ขอบเขตของดาวเคราะห์เป็นกรอบในการอธิบายขีดจำกัดของผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อระบบโลกหากเกินขีดจำกัดเหล่านี้ สภาพแวดล้อมอาจไม่สามารถควบคุมตนเองได้ต่อไป ซึ่งหมายความว่าระบบโลกจะออกจากช่วงเวลาแห่งความเสถียรของยุคโฮโลซีนซึ่งเป็นช่วงเวลาที่สังคมมนุษย์พัฒนาขึ้น^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ขอบเขตทั้งเก้าประการนี้ ได้แก่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเป็นกรดของมหาสมุทร การลดลงของโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ การไหลเวียนทางชีวเคมีในวัฏจักรไนโตรเจน การใช้น้ำจืดทั่วโลกเกินความจำเป็นการเปลี่ยนแปลงของระบบที่ดินการกัดเซาะความสมบูรณ์ของชีวมณฑล มลพิษทางเคมี และปริมาณ ละอองลอยในบรรยากาศ

กรอบแนวคิดนี้อิงตามหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ว่าการกระทำของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสังคมอุตสาหกรรมตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรมได้กลายเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมโลก ตามกรอบแนวคิดนี้ "การละเมิดขอบเขตของดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งรายการอาจเป็นอันตรายหรือถึงขั้นหายนะได้ เนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะข้ามขีดจำกัดที่จะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่ไม่เป็นเชิงเส้นและฉับพลันภายในระบบระดับทวีปไปจนถึงระดับดาวเคราะห์" ^{[ 2 ]}

องค์ประกอบเชิงบรรทัดฐานของกรอบนี้คือสังคมมนุษย์สามารถเจริญเติบโตได้ภายใต้สภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศที่ค่อนข้างคงที่ของยุคโฮโลซีนตราบใดที่ขอบเขตกระบวนการของระบบโลกเหล่านี้ยังไม่ถูกละเมิด ขอบเขตเหล่านี้จึงเป็น "เขตปลอดภัย" สำหรับสังคมมนุษย์บนโลก^{[ 3 ]}ผู้สนับสนุนกรอบขอบเขตของดาวเคราะห์เสนอให้กลับคืนสู่ระบบสิ่งแวดล้อมและสภาพภูมิอากาศนี้ ตรงกันข้ามกับการที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมนุษย์จงใจสร้างสภาพภูมิอากาศที่เป็นประโยชน์มากกว่า แนวคิดนี้ไม่ได้กล่าวถึงว่ามนุษย์ได้เปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาอย่างมหาศาลเพื่อให้เหมาะสมกับตนเองมากขึ้นอย่างไร สภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศในยุคโฮโลซีนที่กรอบนี้พิจารณาว่าเป็น "เขตปลอดภัย" นั้นไม่ได้เกี่ยวข้องกับการทำฟาร์มอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ดังนั้นกรอบนี้จึงเรียกร้องให้มีการประเมินใหม่ถึงวิธีการเลี้ยงดูประชากรสมัยใหม่

แนวคิดนี้ได้กลายเป็นสิ่งที่มีอิทธิพลในประชาคมระหว่างประเทศ (เช่นการประชุมสหประชาชาติว่าด้วยการพัฒนาอย่างยั่งยืน ) รวมถึงรัฐบาลทุกระดับ องค์กรระหว่างประเทศ ภาคประชาสังคม และชุมชนวิทยาศาสตร์^{[ 5 ]}กรอบนี้ประกอบด้วยกระบวนการเปลี่ยนแปลงระดับโลกเก้าประการ ในปี 2552 ตามที่Rockströmและคนอื่นๆ กล่าวไว้ ขอบเขตสามประการได้ถูกข้ามไปแล้ว (การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และวัฏจักรไนโตรเจน) ในขณะที่ขอบเขตอื่นๆ กำลังตกอยู่ในอันตรายที่จะถูกข้ามไปในไม่ช้า^{[ 6 ]}

ในปี 2558 นักวิทยาศาสตร์หลายคนในกลุ่มเดิมได้เผยแพร่บทความอัปเดต โดยนำผู้ร่วมเขียนใหม่และการวิเคราะห์ตามแบบจำลองใหม่เข้ามา ตามบทความอัปเดตนี้ ขอบเขตสี่ประการได้ถูกข้ามไปแล้ว ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การสูญเสียความสมบูรณ์ของชีวมณฑล การเปลี่ยนแปลงระบบที่ดิน และวัฏจักรทางชีวเคมีที่เปลี่ยนแปลงไป (ฟอสฟอรัสและไนโตรเจน) ^{[ 7 ]}นักวิทยาศาสตร์ยังได้เปลี่ยนชื่อขอบเขต " การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ " เป็น "การเปลี่ยนแปลงความสมบูรณ์ของชีวมณฑล" เพื่อเน้นย้ำว่าไม่เพียงแต่จำนวนชนิดพันธุ์เท่านั้น แต่การทำงานของชีวมณฑลโดยรวมก็มีความสำคัญต่อเสถียรภาพของระบบโลกเช่นกัน ในทำนองเดียวกัน ขอบเขต "มลพิษทางเคมี" ได้ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น "การนำสิ่งแปลกใหม่เข้ามา" เพื่อขยายขอบเขตให้ครอบคลุมวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นประเภทต่างๆ ที่รบกวนกระบวนการของระบบโลก

ในปี 2022 จากเอกสารที่มีอยู่ การนำสิ่งมีชีวิตใหม่เข้ามาถือเป็นขอบเขตดาวเคราะห์ที่ถูกละเมิดลำดับที่ 5 ^{[ 8 ]}การเปลี่ยนแปลงของน้ำจืดถือเป็นขอบเขตดาวเคราะห์ที่ถูกละเมิดลำดับที่ 6 ในปี 2023 ^{[ 9 ]}ก่อนที่จะมีการบันทึกว่าการเป็นกรดของมหาสมุทรเป็นขอบเขตที่ถูกละเมิดลำดับที่ 7 ในปี 2025 ^{[ 1 ]}

แนวคิดพื้นฐานของกรอบขอบเขตดาวเคราะห์คือการรักษาความสามารถในการฟื้นตัวของระบบโลกที่สังเกตได้ในยุคโฮโลซีนเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการแสวงหาการพัฒนาทางสังคมและเศรษฐกิจในระยะยาวของมนุษยชาติ^{[ 10 ]}กรอบขอบเขตดาวเคราะห์มีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจความยั่งยืน ระดับโลก เนื่องจากนำขนาดของโลกและกรอบเวลาที่ยาวนานมาพิจารณา^{[ 7 ]}

กรอบดังกล่าวอธิบาย "ระบบสนับสนุนชีวิตบนดาวเคราะห์" เก้าระบบที่จำเป็นสำหรับการรักษา " สภาวะ โฮโลซีน ที่พึงปรารถนา " และพยายามวัดปริมาณว่าระบบทั้งเจ็ดนี้ถูกผลักดันไปไกลแค่ไหนแล้ว^{[ 6 ]}มีการกำหนดขอบเขตเพื่อช่วยกำหนด "พื้นที่ปลอดภัยสำหรับการพัฒนาของมนุษย์" ซึ่งเป็นการปรับปรุงแนวทางที่มุ่งลดผลกระทบของมนุษย์ต่อโลก^{[ 10 ]}

กรอบแนวคิดนี้อิงตามหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ว่าการกระทำของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสังคมอุตสาหกรรมตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรมได้กลายเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมโลก ตามกรอบแนวคิดนี้ “การละเมิดขอบเขตของโลกอย่างน้อยหนึ่งอย่างอาจเป็นอันตรายหรือถึงขั้นหายนะได้ เนื่องจากความเสี่ยงที่จะข้ามขีดจำกัดที่จะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม แบบไม่เป็นเส้นตรงและฉับพลัน ภายในระบบระดับทวีปไปจนถึงระดับโลก” ^{[ 10 ]}กรอบแนวคิดนี้ประกอบด้วยกระบวนการเปลี่ยนแปลงระดับโลกเก้าประการ ในปี 2552 มีการละเมิดขอบเขตไปแล้วสองประการ ในขณะที่ขอบเขตอื่นๆ กำลังอยู่ในอันตรายที่จะถูกละเมิดในไม่ช้า^{[ 6 ]}การประมาณการในภายหลังระบุว่าขอบเขตสามประการนี้ ได้แก่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการ สูญเสีย ความหลากหลายทางชีวภาพและขอบเขตการไหลของชีวธาตุเคมี ดูเหมือนว่าจะถูกละเมิดไปแล้ว

นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายว่าการละเมิดขอบเขตจะเพิ่มภัยคุกคามต่อการหยุดชะงักของการทำงาน หรือแม้แต่การล่มสลายของระบบชีวฟิสิกส์ของโลกในลักษณะที่อาจเป็นหายนะต่อความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์ ในขณะที่พวกเขาเน้นย้ำถึงความไม่แน่นอนทางวิทยาศาสตร์ พวกเขาระบุว่าการละเมิดขอบเขตอาจ "กระตุ้นปฏิกิริยาตอบกลับที่อาจส่งผลให้ข้ามเกณฑ์ที่ลดความสามารถในการกลับเข้าสู่ระดับที่ปลอดภัยลงอย่างมาก" ขอบเขตเหล่านั้นเป็น "การประมาณการเบื้องต้นอย่างคร่าวๆ เท่านั้น ล้อมรอบด้วยความไม่แน่นอนและช่องว่างความรู้ขนาดใหญ่" ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กันในรูปแบบที่ซับซ้อนซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก^{[ 10 ]}

กรอบขอบเขตของโลกวางรากฐานสำหรับแนวทางการเปลี่ยนแปลงในการกำกับดูแลและการจัดการ โดยหันเหออกจากการวิเคราะห์เชิงภาคส่วนเกี่ยวกับข้อจำกัดของการเติบโตที่มุ่งเป้าไปที่การลดผลกระทบภายนอกเชิงลบ ไปสู่การประเมินพื้นที่ปลอดภัยสำหรับการพัฒนาของมนุษย์^{[ 11 ]}ขอบเขตของโลกกำหนดขอบเขต "สนามแข่งขันของโลก" สำหรับมนุษยชาติ หากต้องการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมครั้งใหญ่ที่เกิดจากมนุษย์ ในระดับโลก ^{[ 7 ]}

ผู้ร่างกรอบแนวคิดนี้คือกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ด้านระบบโลกและสิ่งแวดล้อมในปี 2009 นำโดยโยฮัน ร็อกสตรอมจากศูนย์ความยืดหยุ่นแห่งสตอกโฮล์มและวิล สเตฟเฟนจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียพวกเขาทำงานร่วมกับนักวิชาการชั้นนำ 26 คน รวมถึง พอ ล ครูทเซนผู้ได้รับรางวัลโน เบล เจมส์ แฮนเซน นักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพภูมิอากาศจากสถาบันก็อดดาร์ดเพื่อการศึกษาอวกาศ แคทเธอรีน ริชาร์ด สันนักสมุทรศาสตร์ไดอานาลิ เวอร์แมน นักภูมิศาสตร์และฮันส์ โยอาคิม เชลล์นฮูเบอร์ หัวหน้าที่ปรึกษา ด้าน สภาพภูมิอากาศของนายกรัฐมนตรีเยอรมนี

นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ที่ร่วมให้ข้อมูลนั้นมีส่วนร่วมในการกำหนดกลยุทธ์สำหรับโครงการความ ร่วมมือด้าน วิทยาศาสตร์ระบบโลก (Earth System Science Partnership)ซึ่งเป็นโครงการนำร่องของเครือข่ายวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกนานาชาติFuture Earthกลุ่มนี้ต้องการกำหนด "พื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัยสำหรับมนุษยชาติ" สำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ในวงกว้าง เพื่อเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืน

การศึกษาในปี 2009 ระบุขอบเขตของโลกไว้ 9 ประการ โดยมีการประเมินปริมาณสำหรับ 7 ประการ และอีก 8 ประการกำลังอยู่ระหว่างการประเมินปริมาณในปี 2025 ซึ่งได้แก่:

1. การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ( ความเข้มข้น _ของ CO2ในบรรยากาศ < 350 ppm และ/หรือการเปลี่ยนแปลงสูงสุด +1 W/m² ^ในแรงผลักดันการแผ่รังสี )
2. การเปลี่ยนแปลงในความสมบูรณ์ของชีวภาค (อัตราการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพต่อปีน้อยกว่า 10 การสูญพันธุ์ต่อล้านชนิด)
3. การเปลี่ยนแปลงระบบที่ดิน (< 15% ของพื้นผิวที่ดินที่ปราศจากน้ำแข็งถูกใช้เป็นพื้นที่เพาะปลูก)
4. การเปลี่ยนแปลงของแหล่งน้ำจืด (< 4000 km³ ^ต่อปี ของการใช้ทรัพยากรน้ำไหลบ่าเพื่อการบริโภค)
5. การปรับเปลี่ยน การไหลเวียน ทางชีวธาตุเคมีในวัฏจักรไนโตรเจน (N) (จำกัดการตรึงไนโตรเจนในภาคอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมไว้ ที่ ₃₅ Tg N/ปี) และวัฏจักรฟอสฟอรัส (P) (ปริมาณฟอสฟอรัสที่ไหลลงสู่มหาสมุทรต่อปีต้องไม่เกิน 10 เท่าของปริมาณฟอสฟอรัสที่ผุกร่อน ตามธรรมชาติ )
6. ภาวะความเป็นกรดของมหาสมุทร (ระดับความอิ่มตัวของน้ำทะเลผิวดินโดยเฉลี่ยเมื่อเทียบกับอะราโกไนต์ ≥ 80% ของระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม )
7. การเพิ่มขึ้นของปริมาณละอองลอยในชั้นบรรยากาศ (สำหรับกระบวนการนี้ในกรอบขอบเขตของโลก นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ระบุปริมาณขอบเขตระดับโลก)
8. การลดลงของโอโซน ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ (การลดลงของ โอโซน ใน _ชั้นบรรยากาศโดยรวมน้อยกว่า 5% จากระดับก่อนยุคอุตสาหกรรมที่ 290 หน่วยดอบสัน )
9. การนำสารแปลกปลอมเข้าสู่สิ่งแวดล้อม ( มลพิษทางเคมี )

การกำหนดขอบเขตของดาวเคราะห์แต่ละดวงอย่างเป็นปริมาณนั้น อิงตามพลวัตที่สังเกตได้ของกระบวนการปฏิสัมพันธ์ในระบบโลกที่รวมอยู่ในกรอบการทำงาน ตัวแปรควบคุมถูกเลือกเนื่องจากเมื่อรวมกันแล้วจะให้วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากมนุษย์ซึ่งทำให้โลกห่างไกลจากสภาวะในยุคโฮโลซีน

สำหรับกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางพลวัตบางอย่างของโลก ข้อมูลในอดีตแสดงให้เห็นถึงจุดเปลี่ยน ที่ชัดเจน ระหว่างสภาวะที่ค่อนข้างคงที่ ตัวอย่างเช่นยุคน้ำแข็ง ในอดีต แสดงให้เห็นว่าในช่วงที่ธารน้ำแข็งปกคลุมสูงสุด ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศ_อยู่ ที่ประมาณ 180-200 ppm ในช่วงระหว่างยุคน้ำแข็ง (รวมถึงยุคโฮโลซีน) ความเข้มข้นของ CO2 _{ผันผวน}อยู่รอบๆ 280 ppm เพื่อที่จะทราบว่าสภาพภูมิอากาศในอดีต เป็นอย่างไรเมื่อมี _CO2ในบรรยากาศมากกว่า 350 ppm นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องย้อนกลับไปประมาณ 3 ล้านปีบันทึกทางบรรพ ชีวินวิทยา เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศ นิเวศวิทยา และชีวธาตุเคมี แสดงให้เห็นว่าระบบโลกเคยประสบกับจุดเปลี่ยนซึ่งการเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยของตัวแปรควบคุม (เช่น CO2 ₎จะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่กว่า ซึ่งอาจเป็นหายนะ ในตัวแปรตอบสนอง (ภาวะโลกร้อน) ผ่านกลไกป้อนกลับในระบบโลกตามธรรมชาติเอง

