Другие источники энергии

Добыча и распределение ископаемого топлива очень неравномерны по странам. Так, например, США, с населением в 4 % от мирового, потребляют 22 % энергии, получаемой от ископаемого топлива. На развитые страны в целом приходится 70 % производимой энергии, в то время как развивающиеся страны с населением 75 % используют только 30 % энергии. Это означает, что в странах «третьего мира» большая доля работы выполняется, как и до промышленной революции, с помощью мускульной силы человека и тяглового скота.

Помимо основных источников энергии (нефть, газ, уголь), бесспорно невозобновляемых, которые в настоящее время обеспечивают 80 % потребностей человечества, есть и другие, условно возобновляемые; они составляют одну пятую часть энергоснабжения.

Данные, приведенные в таблице, достаточно говорят сами за себя, но некоторые комментарии все же нужны. За 47 лет, прошедших с момента запуска первой не военной атомной станции, доля ядерной энергетики не только в США, но и мире (за исключением Украины, Франции, Японии и, возможно, Израиля) не превысила того, что дает сжигание древесины и кустарников для отопления жилищ и приготовления пищи. Более того, в течение последних 25 лет в США не выдано ни одного разрешения на строительство новых атомных станций. Германия также пришла к решению не строить новых АЭС. В Украине закрыта Чернобыльская станция и под большим вопросом находится достройка двух почти готовых блоков АЭС.

Дальнейший рост энергии за счет биомассы уже невозможен: лес на планете усилиями человека очень успешно уничтожается.

Гидроэнергетика практически исчерпала свои возможности. Почти все гидроресурсы рек уже используются. В США из 917 млн. га суши почти 63 млн. га занято под водохранилища. Для использования резервных гидроресурсов потребуется занять дополнительно 24 миллиона гектаров земли, главным образом плодородной. Если учесть, что земля под пашню уже стала дефицитной, то цена дополнительной гидроэнергии может оказаться слишком высокой. Сооружение новых плотин – это усугубление и без того нарушенного равновесия в экосистеме, изменение режима грунтовых вод, дальнейшее разрушение мест обитания не только рыб, птиц и животных, но и человека.

Гидротермальные и ветровые станции – скорее экзотика, чем существенный фактор в мировой энергетике. То, что может иметь смысл для поселков, расположенных у гейзеров, или для небольших стран с постоянными ветрами, имеет ничтожное значение для энергоемких производств и прочих нужд остальных государств.

Этанол – скорее побочный продукт сельского хозяйства, чем самостоятельный источник энергии. При синтезе этанола затраты на его производство на 50 % превышают энергетические возможности конечного продукта, – такая технология экономически бессмысленна.

Полезные, бесполезные и вредные ископаемые

Давно прошли те времена, когда полезными ископаемыми были корешки, которые можно было немедленно съесть. Начиная с эпохи бронзы, полезными стали руды меди, олова, свинца. Затем этот список пополнился: начали добывать железную руду, серебро, золото. Бесполезные ископаемые в виде переработанной породы, а также отходы, возникающие при изготовлении металла, особых беспокойств не вызывали, пока производство оставалось кустарным.

В настоящее время «полезным» стало практически все, что входит в таблицу Менделеева, а также разнообразнейшие соединения химических элементов, применяемые сами по себе и для создания новых материалов и веществ. На каждого американца ежегодно приходится более 20 т. новых материалов. Производство одной тонны материала связано с перемещением или использованием до 15 т. воды, земли или воздуха. Для золота это соотношение равно 1:350 000. Все это изымается у природы и практически немедленно превращается в бесполезные отходы, которые, в свою очередь, становятся вредными: они не только отнимают место у сельскохозяйственных угодий, но и отравляют почву, грунтовые и поверхностные воды, а также воздух.

«Полезные» ископаемые в виде органического топлива настолько ухудшили экологическую ситуацию, что, в соответствии с выводами Межправительственной комиссии по изменению климата, для прекращения увеличения содержимого углерода в атмосфере необходимо уменьшить применение горючего на 60—80 %.

