaakt en onze eigen ondergang bezegeld. Door gebruik van de technologie wordt de draagkracht van de aarde verre overschreden. Vogt riep heel hard: “ga terug”.

In zijn boek besteedt Vogt veel aandacht aan de schade die de mensheid in het verleden al heeft aangericht aan de natuur. Waar eens het rijke Mesopotamië was, is nu een woestijn. In de Romeinse tijd was Noord-Afrika de graanschuur van het Romeinse Rijk. De kap van bossen en de landbouw heeft geleid tot bodemerosie en winderosie die de vruchtbare bovenlaag deed verwaaien of wegspoelen in de rivieren en de zee. Amerikaanse pioniers pleegden in de 17^e eeuw roofbouw op de prachtige natuur die Noord-Amerika kende. Grote gebieden werden omgehakt voor hout en voor tabaksplantages, die na drie-vier jaar uitgeput waren, om vervolgens weer verderop hetzelfde te doen. De “Dust bowls” in de jaren dertig waren het gevolg van de overbeweiding van de “plains”.

Alleen een volgroeid bos kent geen bodemerosie. Grasland is in staat ook op hellingen grond vast te houden, zowel onder wind als onder zware regenval. Overbegrazing vernielt echter het grasdek en laat kale plekken ontstaan. Graan en mais zijn niet in staat om aarde vast te houden. Met zware regenval spoelt de vruchtbare aarde tussen de aren door naar lagere gebieden om uiteindelijk in beken en rivieren te eindigen. Veel stuwmeren zijn in de loop van de tijd geheel gevuld met kostbare landbouwgrond. Vogt loopt alle continenten na en beschrijft in detail de bodemgesteldheid en de achteruitgang van de vruchtbare gebieden.

Hij pleit voor een ecologische benadering (beperking) van alle menselijke activiteiten. Gebruik van kunstmest en pesticiden moet tot het minimale worden beperkt. Feitelijk is er geen bevolkingsgroei mogelijk. Let wel, we spreken hier van net na de Tweede Wereldoorlog als de wereldbevolking nog onder de 2,5 miljard is. Hij ging ver in zijn pleidooien voor (gedwongen) geboortebeperking. Indirect heeft dat wel invloed gehad, bijvoorbeeld op de één-kind-politiek in China. Door de uitvinding van de pil en onder invloed van de vrouwenemancipatie is het geboortecijfer echter sterker gedaald dan hij had voorzien, al blijft de druk op de natuurlijke omgeving natuurlijk hoog.

De ecomodernistische visie
De alternatieve visie denkt met technologische innovatie de welvaart te kunnen vermeerderen zonder de natuur zwaarder te belasten. Er zijn hier geen expliciete woordvoerders en er zijn maar weinig boeken waarin deze visie expliciet wordt verwoord, maar we kunnen denken aan de huidige pleidooien voor groene groei, zoals die tot uiting komt in ‘end-of-the-pipe’ technologieën, zoals recycling, hernieuwbare energie, kernenergie, kooldioxide afvang en opslag, landbouw zonder grondgebruik, compacte steden. Het vrij gebruik van technologie staat daarbij voorop. De schade wordt zoveel mogelijk beperkt. Maar met de enorme mobiliteit van mensen en goederen, het enorme ruimtebeslag door de landbouw en veeteelt, wordt de natuur feitelijk overlopen.

Charles Mann noemt vreemd genoeg niet William Godwin (1756-1836), die vervuld van de idealen van de Verlichting, meende dat het menselijk intellect in staat zou zijn de samenleving naar een hoger plan te tillen en oplossingen zou weten te vinden voor de armoede en het voedselgebrek. Hij is de perfecte tegenhanger van de “profeet” en hoewel hij als journalist en schrijver geen praktische bijdrage leverde, verkondigde hij wel het evangelie van de wetenschap.