สำหรับกระบวนการหลายอย่างในกรอบขอบเขตของดาวเคราะห์ เป็นเรื่องยากที่จะระบุจุดแต่ละจุดที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงเกณฑ์จากสภาวะคล้ายยุคโฮโลซีน เนื่องจากระบบโลกมีความซับซ้อนและฐานข้อมูลหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ยังคงไม่สมบูรณ์และกระจัดกระจาย ในทางกลับกัน กรอบขอบเขตของดาวเคราะห์ระบุเกณฑ์ของระบบโลกหลายระดับที่จะได้รับอิทธิพลจากการเพิ่มขึ้นของตัวแปรควบคุม^{[ 6 ]}ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลง พฤติกรรม ของมรสุมที่เชื่อมโยงกับขอบเขตของดาวเคราะห์ด้าน ปริมาณละอองลอยและการใช้น้ำจืด

กรอบขอบเขตของดาวเคราะห์เสนอช่วงค่าสำหรับตัวแปรควบคุม ช่วงนี้คาดว่าจะครอบคลุมขอบเขตระหว่าง 'พื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย' ซึ่งสามารถรักษาพลวัตแบบโฮโลซีนไว้ได้ และโลกที่มีความไม่แน่นอนสูงและคาดการณ์ได้ยาก ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของระบบโลกมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเสี่ยงต่อสังคมขอบเขตถูกกำหนดให้เป็นปลายล่างของช่วงนั้น หากขอบเขตถูกละเมิดอย่างต่อเนื่อง โลกก็จะเข้าสู่เขตอันตรายมากขึ้น^{[ 6 ]}

เป็นการยากที่จะฟื้นฟู 'พื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย' สำหรับมนุษยชาติตามที่อธิบายไว้ในแนวคิดขอบเขตของดาวเคราะห์ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงทางชีวฟิสิกส์ในอดีตจะสามารถบรรเทาได้ แต่แบบแผนหลักของการพัฒนาทางสังคมและเศรษฐกิจดูเหมือนจะไม่สนใจความเป็นไปได้ที่กำลังจะเกิดขึ้นของภัยพิบัติทางสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่ที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์^{[ 10 ] [ 13 ]}ขอบเขตทางกฎหมายสามารถช่วยควบคุมกิจกรรมของมนุษย์ได้ แต่จะมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อมีเจตจำนงทางการเมืองที่จะสร้างและบังคับใช้ขอบเขตเหล่านั้น^{[ 14 ]}

การทำความเข้าใจระบบโลกนั้นโดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวกับการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อม ขอบเขตของดาวเคราะห์ถูกกำหนดโดยอ้างอิงถึงสภาวะพลวัตของระบบโลก แต่การอภิปรายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างขอบเขตของดาวเคราะห์ต่างๆ มักมีความสับสนทั้งในเชิงปรัชญาและเชิงวิเคราะห์ การให้คำจำกัดความที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดและคำศัพท์พื้นฐานอาจช่วยให้เกิดความชัดเจนมากขึ้น

มีการปฏิสัมพันธ์มากมายระหว่างกระบวนการต่างๆ ในกรอบขอบเขตของดาวเคราะห์^{[ 7 ] [ 3 ]}ในขณะที่ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถสร้างผลตอบรับทั้งที่ทำให้เสถียรและไม่เสถียรในระบบโลก ผู้เขียนแนะนำว่าขอบเขตของดาวเคราะห์ที่ถูกละเมิดจะลดพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัยสำหรับกระบวนการอื่นๆ ในกรอบ แทนที่จะขยายออกไปจากระดับขอบเขตที่เสนอ^{[ 3 ]}พวกเขายกตัวอย่างว่า ขอบเขต การใช้ที่ดินอาจ "เลื่อนลง" หากขอบเขตน้ำจืดถูกละเมิด ทำให้ที่ดินแห้งแล้งและไม่สามารถใช้ทำการเกษตรได้ ในระดับภูมิภาค ทรัพยากรน้ำอาจลดลงในเอเชียหากการตัดไม้ทำลาย ป่า ยังคงดำเนินต่อไปในอเมซอนวิธีการกำหนดกรอบปฏิสัมพันธ์แบบนี้เปลี่ยนจากคำจำกัดความทางชีวฟิสิกส์ของขอบเขตในกรอบตามสภาพแบบโฮโลซีนไปเป็นคำจำกัดความที่เน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลาง (ความต้องการที่ดินเพื่อการเกษตร) แม้จะมีการเลื่อนไหลทางแนวคิดนี้ การพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของระบบโลกที่ทราบกันดีในระดับต่างๆ ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการ "ระมัดระวังอย่างยิ่งในการเข้าใกล้หรือละเมิดขอบเขตของดาวเคราะห์แต่ละดวง" ^{[ 3 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับแนวปะการังและระบบนิเวศทางทะเล : ในปี 2552 นักวิจัยแสดงให้เห็นว่า ตั้งแต่ปี 1990 การสะสมแคลเซียมในแนวปะการังของเกรตแบร์ริเออร์ที่พวกเขาตรวจสอบลดลงในอัตราที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในช่วง 400 ปีที่ผ่านมา (14% ในเวลาไม่ถึง 20 ปี) ^{[ 15 ]}หลักฐานของพวกเขาชี้ให้เห็นว่า ความเครียดจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและสถานะความอิ่มตัวของอะราโกไนต์ ในมหาสมุทรที่ลดลง ทำให้ปะการังแนวปะการังสะสมแคลเซียมคาร์บอเนตได้ยาก ปัจจัยกดดันหลายอย่าง เช่น ปริมาณสารอาหารที่เพิ่มขึ้นและแรงกดดันจากการประมงทำให้ปะการังอยู่ในสภาวะระบบนิเวศที่ไม่พึงประสงค์มากขึ้น^{[ 16 ]}การเป็นกรดของมหาสมุทรจะเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวและความอุดมสมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตในทะเลหลากหลายชนิดอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดที่สร้างโครงกระดูก เปลือก และเปลือกหุ้มจากแคลเซียมคาร์บอเนตชีวภาพ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ระดับ รังสี UV บนพื้นผิว และความเป็นกรดของมหาสมุทรล้วนสร้างความเครียดให้ กับ สิ่งมีชีวิตในทะเล และการรวมกันของความเครียดเหล่านี้อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของระบบชีวภาพในทะเล ซึ่งเกินกว่าผลกระทบของปัจจัยความเครียดเพียงอย่างเดียว^{[ 17 ] [ 18 ]}

ในปี 2012 สตีเวน รันนิงเสนอขอบเขตที่สิบ คือผลผลิตขั้นต้น สุทธิทั่วโลกประจำปีของ พืชบกทั้งหมดเป็นมาตรวัดที่กำหนดได้ง่ายซึ่งรวมตัวแปรหลายอย่างเข้าด้วยกัน ซึ่งจะให้ "สัญญาณที่ชัดเจนเกี่ยวกับสุขภาพของระบบนิเวศ" ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