Только в США каждый год закапывают 3.5 млн. т. промышленных отходов в дополнение к 160 млн. бытовых и прочих отходов. В Украине общий объем отходов, накопленный со времен начала индустриализации, оценивается в 20 млрд. т. (по 400 т. на человека!). Если судить по результатам, то промышленность создана для производства отходов, а товары являются побочным продуктом.

Известно, что тяжелые металлы (простейшие яды) никогда не распадутся, и любой контейнер или цистерна когда-нибудь разрушится, однако нет никаких признаков того, что безумие производства уменьшается. Элементарные яды, урановые руды и другие источники смерти для всего живого, которые были в естественном состоянии рассеяны и не представляли опасности, усилиями «человека мыслящего» сосредоточены в малых объемах и превратились в реальную угрозу жизни.

Ежегодно американская промышленность выбрасывает в воздух 160 т. ртути – элементарного яда. Все соединения ртути ядовиты и повреждают органические ткани, сворачивая протеины и дезактивируя энзимы; последствия: врожденные дефекты, заболевания мозга, слепота. В воде ртуть активно превращается в растворимые соединения метила, которые усваиваются водорослями и планктоном, а те в свою очередь, поедаются мелкой рыбой, которую съедает крупная рыба, попадающая на стол человеку, снабжая его биологически концентрированным ртутным ядом. Если рыба умирает в воде, продукты ее распада снова и снова поступают в обычный биологический цикл.

Недавние исследования биологов показали, что ртуть обнаруживается в водоемах, удаленных от мест сброса на тысячи километров. Ртутное отравление стало всеобщей проблемой: ртутное предупреждение получили рыбаки 40 штатов Америки, тысяч озер в Канаде, вся Скандинавия и многие страны Европы и Азии. От элементарного яда невозможно избавиться простым разрывом пищевой цепочки.

Еще одна форма организованного безумия проявляется в том, что федеральные инструкции позволяют заводам избегать больших расходов на захоронение промышленных отходов простым переименованием в «добавки к почве». Удобрения, содержащие промышленные попутные продукты такие как свинец, кадмий, мышьяк и ртуть, а также соединения диоксида и даже радиоактивные компоненты, широко распространяются в сельскохозяйственных районах на протяжении последних 20 лет. Например, завод по переработке урана в Оклахоме ежегодно «дополняет» 9000 акров пастбищ десятью миллионами галлонов слабо радиоактивных отходов, лицензированных как жидкое удобрение. Такое же «удобрение» выливается на 75 акров пастбища на Бермудах, где пасутся 400 голов крупного рогатого скота. В семьях, живущих вблизи пастбища, отмечено 124 случая раковых заболеваний и врожденных пороков.

Еще пример: министерство энергетики США пришло к заключению, что количество плутония и других радиоактивных элементов, попавших в почву в процессе производства ядерного оружия, в 10 раз превышает то, о котором шла речь до самого последнего времени. Соответственно оказалось значительно большим и количество радиоактивных элементов, попавших в воду и продукты питания. Необходимость проверить имеющиеся данные была вызвана настойчивостью частной инициативной группы под названием «Институт энергетических и природоохранных исследований», участники которой еще в 1997 году заявили, что правительственные сообщения об объемах захоронений плутония и остальных радиоактивных элементов «неубедительны и противоречивы». В то время как по официальным сообщениям утечка радиоактивных материалов не превышала трех процентов от их общего количества, в действительности этот показатель превысил 30-процентную отметку.

Предварительные расчеты показывают, что период востановления питьевой воды составляет 200 лет, земной экосистемы – 500 лет, атмосферы – 1 миллион лет, океана – 20 миллионов лет…

Население

Частичные переписи населения начали осуществлять, по-видимому, еще 5-6 тысяч лет тому назад, однако относительно достоверными можно считать данные для 18 в и позже. Тем не менее, представляют интерес даже ориентировочные сведения о росте населения, полученные косвенными способами.

Население было относительно стабильным до начала бронзового века (конец 4 тысячелетия до н. э). К концу этой эпохи, за 2000 лет, оно выросло в 3.5 раза, а за последующие 1000 лет, примерно соответствующие железному веку, увеличилось еще в 5.5 раза, после чего почти на 1000 лет наступил период стабилизации.