Thomas Robert Malthus ontwikkelde in 1792 zijn apocalyptische ideeën juist als reactie op het optimisme van Godwin, die echter in 1820 al constateerde dat het aantal kinderen per gezin afnam en dat de technologische vooruitgang voldoende zou zijn om de resterende bevolkingsgroei op te vangen. Zo is het ook gelopen. Telkenmale blijkt de mens voldoende inventief. Zo is de wereldgraanoogst sinds 1961 verdrievoudigd, de rijstoogst verviervoudigd, en de maisoogst vervijfvoudigd¹.

In het verleden behaalde successen bieden echter geen garantie voor de toekomst, dus we doen er waarschijnlijk goed aan de waarschuwingen serieus te nemen. Wat betreft landbouw is de conclusie van Charles Mann dat een overgang naar een ecologisch-verantwoorde landbouw en veeteelt onvermijdelijk is, al was het maar voor behoud van de biodiversiteit, een onderwerp dat in het boek overigens maar beperkte aandacht krijgt.

Tot besluit
Het boek is omvangrijk (ca. 700 pagina’s) en geeft een zeer encyclopedische beschrijving van de geschiedenis met veel aandacht voor de prominente actoren. Het persoonlijke leven van William Vogt en van Norman Borlaug wordt zeer uitgebreid verteld. Het zijn ook de meest lezenswaardige hoofdstukken. Er moet wel bij gezegd worden dat Charles Mann voor het leven van Borlaug overvloedig put uit het boek van Leon Hesser, The Man Who Fed the World, uit 2010. Het is een fantastisch verhaal en het is vreemd dat Norman Borlaug bij ons zo weinig bekend is.

William Vogt en Norman Borlaug zijn elkaar niet vaak tegengekomen. Het best gedocumenteerd is nog een bezoek van Vogt aan Borlaug in Mexico, die daar bezig was met zijn kruisingen. Het hele principe van gewasverbetering stuitte Vogt tegen de borst: op die manier zou de wereldpopulatie alleen maar harder groeien ten koste van de natuur. Vogt schreef zelfs een brief naar de Rockefeller Foundation dat ze moesten stoppen met dit soort onderzoek. Anders dan Borlaug was er voor Vogt geen roem en eer. Hij raakte steeds meer gehandicapt door de polio die hij in zijn jonge jaren had opgelopen en na het overlijden van zijn derde vrouw maakte hij op 66-jarige leeftijd een einde aan zijn leven.

De Amerikaanse biologe Lynn Margulis² (1938-2011) speelt op de achtergrond nog een kleine rol in het boek. Charles Mann kende haar persoonlijk en heeft ook colleges bij haar gevolgd. Zij is bekend geworden door het aannemelijk maken dat de ‘symbiogenese’ hypothese juist is, dat het eerste begin van leven zoals we dat nu kennen, zich ontwikkelde door versmelting van primitievere levensvormen. Onderdelen van de cel, zoals mitochondriën en cystoplasma, zijn van oorsprong bacteriën die zich binnengedrongen hebben in de cel en zich hebben aangepast aan de celstructuur. Pas nadat de nodige metabolische en genetische mechanismes in de cel tot ontwikkeling waren gekomen, ontstond de boom van het leven in zijn grote verscheidenheid zoals we die nu kennen, via de Darwiniaanse evolutie.

Margulis hield haar studenten voor dat de mens als biologische soort zich net zo gedraagt als alle andere soorten: overleven ten koste van de ander. Ook al is de mens begiftigd met verstand, verwacht niet dat de mensheid wijs genoeg is om haar eigen lot te veranderen: het plunderen van de planeet gaat door tot het einde. De mens is niet in te tomen.

Noten

[1] Graan. Wikipedia.

[2] Over Lynn Margulis verscheen 14 augustus 2024 een artikel in De Groene Amsterdammer, Van-antropoceen-naar-symbioceen, link. Zie over Lynn Margulis ook CM 4 en CM 136.

[3] Het boek van Charles Mann is eerder besproken in CM 82 door Toon van Eijk.