ในปี 2558 มีการตีพิมพ์บทความฉบับที่สองในวารสาร Scienceเพื่อปรับปรุงแนวคิดขอบเขตของดาวเคราะห์^{[ 7 ]}การปรับปรุงสรุปว่าขณะนี้มีขอบเขตสี่ประการที่ถูกละเมิดแล้ว ได้แก่ สภาพภูมิอากาศ ความหลากหลายทางชีวภาพ การใช้ที่ดิน และวัฏจักรทางชีวธรณีเคมี บทความปี 2558 เน้นย้ำถึงปฏิสัมพันธ์ของขอบเขตทั้งเก้าประการ และระบุว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการสูญเสียความสมบูรณ์ของความ หลากหลายทางชีวภาพ เป็น 'ขอบเขตหลัก' ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกรอบการทำงาน เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของสภาพภูมิอากาศและชีวมณฑลเป็นสิ่งที่กำหนดเงื่อนไขของระบบโลกทางวิทยาศาสตร์^{[ 22 ]}

ในปี 2017 ผู้เขียนบางคนโต้แย้งว่าระบบทางทะเลได้รับการนำเสนอน้อยเกินไปในกรอบงาน วิธีแก้ไขที่พวกเขาเสนอคือการรวมพื้นทะเลเป็นส่วนประกอบของขอบเขตการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลก พวกเขายังเขียนอีกว่ากรอบงานควรคำนึงถึง "การเปลี่ยนแปลงในการผสมในแนวดิ่งและรูปแบบการไหลเวียนของมหาสมุทร " ^{[ 22 ]}

งานวิจัยต่อมาเกี่ยวกับขอบเขตของดาวเคราะห์เริ่มเชื่อมโยงขีดจำกัดเหล่านี้ในระดับภูมิภาค^{[ 23 ]}

การศึกษาในปี 2018 ตั้งคำถามถึงความเพียงพอของความพยายามในการจำกัดภาวะ โลกร้อนให้สูงกว่าอุณหภูมิก่อนยุคอุตสาหกรรมไม่เกิน 2 องศาเซลเซียส ตามที่กำหนดไว้ในข้อตกลงปารีส^{[ 23 ]}นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสงสัยว่า แม้ว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะลดลงอย่างมากเพื่อจำกัดภาวะโลกร้อนให้ไม่เกิน 2 องศาเซลเซียส ก็อาจเกิน "เกณฑ์" ที่ปฏิกิริยาตอบสนองของสภาพภูมิอากาศ ที่เสริมแรงกันเอง จะเพิ่มภาวะโลกร้อนขึ้นอีก จนกระทั่ง ระบบ ภูมิอากาศมีเสถียรภาพในสภาวะภูมิอากาศแบบเรือนกระจกซึ่งจะทำให้บางส่วนของโลกไม่สามารถอยู่อาศัยได้สำหรับมนุษย์ ระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้นถึง 60 เมตร (200 ฟุต) และอุณหภูมิจะสูงขึ้น 4–5 องศาเซลเซียส (7.2–9.0 องศาฟาเรนไฮต์) ไปสู่ระดับที่สูงกว่า ช่วง ระหว่างยุคน้ำแข็ง ใดๆ ในรอบ 1.2 ล้านปีที่ผ่านมา^{[ 24 ]}

ตามที่นักชีววิทยาCristián Samperกล่าวไว้ว่า "ขอบเขตที่แสดงถึงความน่าจะเป็นที่ตระกูลของสายพันธุ์จะหายไปเมื่อเวลาผ่านไปจะสะท้อนถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของเราต่ออนาคตของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้ดีกว่า" ^{[ 25 ]}ขอบเขตความหลากหลายทางชีวภาพยังถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่ากำหนดกรอบความหลากหลายทางชีวภาพโดยพิจารณาจากอัตราการสูญพันธุ์เพียงอย่างเดียว อัตราการสูญพันธุ์ทั่วโลกมีความผันแปรสูงตลอดประวัติศาสตร์ของโลก ดังนั้นการใช้อัตราการสูญพันธุ์เป็นตัวแปรความหลากหลายทางชีวภาพเพียงอย่างเดียวจึงมีประโยชน์จำกัด^{[ 22 ]}

นักชีวธรณีเคมีWilliam Schlesingerคิดว่าการรอจนกว่าเราจะเข้าใกล้ขีดจำกัดที่แนะนำสำหรับการตกตะกอนของไนโตรเจนและมลพิษอื่นๆ จะทำให้เราดำเนินต่อไปจนถึงจุดที่สายเกินไป เขากล่าวว่าขอบเขตที่แนะนำสำหรับฟอสฟอรัสไม่ยั่งยืน และจะทำให้ปริมาณสำรองฟอสฟอรัสที่รู้จักหมดไปในเวลาไม่ถึง 200 ปี^{[ 26 ]}

นักเคมีทางทะเลปีเตอร์ บรูเวอร์ ตั้งคำถามว่า “การสร้างรายการข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมโดยปราศจากแผนการที่จริงจังว่าจะบรรลุข้อจำกัดเหล่านั้นได้อย่างไรนั้นมีประโยชน์จริงหรือไม่... ข้อจำกัดเหล่านั้นอาจกลายเป็นเพียงไม้ตีประชาชนอีกอันหนึ่ง การหยุดชะงักของวัฏจักรไนโตรเจนทั่วโลกเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนอย่างหนึ่ง คือ เป็นไปได้ว่าประชากรโลกจำนวนมากจะไม่รอดชีวิตมาได้ในปัจจุบันหากไม่มีการผลิตปุ๋ยเคมีเทียม จะสามารถจัดการกับประเด็นทางจริยธรรมและเศรษฐกิจเช่นนี้ด้วยการเรียกร้องให้กำหนดข้อจำกัดง่ายๆ ได้อย่างไร... อาหารไม่ใช่สิ่งที่ไม่จำเป็น” ^{[ 27 ]}

จุดสูงสุดของฟอสฟอรัสเป็นแนวคิดที่ใช้อธิบายจุดเวลาที่ อัตราการผลิต ฟอสฟอรัส ทั่วโลกสูงสุด ฟอสฟอรัสเป็นทรัพยากรที่หายากและมีจำกัดบนโลก และไม่มีวิธีการผลิตอื่นใดนอกจากการทำเหมือง เนื่องจากวัฏจักรสิ่งแวดล้อมของฟอสฟอรัสไม่ใช่ก๊าซ^{[ 28 ]}ตามที่นักวิจัยบางคนคาดการณ์ไว้ ปริมาณสำรองฟอสฟอรัสของโลกจะหมดไปใน 50-100 ปี และจุดสูงสุดของฟอสฟอรัสจะเกิดขึ้นประมาณปี 2030 ^{[ 29 ] [ 30 ]}อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดแสดงให้เห็นว่า หากการใส่ฟอสฟอรัสลงในดินให้เหมาะสมกับผลผลิตพืชผลทางการเกษตร จะต้องใช้เวลามากกว่า 500 ปีจึงจะหมดปริมาณสำรองฟอสฟอรัสที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจในปัจจุบัน^{[ 31 ]}

ความเป็นกรดของผิวมหาสมุทรมีความเชื่อมโยงอย่างชัดเจนกับขอบเขตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเป็นตัวแปรควบคุมพื้นฐานสำหรับขอบเขตความเป็นกรดของมหาสมุทรด้วย^{[ 32 ]}

นักเคมีทางทะเล ปีเตอร์ บรูเวอร์ คิดว่า "การเป็นกรดของมหาสมุทรมีผลกระทบอื่นนอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH เพียงอย่างเดียว และสิ่งเหล่านี้อาจจำเป็นต้องมีขอบเขตด้วย" ^{[ 27 ]}

ทั่วโลก ป่าไม้ พื้นที่ชุ่มน้ำ และพืชพรรณประเภทอื่นๆ กำลังถูกเปลี่ยนไปใช้ประโยชน์ทางการเกษตรและการใช้ที่ดินประเภท อื่นๆ ซึ่งส่งผลกระทบต่อน้ำจืด คาร์บอน และวัฏจักรอื่นๆ และลดความหลากหลายทางชีวภาพ^{[ 32 ]}ในปี 2558 ขอบเขตถูกกำหนดไว้ที่ 75% ของป่าไม้ยังคงสภาพสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงป่าเขตหนาว 85% ป่าเขตอบอบอุ่น 50% และป่าเขตร้อน 85% ขอบเขตดังกล่าวถูกข้ามไปแล้วเนื่องจากเหลือป่าไม้ที่ยังคงสภาพสมบูรณ์เพียง 62% ในปี 2558 ^{[ 7 ]}