Дальнейшее удвоение население совпадает с успехами в строительстве больших парусных судов, развитием дальнего мореплавания, эпохой великих географических открытий и освоением заморских территорий (1500—1750 гг.). Исследователи, миссионеры, авантюристы, купцы и, естественно, военные прокладывали пути в новые страны.

Настоящий демографический взрыв был вызван Промышленной революцией: население увеличивалось не по линейному закону, а с ускорением. Максимальное значение ускорения приходится на наше время:

население Земли за последние 15 лет увеличилось на столько же, на сколько оно выросло боле чем за 4500 лет от сооружения пирамиды Хеопса до наполеоновских войн. Сейчас население ежегодно увеличивается на 90 млн. человек: это примерно 3 Канады или одна Мексика.

Этот процесс не может продолжаться непрерывно; коллапс неизбежен. Вопрос состоит только в одном: когда?

Реалисты отличаются от безоглядных оптимистов тем, что они не закрывают глаза на действительность: Земля конечна; ее ресурсы, необходимые для поддержания жизни, тоже конечны. Более того, человеческая деятельность успешно сокращает эти ресурсы и ухудшает воздух, воду и почву. Надо жить по средствам. Если это не будет осуществлено людьми, решение за них будет принято Природой, но не потому что у нее существует некая цель, а вследствие многих объективных законов, управляющих как косной природой, так и миром растений и живых существ.

Один из законов заключается в том, что в ограниченном пространстве «нагрузочная способность» среды ограничена. Это в равной степени актуально как в ботанике, так и в зоологии. Люди, при желании и наличии способностей к обучению на чужих ошибках, могли бы сделать подходящие выводы из двух примеров диалектического развития «рая».

В 1944 г. на необитаемом острове св. Матвея были оставлены 29 оленя. Мхи и лишайники, основная пища оленей, были превосходны. Толщина мха достигала 10 см. На острове не было ни хищников, ни охотников, и количество животных на протяжении последующих 19 лет увеличивалось со скоростью 32 % в год, достигнув в 1963 г. численности 6000 голов. В течение последующих трех лет почти все животные вымерли, оставив жалкое стадо из 41 оленихи и одного оленя. В снежную зиму 1963—1964 гг. погода была не настолько тяжелой, чтобы не дать возможность добраться до корма. Причина была в другом: перевыпас, чрезмерное истощение пастбища.

Несущая способность территории определяется как максимальное количество животных, которые могут поддерживаться в течение года без нарушения окружающей среды. Для острова св. Матвея она составляет 5 оленей на 1 кв. км. Эта величина была достигнута уже в 1957 г. при численности стада 1350 голов. Во время пика популяции на 1 кв. км приходилось 18 особей. После этого поголовье некоторое время росло, а воспроизводимость корма уменьшалась. Деградация пастбища оказалась необратимой; произошло скачкообразное уменьшение популяции оленей. После краха на 1 кв. км. приходилось всего 0.126 животного, но для истощенного пастбища и это оказалось слишком много. Возобновление пастбища даже при полном отсутствии животных занимает десятилетия. При наличии остатков стада оно стало невозможным: несущая способность острова уменьшилась, по крайней мере, на 97.5 %.

Второй пример связан с загадками острова Пасхи, ставшими известными миру благодаря Туру Хейердалу и его путешествию на Кон-Тики. Остров Пасхи, занимающий 165 кв. км., – одно из наиболее уединенных мест обитания: он расположен в Тихом океане на расстоянии более 3700 км. от ближайшего континента (Южная Америка) и в 2600 км от ближайшего обитаемого острова (Питкейрн). Остров Пасхи был открыт в 1722 г. экспедицией Роггевена. Мягкий климат и вулканическое происхождение должны были бы сделать его райским уголком, вдали от проблем, одолевающих остальной мир, однако первым впечатлением Роггевена от вида острова было как от опустошенной местности, покрытой высохшей травой и выжженной растительностью. Не видно было ни деревца, ни кустиков.

