Kor är som djurvärldens Humvees; de är inte särskilt effektiva, åtminstone när det gäller att producera mat för människor. En hektar mark som skulle kunna växa 1, 500 eller 2, 000 pund protein från jordnötter eller sojabönor per år kan bara stödja cirka 82 pund nötköttsprotein. Det beror på att jämfört med andra djur vi använder till mat, kor är mycket större och växer långsammare, så de måste få i sig fler kalorier innan de är redo att ätas. De förbrukar också mycket vatten, producera en överväldigande mängd gödsel som kan kväva sjöar och vattendrag, och generera en betydande del av vår nations klimatförändrande koldioxidutsläpp.

Ändå kan eller vill inte alla som vill leva en miljömedveten livsstil avstå från nötkött. Det är en av anledningarna till att Maureen Raymo, en paleoklimatolog vid Columbias Lamont-Doherty Earth Observatory, fick tillsammans med sina kollegor föreställa sig hur en mer hållbar nötköttsindustri kan se ut. Den resulterande studien, publiceras idag i Naturekologi och evolution , uppskattar att byte från dagens fabriksmodell till betesuppfödda kor kan stödja nästan hälften av USA:s nuvarande nötköttskonsumtion. På samma gång, det skulle dramatiskt minska vattenanvändningen och koldioxidutsläppen, samtidigt som man matar fler människor.

Grönare betesmarker

Som paleoklimatolog, Raymo studerar normalt saker som uråldrig havsnivåhöjning. Men för flera år sedan hörde hon ett föredrag av miljöforskaren Gideon Eshel från Bard College (huvudförfattaren till den nya studien), och drabbades av nötköttets enorma påverkan på miljön. Senare, samtidigt som de övervakar ett hållbarhetsprojekt av studenter vid Columbia's School of International and Public Affairs (SIPA), Raymo föreslog att man skulle undersöka nötkötts effekt på klimatet. Eshel gick med i gruppen, och så småningom växte ett av projekten till dagens tidning, med två av SIPA-studenterna som medförfattare.

Gruppen ville först veta vad som skulle hända om ranchägare föde upp sina kor på betesmarker, lokalt balat hö och livsmedelsbiprodukter (som morotstoppar och överblivna spannmål från alkoholdestillation) istället för de trånga gårdar som är populära idag. Hur mycket nötkött skulle ett sådant system kunna stödja?

"Vi hade ingen aning om vad den siffran skulle vara, " säger Raymo. "Jag trodde att det skulle vara ungefär 5 till 10 procent av nötköttet i landet kunde odlas på det sättet." Men det verkliga antalet visade sig vara mycket högre. Deras beräkningar visade att Amerika redan har tillräckligt med bete mark för att stödja upp till 45 procent av den boskap som föds upp för mat idag.

Eftersom de där korna strövade omkring och äter gräs, detta hypotetiska system skulle frigöra 32 miljoner hektar mark som för närvarande används för att odla mat åt kor; marken kunde istället användas för att odla mat åt människor. Teamet uppskattar att plantering av dessa fält med livsmedel som sojabönor, kidneybönor, korn, och sötpotatis kan ge upp till 20 gånger mer kalorier och protein än nötköttet de skulle ersätta. Denna övergång skulle minska landets vattenanvändning med 24 procent (besparingar på 27 miljarder kvadratmeter vatten per år) och minska användningen av gödselmedel med 28 procent. Det skulle minska koldioxidutsläppen med två tredjedelar, sparar cirka 590 miljoner ton koldioxidekvivalenter från att komma in i jordens atmosfär varje år.

Men om du inte gillar att äta växtbaserade proteiner, dessa odlingsmarker kan alternativt användas för att ge fyra gånger så många fläsk- och kycklingkalorier, producerar tre och fem gånger så mycket protein, respektive, än nötköttet de skulle ersätta.

Inget av scenarierna gör sig av med allt negativt som kommer med nötkött och jordbruk i allmänhet, säger Raymo, "men man blir av med mycket av miljöpåverkan."

"Hållbart" nötkött?

Studien är inte perfekt, som författarna gärna erkänner. De har definierat "hållbart nötkött" som kött som främst odlas på betesmark, men egentligen, den exakta definitionen av en "hållbar" nötköttsindustri är mycket omdiskuterad. Eshel håller med om att tidningens definition är begränsad – den inkluderar inte sociala värderingar, såsom överväganden om hur indianer kanske föredrar att använda marken som frigörs i modellen, eller saker som biologisk mångfald och ekosystemhälsa.

Att gå över till en modell där allt nötkött föds upp på betesmark är också mycket lättare sagt än gjort. "För mig verkar det djupt socialt ohållbart, säger Eshel, som påpekar att äkta gräsbearbetat nötkött kan vara oöverkomligt dyrt.

I en kommentar om tidningen, Biologen Les Firbank från University of Leeds sa att "att genomföra en sådan konsensus kommer att vara en enorm utmaning, med tanke på hur den globala marknaden för närvarande sätter stor press på bönder att producera billig mat med mindre hänsyn till de andra hållbarhetsdomänerna."

Lyckligtvis, Att skära ner på nötköttskonsumtionen kan ha miljöfördelar oavsett vilket livsmedelssystem vi abonnerar på. Uppsatsens resultat tyder på att små förändringar i vår kost - som att ersätta nötkött med kyckling eller bönor för en eller två måltider per vecka - kan lägga till en stor skillnad.

"Det mest effektfulla du kan göra direkt är att bara halvera din nötköttskonsumtion, eller behandla det som hummer, " säger Raymo. "Du behöver inte bli vegan eller vegetarian. Många människor kan göra en subtil förändring av sin kost som inte kräver en stor kulturell förändring i hur de äter, och det kan ha en riktigt effekt, positiv effekt på miljön."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.