ขอบเขตการใช้ที่ดินได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ดังนี้: "ขอบเขตของการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน 15 เปอร์เซ็นต์ นั้น ในทางปฏิบัติถือเป็นแนวทางนโยบายที่ยังไม่สมบูรณ์ ซึ่งทำให้ข้อเสนอทางวิทยาศาสตร์โดยรวมของผู้เขียนเจือจางลง ผู้เขียนอาจต้องการพิจารณาขีดจำกัดของการเสื่อมโทรมของดินหรือการสูญเสียดินแทน ซึ่งจะเป็นตัวบ่งชี้สถานะสุขภาพของดินที่ถูกต้องและมีประโยชน์มากกว่า" ^{[ 33 ]}

วัฏจักรน้ำจืดเป็นอีกขอบเขตหนึ่งที่ได้รับผลกระทบอย่างมากจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 32 ]}การใช้น้ำจืดมากเกินไปเกิดขึ้นหากมีการขุดหรือสกัดทรัพยากรน้ำในอัตราที่เกินอัตราการเติมเต็มมลพิษทางน้ำและการรุกของน้ำเค็มยังสามารถเปลี่ยนน้ำใต้ดินและทะเลสาบส่วนใหญ่ของโลกให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด โดยมีการถกเถียงเรื่อง " จุดสูงสุดของการใช้ น้ำ " คล้ายกับ กรณี ของน้ำมัน^{[ 34 ] [ 35 ]}

นักอุทกวิทยา David Molden กล่าวในปี 2009 ว่าขอบเขตของโลกเป็นแนวทางใหม่ที่น่ายินดีในการถกเถียงเรื่อง " ขีดจำกัดของการเติบโต " แต่กล่าวว่า "จำเป็นต้องมีขีดจำกัดการใช้น้ำทั่วโลก แต่ขอบเขตของโลกที่เสนอไว้ที่ 4,000 ลูกบาศก์กิโลเมตรต่อปีนั้นมากเกินไป" ^{[ 36 ]}

การศึกษาสรุปว่าขอบเขต 'การใช้น้ำจืด' ควรเปลี่ยนชื่อเป็น 'การเปลี่ยนแปลงน้ำจืด' ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบน้ำ "สีเขียว" และ "สีฟ้า" ^{[ 37 ]} 'น้ำสีเขียว' หมายถึงการรบกวนของปริมาณน้ำฝนบนบก การระเหย และความชื้นในดิน^{[ 37 ]}การขาดแคลนน้ำอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการเกษตร^{[ 38 ] [ 39 ]}เมื่อทำการวัดและคาดการณ์การขาดแคลนน้ำในการเกษตรสำหรับสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั้ง "น้ำสีเขียว" และ "น้ำสีฟ้า" ล้วนมีความเกี่ยวข้อง^{[ 38 ] [ 39 ]}

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2565 นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอและประเมินเบื้องต้นเกี่ยวกับ 'น้ำสีเขียว' ในวัฏจักรน้ำว่าเป็นขอบเขตดาวเคราะห์ที่อาจถูกละเมิด โดยวัดจากความเบี่ยงเบนของความชื้นในดินบริเวณรากจากความแปรปรวนของยุคโฮโลซีน^{[ 37 ] [ 40 ]}

ชั้นโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ทำหน้าที่กรองรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์ซึ่งหากปราศจากชั้นโอโซนนี้จะทำลายระบบชีวภาพ การดำเนินการหลังจากพิธีสารมอนทรีออลดูเหมือนจะช่วยรักษาโลกให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัย^{[ 32 ]}

มาริโอ โมลินาผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีกล่าวว่า "ร้อยละห้าถือเป็นขีดจำกัดที่สมเหตุสมผลสำหรับการลดลงของโอโซนที่ยอมรับได้ แต่มันไม่ได้หมายถึงจุดเปลี่ยน" ^{[ 41 ]}

ทั่วโลกในแต่ละปี อนุภาค ละอองลอยทำให้เกิดการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรจากมลพิษทางอากาศประมาณ 800,000 ราย[ 42 ^{]ปริมาณละออง}ลอยมีความสำคัญเพียงพอที่จะรวมอยู่ในขอบเขตของโลก แต่ยังไม่ชัดเจนว่าจะสามารถระบุมาตรการเกณฑ์ความปลอดภัยที่เหมาะสมได้หรือไม่^{[ 32 ]}

สารเคมีบางชนิด เช่นสารมลพิษอินทรีย์ตกค้างโลหะหนักและสารกัมมันตรังสีอาจมี ผล กระทบ สะสม และเสริมฤทธิ์กันอย่างถาวรต่อสิ่งมีชีวิต ลดความสามารถในการสืบพันธุ์ และส่งผลให้เกิดความเสียหายทางพันธุกรรม อย่าง ถาวร การดูดซึมในระดับต่ำกว่าระดับที่ทำให้ตายได้กำลังลดจำนวนประชากรนกทะเลและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลลงอย่างมาก ขอบเขตนี้ดูเหมือนจะมีความสำคัญ แม้ว่าจะยากที่จะวัดปริมาณได้ก็ตาม^{[ 32 ] [ 8 ] [ 43 ]}ในปี 2019 มีการเสนอแนะว่าสิ่งใหม่ๆ อาจรวมถึงสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม สารกำจัดศัตรูพืชและแม้แต่ปัญญาประดิษฐ์^{[ 5 ]}

มีการพัฒนาโปรแกรมจำลองแบบเบย์เซียนสำหรับสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ ซึ่งอาจใช้ในการหาปริมาณขอบเขตของมลพิษทางเคมีได้^{[ 44 ]}จนถึงปัจจุบัน ระดับการสัมผัสที่สำคัญของโพลีคลอริเนเตดไบฟีนิล (PCBs) ซึ่งหากเกินกว่าระดับดังกล่าวจะทำให้เกิดเหตุการณ์การตายหมู่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล ได้ถูกเสนอให้เป็นขอบเขตมลพิษทางเคมีของโลก^{[ 45 ]}

ในโลกนี้มีสารเคมีสังเคราะห์อย่างน้อย 350,000 ชนิด สารเคมีเหล่านี้มาจาก " พลาสติกสารกำจัดศัตรูพืชสาร เคมี อุตสาหกรรมสารเคมีในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคยาปฏิชีวนะและยา อื่นๆ " ซึ่งส่วนใหญ่มี "ผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพของโลก " การผลิตสารเคมีเหล่านี้เพิ่มขึ้น 50 เท่าตั้งแต่ปี 1950 และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีก 3 เท่าภายในปี 2050 เฉพาะพลาสติกอย่างเดียวก็มีสารเคมีมากกว่า 10,000 ชนิดและก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ นักวิจัยเรียกร้องให้จำกัดการผลิตสารเคมีและเปลี่ยนไปสู่เศรษฐกิจหมุนเวียนซึ่งหมายถึงผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่และรีไซเคิลได้^{[ 46 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2565 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์สรุปว่าขีดจำกัดของดาวเคราะห์นี้ถูกเกินไปแล้ว ซึ่งทำให้เสถียรภาพของระบบโลกตกอยู่ในความเสี่ยง^{[ 47 ]}พวกเขารวบรวมข้อมูลจากวรรณกรรมเกี่ยวกับการผลิตและการปล่อยสารใหม่ๆ จำนวนมาก รวมถึงพลาสติกและสารเคมีอันตรายซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ส่งผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการของดาวเคราะห์^{[ 8 ]}