Современные ботаники обнаружили на острове только 47 видов высших растений, характерных для этой местности; в основном это трава, осока и папоротники. В список входят также два вида карликовых деревьев и два вида кустарников. При такой растительности обитатели острова не имели никакого топлива для согревания в холодную, влажную и ветреную зиму. Из домашних животных были только куры; не было летучих мышей, птиц, змей или ящериц. Нашлись только насекомые. Всего на острове было около 2000 человек.

Совершенно необъяснимыми казались около 200 гигантских каменных изваяний, расположенные на массивных постаментах вдоль побережья острова с жалкой растительностью, вдали от каменоломен. Большинство статуй располагались на массивных изваяниях. Еще не менее 700 скульптур, в разной степени готовности, были оставлены в карьерах или на древних дорогах, связывающих карьеры с побережьем. Складывалось впечатление, что скульпторы внезапно оставили свои инструменты и прекратили работу. Большинство установленных скульптур было высечено в одном и том же карьере и затем каким-то образом доставлено на расстояние более 10 км; высота статуй была более 10 м., а вес – до 82 т. Оставленные в карьерах и на дороге статуе были вдвое выше и весили до 270 т. Гигантскими были и каменные платформы: до 150 м. в длину и 3 м. высотой, они состояли из кусков весом до 10 т.

Роггевен и его спутники не могли понять, как, не применяя толстых деревянных катков и прочных канатов, можно было передвигать и устанавливать подобные глыбы. У островитян не было ни колес, ни тяглового скота и никакого другого источника энергии, кроме собственных мускулов. Удивительно и то, что в 1770 г. статуи еще стояли, но в 1864 г. все они оказались опрокинутыми самими островитянами. Зачем они высекали их в карьере? Почему они прекратили это занятие? Общество, создававшее статуи, должно было существенно отличаться от тех 2000 человек, которых видел Роггевен. Оно должно было быть хорошо организовано. Что с ним произошло?

Более двух с половиной столетий тайна острова Пасхи оставалась нераскрытой.

И Тур Хейердал, и капитан Кук, посетивший остров значительно раньше, показали, что жители острова были выходцами Полинезии, а не Америки, и их культура, включая культуру статуй, выросла из полинезийской культуры. Их язык был полинезийским, относящимся к диалекту, изолированному примерно с 400 г. н. э., и характерному для Маркизских и Гавайских островов.

Несколько лет тому назад палеонтолог Дэвид Стэдмен и несколько других исследователей выполнили первое систематическое исследование острова Пасхи с тем, чтобы выяснить, каким был ранее его растительный и животный мир. В результате появились данные для новой, удивительной и поучительной, интерпретации истории его поселенцев.

Остров был заселен примерно в 400 г. н. э. Островитяне выращивали бананы, таро, сладкий картофель, сахарный тростник, тутовник. Кроме кур, на острове были также крысы, прибывшие с первыми переселенцами.

Период изготовления статуй относится к 1200—1500 гг. Количество жителей к тому времени составляло от 7 000 до 20 000 человек.

Археологи оценили, что одна статуя могла быть изготовлена с помощью каменных зубил в течение года. Для подъема и перемещения статуи достаточно несколько сотен человек, которые использовали канаты и катки из деревьев, имеющихся в то время в достаточном количестве.

Кропотливая работа археологов и палеонтологов показала, что примерно за 30 000 лет до прибытия людей и в первые годы их пребывания остров вовсе не был таким пустынным, как сейчас. Субтропический лес из деревьев и мелколесья возвышался над кустарниками, травами, папоротником и дерном. В лесу росли древесные маргаритки, деревца хаухау, из которых можно делать канаты, и торомиро, которое пригодно в качестве топлива. Имелись также разновидности пальм, которых сейчас нет на острове, но раньше их было так много, что подножие деревьев было плотно укрыто их пыльцой. Они родственны чилийской пальме, которая вырастает до 32 м и диаметром до 2 м. Высокие, без ветвей, стволы были идеальным материалом для катков и сооружения каноэ. Они также давали съедобные орехи и сок, из которого чилийцы делают сахар, сироп, мед и вино.

Относительно холодные прибрежные воды обеспечивали рыбную ловлю только в нескольких местах. Основной морской добычей были дельфины и тюлени. Для охоты на них выходили в открытое море и применяли гарпуны. До прихода людей остров был идеальным местом для птиц, т. к. у них не было здесь никаких врагов. Здесь устраивали гнездовья альбатросы, олуши, фрегаты, глупыши, попугаи и другие птицы – всего 25 видов. Это было, вероятно, богатейшее гнездовье во всем Тихом океане.

Примерно в 800-х годах началось разрушение лесов. Все чаще стали встречаться слои древесного угля от лесных пожаров, все меньше становилось древесной пыльцы и все больше появлялась пыльца от трав, приходивших на смену лесу. Не позже 1400 г. пальмы исчезли окончательно, причем не только в результате вырубки, но и из-за вездесущих крыс, которые не давали им возможности восстановиться: дюжина сохранившихся остатков орехов, сохранившихся в пещерах, имела следы изгрызенности крысами. Такие орехи не могли прорасти. Деревья хаухау не исчезли полностью, но их уже не хватало на изготовление канатов.

В 15-м веке исчезли не только пальмы, но и весь лес целиком. Он был уничтожен людьми, которые очищали участки для садов, вырубали деревья для постройки каноэ, для изготовления катков под изваяния, для отопления. Крысы поедали семена. Вполне вероятно, что птицы вымирали из-за загрязнения цветов и уменьшения урожая фруктов. Произошло то же, что происходит везде во всем мире, где уничтожают лес: исчезает большинство обитателей леса. На острове исчезли все виды местных птиц и зверей. Была выловлена и вся прибрежная рыба. В пищу пошли мелкие улитки. Из рациона людей к 15 в. исчезли дельфины: не на чем было выходить в море, да и гарпуны не из чего было делать. Дело дошло до каннибальства.

Райский уголок, открывшийся первым поселенцам, 1600 лет спустя стал практически безжизненным. Плодородные почвы, изобилие еды, множество строительных материалов, достаточное жизненное пространство, все возможности для безбедного существования оказались уничтоженными. Ко времени посещения острова Хейердалом на острове было единственное дерево торомиро; сейчас его уже нет.

А началось все с того, что через несколько столетий после прибытия на остров люди принялись, подобно их полинезийским предкам, устанавливать на платформы каменных идолов. Со временем статуи становились все большими; их головы начали украшать красные 10-тонные короны; раскручивалась спираль соревнования; соперничающие кланы пытались превзойти друг друга, демонстрируя здоровье и мощь подобно египтянам, строившим свои гигантские пирамиды. На острове, как в современной Америке, существовала сложная политическая система распределения имеющихся ресурсов и интегрирования экономики в различных областях.

Постоянно растущее население изводило леса быстрее, чем они могли восстанавливаться; все больше места занимали огороды; почва, лишенная леса, родники и ручьи высыхали; деревьев, которые тратились на транспортировку и подъем статуй, а также на строительство каноэ и жилищ, оказалось недостаточно даже на приготовление пищи. По мере уничтожения птиц и животных наступал голод. Уменьшалось плодородие пашен из-за ветровой и дождевой эрозии. Начались засухи. Интенсивное разведение курей и каннибализм не решили проблемы с продовольствием. Подготовленные к перемещению статуи с запавшими щеками и видимыми ребрами – свидетельство начавшегося голода.

При нехватке еды островитяне больше не могли содержать вождей, бюрократию и шаманов, которые осуществляли управление обществом. Выжившие островитяне рассказали первым посетившим их европейцам, как на смену централизованной системе пришел хаос, и воинственный класс победил наследственных вождей. На камнях появились изображения копий и кинжалов, изготовленных воюющими сторонами в 1600-е и 1700-е гг.; они и сейчас разбросаны по всему острову Пасхи. К 1700 г. население составляло от четверти до одной десятой своего прежнего количества. Люди переселились в пещеры, чтобы прятаться от своих врагов. Около 1770 г. противоборствующие кланы начали опрокидывать статуи друг у друга и сносить им головы. Последняя статуя была опрокинута и осквернена в 1864 г.

По мере того, как перед исследователями проявлялась картина упадка цивилизации острова Пасхи, они спрашивали себя: – Почему они не оглянулись, не осознали происходящего, не остановились, пока не было слишком поздно? О чем они думали, срубая последнюю пальму?