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2565 นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าขอบเขต (โดยรวมที่ถูกละเมิด) เป็นเพียงตัวแทนของขอบเขตที่แตกต่างกันหลายประการสำหรับ NE ที่อาจเกิดขึ้น โดยรายงานว่ามลพิษ PFASเป็นหนึ่งในขอบเขตใหม่ดังกล่าว พวกเขาแสดงให้เห็นว่าระดับของสารเคมีที่เรียกว่า " สารเคมีตลอดกาล " เหล่านี้ในน้ำฝน นั้น มีอยู่ทั่วไป และบ่อยครั้งที่สูงกว่าระดับที่ปลอดภัยตามแนวทางทั่วโลก^{[ 48 ] [ 49 ]}มีความพยายามบางอย่างที่จะจำกัดและทดแทนการใช้งาน^{[ 48 ]}

ในปี 2024 รายงานของPlanet Trackerซึ่งอุทิศให้กับขอบเขตของโลกนี้ระบุว่าChemical Abstracts Service (CAS)ได้จดทะเบียนสารเคมีมากกว่า 204,000,000 รายการตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 จากจำนวนนี้ สารเคมีกว่า 350,000 รายการได้รับอนุญาตให้ผลิตและใช้งานในอเมริกาเหนือและยุโรป และจาก 350,000 รายการนั้น ส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการทดสอบ และ 14% ไม่ทราบส่วนประกอบเนื่องจากบริษัทต่างๆ ไม่เปิดเผยส่วนประกอบ ผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพของสารเคมีเหล่านี้มีมากกว่าหนึ่งในสิบของ GDP โลก และสามารถส่งผลกระทบต่อขอบเขตของโลกมากกว่า 1 ข้อ เช่น คลอโรฟลูออโรคาร์บอนสามารถส่งผลกระทบต่อ 3 ข้อพร้อมกันได้^{[ 50 ]}

ความสมบูรณ์ของดาวเคราะห์ยังถูกเรียกว่าระบบสนับสนุนชีวิตของโลกหรือความสมบูรณ์ทางนิเวศวิทยา^{[ 51 ] : 140} นักวิชาการชี้ให้เห็นว่าความสมบูรณ์ของดาวเคราะห์ "จำเป็นต้องได้รับการรักษาไว้เพื่อความยั่งยืน ในระยะยาว " ^{[ 51 ] : 140} ในบริบทนี้คำว่าความสมบูรณ์หมายถึงสุขภาพทางนิเวศวิทยา^{[ 52 ]}แนวคิดเรื่องความสมบูรณ์ของดาวเคราะห์เชื่อมโยงกับแนวคิดเรื่องขอบเขตของดาวเคราะห์^{[ 53 ]}

คณะผู้เชี่ยวชาญด้านความสมบูรณ์ของระบบนิเวศในปี พ.ศ. 2541 ได้กำหนดความสมบูรณ์ของระบบนิเวศไว้ดังนี้: "ระบบนิเวศมีความสมบูรณ์เมื่อมีองค์ประกอบดั้งเดิม (พืช สัตว์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ) และกระบวนการ (เช่น การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์) ครบถ้วน" ^{[ 54 ]}

มีผลกระทบเชิงลบมากมายจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้ความสมบูรณ์ของโลกลดลง^{[ 51 ] : 142} ตัวอย่างเช่นการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ในปัจจุบัน กำลังคุกคามความสมบูรณ์ของระบบนิเวศในระดับโลก^{[ 51 ] : 140} เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนอาจทำหน้าที่เป็นกลไกชี้นำเพื่อแก้ไขปัญหาการสูญเสียความสมบูรณ์ของโลกในปัจจุบัน^{[ 51 ] : 142}

แนวคิดที่ว่ามีขีดจำกัดของภาระที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อโลกของเรานั้นมีมานานแล้ว กรอบแนวคิดขอบเขตของโลกยอมรับอิทธิพลของการศึกษาในปี 1972 เรื่อง " ขีดจำกัดของการเติบโต " ซึ่งนำเสนอแบบจำลองที่ การเติบโตแบบ ทวีคูณของประชากรโลกการพัฒนาอุตสาหกรรมมลภาวะการผลิตอาหาร และการลดลงของทรัพยากรเกินกว่าความสามารถของเทคโนโลยีในการเพิ่มทรัพยากรที่มีอยู่^{[ 55 ]}ต่อมา รายงานดังกล่าวถูกปฏิเสธอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากนักเศรษฐศาสตร์และนักธุรกิจ^{[ 56 ]}และมักมีการกล่าวอ้างว่าประวัติศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าการคาดการณ์นั้นไม่ถูกต้อง^{[ 57 ]}ในปี 2008 Graham Turner จากองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพ (CSIRO) ได้ตีพิมพ์ "การเปรียบเทียบขีดจำกัดของการเติบโตกับความเป็นจริงในรอบสามสิบปี" ^{[ 58 ]}ขีดจำกัดของการเติบโตได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวาง ทั้งจากนักวิจารณ์แนวทางการสร้างแบบจำลองและข้อสรุป^{[ 59 ] [ 60 ]}และจากนักวิเคราะห์ที่โต้แย้งว่าความเข้าใจที่ว่าสังคมไม่ได้อาศัยอยู่ในโลกที่ไร้ขีดจำกัด และข้อมูลทางประวัติศาสตร์ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 สนับสนุนการค้นพบของรายงาน^{[ 61 ] [ 62 ]}แนวทางขีดจำกัดของการเติบโตสำรวจว่าพลวัตทางสังคมและเทคโนโลยีของเศรษฐกิจโลกอาจจำกัดโอกาสของมนุษยชาติและนำมาซึ่งความเสี่ยงของการล่มสลาย ในทางตรงกันข้าม กรอบงานขอบเขตของดาวเคราะห์มุ่งเน้นไปที่พลวัตทางชีวฟิสิกส์ของระบบโลก^{[ 7 ]}

เอกสาร Our Common Future ได้รับการตีพิมพ์ในปี 1987 โดย คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาโลกของสหประชาชาติ ^{[ 63 ]} เอกสาร นี้พยายามที่จะรวบรวมจิตวิญญาณของการประชุมสตอกโฮล์มจุดมุ่งหมายคือการเชื่อมโยงแนวคิดของการพัฒนาและสิ่งแวดล้อมสำหรับการอภิปรายทางการเมืองในอนาคต เอกสารนี้ได้นำเสนอนิยามที่มีชื่อเสียงของการพัฒนาที่ยั่งยืนว่า "การพัฒนาที่ตอบสนองความต้องการของปัจจุบันโดยไม่กระทบต่อความสามารถของคนรุ่นอนาคตในการตอบสนองความต้องการของตนเอง" ^{[ 63 ]}

แนวคิดสำคัญอีกประการหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อกรอบขอบเขตของดาวเคราะห์คือทฤษฎีหรือสมมติฐานไกอาในช่วงทศวรรษ 1970 เจมส์ โลฟล็อกและนักจุลชีววิทยาลินน์ มาร์กูลิสได้นำเสนอแนวคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิต ทั้งหมด และ สิ่งแวดล้อม อนินทรีย์บนโลกนั้นถูกรวมเข้าเป็นระบบควบคุมตนเองเดียว^{[ 64 ]}ระบบนี้มีความสามารถในการตอบสนองต่อการรบกวนหรือความเบี่ยงเบน เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตที่ปรับกลไกการควบคุมเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ( ภาวะสมดุล ) อย่างไรก็ตาม ความสามารถนี้มีขีดจำกัด ตัวอย่างเช่น เมื่อสิ่งมีชีวิตถูกอุณหภูมิที่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าช่วงการดำรงชีวิต มันอาจตายได้เพราะกลไกการควบคุมไม่สามารถปรับตัวได้ตามที่ต้องการ ในทำนองเดียวกัน โลกอาจไม่สามารถตอบสนองต่อความเบี่ยงเบนขนาดใหญ่ในพารามิเตอร์ที่สำคัญได้^{[ 7 ]}ในหนังสือThe Revenge of Gaia ของ Lovelock เขาเสนอว่าการทำลายป่าฝนและความหลากหลายทางชีวภาพ ประกอบกับภาวะโลกร้อน อันเป็น ผลมาจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์สร้างขึ้น อาจทำให้การตอบสนองในระบบโลกเปลี่ยนจากสมดุลที่ควบคุมตนเองไปสู่วงจรป้อนกลับเชิงบวก (ที่รุนแรงขึ้น)

นักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าโลกได้เข้าสู่ยุคใหม่แล้ว นั่นคือยุค^แอนโทรโปซีน [ ^{65 ] ใน}ยุคแอนโทรโปซีน มนุษย์ได้กลายเป็นตัวการหลักไม่เพียงแต่ในการเปลี่ยนแปลงระบบโลก^{[ 66 ]}แต่ยังเป็นตัวขับเคลื่อนการแตกแยก ของระบบโลก [ ^{67 ]}ซึ่งเป็นการทำลายความสามารถของระบบโลกในการฟื้นตัวและปรับตัวจากการเปลี่ยนแปลงนั้น ซึ่งอาจเป็นภัยคุกคามต่อความสามารถในการอยู่อาศัยของโลก ในที่สุด ยุคทางธรณีวิทยาก่อนหน้านี้คือยุคโฮโลซีนเริ่มต้นเมื่อประมาณ 10,000 ปีที่แล้ว เป็น ช่วง ระหว่างยุคน้ำแข็ง ในปัจจุบัน และเป็นสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างคงที่ของโลก มีความผันผวนของสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติในช่วงยุคโฮโลซีน แต่พารามิเตอร์ทางบรรยากาศและชีวเคมีที่สำคัญยังคงอยู่ในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ^{[ 68 ]}ความเสถียรนี้ทำให้สังคมต่างๆ ทั่วโลกเจริญรุ่งเรือง พัฒนาการเกษตร การตั้งถิ่นฐานขนาดใหญ่ และเครือข่ายการค้าที่ซับซ้อน^{[ 69 ]}

ตามที่ Rockström และคณะกล่าวไว้ว่า “ปัจจุบันเราพึ่งพาการลงทุนเหล่านั้นมากจนเกินไปสำหรับวิถีชีวิตของเรา และวิธีที่เราจัดระเบียบสังคม เทคโนโลยี และเศรษฐกิจโดยรอบการลงทุนเหล่านั้น เราจึงต้องใช้ช่วงที่กระบวนการของระบบโลกเปลี่ยนแปลงไปในยุคโฮโลซีนเป็นจุดอ้างอิงทางวิทยาศาสตร์สำหรับสถานะของดาวเคราะห์ที่พึงปรารถนา” ^{[ 10 ]}

กระบวนการ ทางชีวฟิสิกส์ต่างๆที่มีความสำคัญในการรักษาความยืดหยุ่นของระบบโลกกำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วและมากมายเนื่องจากการกระทำของมนุษย์^{[ 70 ]}ตัวอย่างเช่น นับตั้งแต่ยุคแอนโทรโปซีน อัตราการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้นมากกว่า 100 เท่า^{[ 71 ]}และปัจจุบันมนุษย์เป็นแรงผลักดันหลักในการเปลี่ยนแปลงการไหลของแม่น้ำทั่วโลก^{[ 72 ]}รวมถึงการไหลของไอน้ำจากพื้นผิวโลก^{[ 73 ]} การรบกวนกระบวนการของระบบโลกอย่างต่อเนื่องโดยกิจกรรมของมนุษย์ทำให้เกิดความเป็นไปได้ว่าแรงกดดันเพิ่มเติมอาจทำให้เกิดความไม่เสถียร นำไปสู่การ เปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่ไม่เป็นเชิงเส้น ฉับพลัน ขนาดใหญ่ หรือไม่สามารถย้อนกลับได้ของระบบโลกภายใน ระบบระดับ ทวีปไปจนถึงระดับดาวเคราะห์^{[ 7 ]}

รายงานปี 2009 ^{[ 3 ]}ได้ถูกนำเสนอต่อที่ประชุมใหญ่ของสโมสรแห่งโรมในอัมสเตอร์ดัม^{[ 74 ]}บทสรุปที่แก้ไขแล้วของรายงานได้ถูกตีพิมพ์เป็นบทความเด่นในNature ฉบับพิเศษปี 2009 ^{[ 2 ]}พร้อมกับบทวิจารณ์เชิงวิพากษ์ที่ได้รับเชิญจากนักวิชาการชั้นนำ เช่นMario J. Molina ผู้ได้รับรางวัลโนเบล และCristián Samper นักชีววิทยา ^{[ 41 ]}

นักวิชาการ ด้านการศึกษาการพัฒนาได้วิพากษ์วิจารณ์แง่มุมต่างๆ ของกรอบการทำงานและข้อจำกัดที่การนำไปใช้อาจส่งผลกระทบต่อ ประเทศใน ซีกโลกใต้ข้อเสนอในการอนุรักษ์ป่าไม้ที่เหลืออยู่ของโลกในสัดส่วนที่กำหนดอาจถูกมองว่าเป็นการให้รางวัลแก่ประเทศต่างๆ เช่น ประเทศในยุโรปที่ได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจจากการทำลายป่าและเปลี่ยนที่ดินเพื่อการเกษตรอยู่แล้ว ในทางตรงกันข้าม ประเทศที่ยังไม่พัฒนาอุตสาหกรรมถูกขอให้เสียสละเพื่อชดเชยความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมโลกที่พวกเขาอาจมีส่วนร่วมในการก่อขึ้นน้อยมาก^{[ 22 ]}

นักชีวธรณีเคมีWilliam Schlesingerตั้งคำถามว่าเกณฑ์เป็นความคิดที่ดีสำหรับมลพิษหรือไม่ เขาคิดว่าการรอจนกว่าเราจะเข้าใกล้ขีดจำกัดที่แนะนำจะทำให้เราดำเนินต่อไปจนถึงจุดที่สายเกินไป "การจัดการตามเกณฑ์ แม้ว่าจะดูน่าสนใจในความเรียบง่าย แต่ก็ทำให้การเสื่อมสภาพที่ร้ายแรง ช้า และกระจายตัวยังคงดำเนินต่อไปได้เกือบไม่มีที่สิ้นสุด" ^{[ 26 ]}

ในการศึกษาเชิงประจักษ์ระดับโลก นักวิจัยได้ตรวจสอบว่านักศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมและการศึกษาความยั่งยืนใน 35 ประเทศประเมินขอบเขตของโลกอย่างไร พบว่ามีความแตกต่างกันอย่างมากในระดับโลกในการรับรู้ขอบเขตของโลก^{[ 75 ]}

การศึกษาหลายชิ้นได้ประเมินรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมของประเทศต่างๆ โดยอิงตามขอบเขตของโลก: สำหรับโปรตุเกส^{[ 79 ]}สวีเดน^{[ 80 ]}สวิตเซอร์แลนด์^{[ 81 ]}เนเธอร์แลนด์^{[ 82 ]}สหภาพยุโรป^{[ 83 ]}อินเดีย^{[ 84 ] [ 85 ]}ประเทศต่างๆ ในโครงการ Belt and Road Initiative ^{[ 86 ]}รวมถึงประเทศที่มีเศรษฐกิจสำคัญที่สุดของโลก^{[ 87 ] [ 88 ]}แม้ว่าตัวชี้วัดและวิธีการจัดสรรที่ใช้จะแตกต่างกัน แต่ก็มีผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันว่าการใช้ทรัพยากรของประเทศที่ร่ำรวยกว่า – หากนำมาขยายผลไปยังประชากรโลก – ไม่สอดคล้องกับขอบเขตของโลก

กิจกรรมของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับการเกษตรและโภชนาการทั่วโลกมีส่วนทำให้เกิดการละเมิดขอบเขตของโลกถึง 4 ใน 9 ข้อ การไหลเวียนของสารอาหารส่วนเกิน (N, P) เข้าสู่ระบบนิเวศทางน้ำและทางบกมีความสำคัญสูงสุด รองลงมาคือการเปลี่ยนแปลงระบบที่ดินมากเกินไปและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ ในขณะที่ในกรณีของการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ วัฏจักร P และการเปลี่ยนแปลงระบบที่ดิน การละเมิดอยู่ในเขตความไม่แน่นอน ซึ่งบ่งชี้ถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้น (วงกลมสีเหลืองในรูป) ขอบเขต N ที่เกี่ยวข้องกับการเกษตรมีการละเมิดมากกว่า 200% ซึ่งบ่งชี้ถึงความเสี่ยงสูง (วงกลมสีแดงในรูป) ในที่นี้ โภชนาการรวมถึงการแปรรูปและการค้าอาหาร ตลอดจนการบริโภคอาหาร (การเตรียมอาหารในครัวเรือนและร้านอาหาร) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคไม่ได้ถูกวัดปริมาณในระดับโลกสำหรับขอบเขตของโลกของการใช้น้ำจืด การสะสมของละอองลอยในบรรยากาศ ( มลพิษทางอากาศ ) และการลดลงของโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์^{[ 89 ]}

แนวทางที่อิงตามกรอบทั่วไปของข้อจำกัดทางนิเวศวิทยา ได้แก่สิทธิ์ในการปล่อยคาร์บอนส่วนบุคคล (ที่โอนได้) และข้อจำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศที่ "กำหนดโดยกฎหมาย" ^{[ 90 ]}ผู้บริโภคจะมีอิสระในการเลือก (อย่างมีข้อมูล) ภายในขอบเขต (ส่วนรวม) ^{[ 91 ]}

เลขาธิการสหประชาชาติบัน คี-มูนได้รับรองแนวคิดเรื่องขอบเขตของโลกเมื่อวันที่ 16 มีนาคม 2555 เมื่อเขานำเสนอประเด็นสำคัญของรายงานคณะทำงานระดับสูงด้านความยั่งยืนระดับโลกต่อที่ประชุมใหญ่ แบบไม่เป็นทางการ ของสมัชชาใหญ่แห่งสหประชาชาติ^{[ 92 ]}บันกล่าวว่า: "วิสัยทัศน์ของคณะทำงานคือการขจัดความยากจนและลดความเหลื่อมล้ำ ทำให้การเติบโตครอบคลุมและทำให้การผลิตและการบริโภคมีความยั่งยืนมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเคารพขอบเขตของโลกอื่นๆ อีกมากมาย" ^{[ 93 ]}แนวคิดนี้ถูกรวมเข้าไว้ในสิ่งที่เรียกว่า "ร่างศูนย์" ของผลลัพธ์ของการประชุมสหประชาชาติว่าด้วยการพัฒนาอย่างยั่งยืนที่จะจัดขึ้นที่ริโอเดจาเนโรระหว่างวันที่ 20-22 มิถุนายน 2012 ^{[ 94 ]}อย่างไรก็ตาม การใช้แนวคิดนี้ถูกถอนออกจากข้อความของการประชุมในภายหลัง "ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความกังวลจากประเทศที่ยากจนกว่าบางประเทศว่าการนำไปใช้อาจนำไปสู่การละเลยการลดความยากจนและการพัฒนาเศรษฐกิจ นอกจากนี้ ผู้สังเกตการณ์ยังกล่าวว่า เป็นเพราะแนวคิดนี้ยังใหม่เกินไปที่จะนำมาใช้อย่างเป็นทางการ และจำเป็นต้องมีการท้าทาย ทดสอบ และพิจารณาอย่างถี่ถ้วนเพื่อทดสอบความแข็งแกร่งก่อนที่จะมีโอกาสได้รับการยอมรับในระดับนานาชาติในการเจรจาของสหประชาชาติ" ^{[ 95 ]}

ในปี 2554 ในการประชุมครั้งที่สอง คณะกรรมาธิการระดับสูงว่าด้วยความยั่งยืนระดับโลกของสหประชาชาติได้ผนวกแนวคิดขอบเขตของโลกเข้าไว้ในกรอบการทำงาน โดยระบุว่าเป้าหมายของพวกเขาคือ: "เพื่อขจัดความยากจนและลดความเหลื่อมล้ำ ทำให้การเติบโตครอบคลุม และทำให้การผลิตและการบริโภคมีความยั่งยืนมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเคารพขอบเขตของโลกอื่นๆ" ^{[ 96 ]}

ในส่วนอื่นของการดำเนินการ สมาชิกคณะกรรมาธิการได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับประสิทธิภาพทางการเมืองของการใช้แนวคิด "ขอบเขตของโลก": "ขอบเขตของโลกยังคงเป็นแนวคิดที่กำลังพัฒนาซึ่งควรใช้ด้วยความระมัดระวัง [...] คำถามเกี่ยวกับขอบเขตของโลกอาจก่อให้เกิดความแตกแยกได้ เนื่องจากอาจถูกมองว่าเป็นเครื่องมือของ "ซีกโลกเหนือ" เพื่อบอก "ซีกโลกใต้" ว่าอย่าเดินตามเส้นทางการพัฒนาที่ใช้ทรัพยากรอย่างเข้มข้นและทำลายสิ่งแวดล้อมแบบที่ประเทศร่ำรวยเคยทำ... ภาษาเช่นนี้เป็นสิ่งที่ประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่ยอมรับไม่ได้ เนื่องจากพวกเขากลัวว่าการเน้นย้ำเรื่องขอบเขตจะทำให้ประเทศยากจนต้องหยุดชะงักอย่างไม่สามารถยอมรับได้" ^{[ 97 ]}

อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้เป็นประจำในการดำเนินการของสหประชาชาติ^{[ 98 ]}และในUN Daily Newsตัวอย่างเช่นAchim Steinerผู้อำนวยการบริหารของโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) กล่าวว่าความท้าทายของการเกษตรคือ "การเลี้ยงดูประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นโดยไม่ทำให้รอยเท้า ของมนุษยชาติ เกินขอบเขตของโลก" ^{[ 99 ]}หนังสือประจำปี 2010 ของ UNEP ยังได้กล่าวซ้ำข้อความของ Rockström โดยเชื่อมโยงแนวคิดนี้กับการจัดการระบบนิเวศและ ตัวชี้วัดการกำกับ ดูแลด้านสิ่งแวดล้อม^{[ 100 ]}

ในรายงานปี 2012 เรื่อง "ผู้คนที่เข้มแข็ง โลกที่เข้มแข็ง: อนาคตที่คุ้มค่าแก่การเลือก" คณะกรรมาธิการระดับสูงด้านความยั่งยืนระดับโลกเรียกร้องให้มีความพยายามระดับโลกที่กล้าหาญ "รวมถึงการเปิดตัวโครงการริเริ่มทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกครั้งใหญ่ เพื่อเสริมสร้างความเชื่อมโยงระหว่างวิทยาศาสตร์และนโยบาย เราต้องกำหนดผ่านทางวิทยาศาสตร์ว่านักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งใดว่า "ขอบเขตของโลก" "ขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม" และ "จุดเปลี่ยน"" ^{[ 101 ]}

แนวคิดขอบเขตของดาวเคราะห์ยังถูกนำมาใช้ในการดำเนินการของคณะกรรมาธิการยุโรป [ ^{102 ] [ 103 ]}และถูกอ้างถึงในรายงานสังเคราะห์^ของหน่วยงานสิ่งแวดล้อมยุโรปสิ่งแวดล้อมของยุโรป – สถานะและแนวโน้มปี 2010 ^{[ 104 ]}

• รอยเท้าทางนิเวศวิทยา
• ความเสี่ยงภัยพิบัติระดับโลก
• การเปลี่ยนแปลงระดับโลก
• การสูญพันธุ์ในยุคโฮโลซีน
• ผลกระทบของมนุษย์ต่อวัฏจักรไนโตรเจน
• ผลกระทบของมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อม
• สุขภาพของโลก
• การจัดการดาวเคราะห์
• ความยั่งยืน
• วิกฤตการณ์ดาวเคราะห์สามดวง