Вероятнее всего, катастрофа произошла не внезапно, а растянулась на несколько десятилетий. Изменения, происходящие в природе, для одного поколения были не заметны. Только старики, вспоминая годы своего детства, могли осознать происходящее и понять угрозу, которую несет уничтожение лесов, однако правящий класс и каменотесы, боясь потерять свои привилегии и работу, относились к предупреждениям точно так же, как и сегодняшние лесозаготовители на северо-западе США: «Работа важнее леса!».

Деревья постепенно становились меньше, тоньше и менее значимыми. Когда-то была срезана последняя плодоносящая пальма, а молодые побеги уничтожали вместе с остатками кустарников и подлеска. Никто не заметил гибели последней молодой пальмы.

Значение истории острова Пасхи для всех нас сегодня ужасающе очевидно: это история Земли в миниатюре. Сегодня мы видим глобальное противостояние растущего населения и сокращающихся ресурсов. У нас нет преград для эмиграции, потому что все человеческое сообщество связано международным транспортом, и мы не можем оставить нашу Землю, как и жители острова Пасхи не могли отправиться в Океан. Если мы будем следовать нынешнему курсу, то истощим мировые запасы рыбы, тропических муссонных лесов, минерального топлива и большую часть почвы к тому времени, когда наши дети достигнут нашего возраста.

Уже сегодня голодают целые страны. Локальные конфликты – это войны за остатки ресурсов. Попытки корректировки курса блокируются узаконенными действиями частных интересов, на защиту которых выступают политики и лидеры бизнеса, а также их электорат, совершенно не замечающий изменений, происходящих с каждым годом. Взаимозависимость между возможностью дальнейшего существования и качеством среды обитания практически не признается и даже не осознается. Тем временем людей становится больше, а средств к существованию меньше.

Легче всего закрыть глаза на происходящее или предаться отчаянию.

Если несколько тысяч островитян с каменными орудиями труда и войны смогли разрушить свое общество, то чего можно ожидать от миллиардов людей, располагающих современной техникой и технологией? Правда, имеется некоторая существенная разница. У островитян Пасхи не было книг; они не знали истории исчезновения других обществ. В отличие от них, мы располагаем знаниями о прошлом, которые мы можем сохранить для будущего.

Итак, перегрузка – это предпосылка к последующему краху. Крах для людей ожидается около 2030 года. Предвестник краха – болезни, вызванные разрушением среды обитания. На первый взгляд, болезни кажутся не связанными с природными ресурсами, однако более детальный анализ показывает, что количество и качество природных ресурсов (например, еда и вода) играют основную роль в здоровье человека. Всего за 10 лет, с 1982 по 1992 гг. смертность вследствие инфекционных заболеваний возросла на 60 %. Особенно высок этот показатель в городах с высокой плотностью населения. Около 90 % заболеваний в развивающихся странах является результатом дефицита чистой воды. Каждый год 50 миллионов смертей обусловлено болезнями вследствие загрязненной воды, пищи, воздуха и почвы.

У человечества есть некоторый шанс на продление своего существования, если удастся за 2-3 десятилетия сократить население до 2 млрд. человек, чтобы не превысить нагрузочную способность среды обитания. При этом еще возможно стабилизировать состояние природных условий и избежать необратимых последствий ее перегрузки и последующих глобальных конфликтов.

У Природы нет целей и нет причин для беспокойства. Мы ей так же безразличны, как и любой вид насекомых или растений, которые уже исчезли благодаря нашей деятельности. Так, например, долина Тигра и Евфрата, разрушенная людьми из-за неверного воздействия на землю, две тысячи лет спустя так и не восстановилась.

Через несколько десятков тысяч лет на Земле появятся другие формы жизни растительного и животного мира, которые будут жить по прежним правилам: каждый вид будет развиваться до тех пор, пока позволят ресурсы и ограничения в виде хищников, паразитов и природных условий.

У человечества очень мало времени для принятия решений по спасению себя как вида. Сейчас оно держит экзамен на наличие здравого смысла.

В 1850 г. в США было 23 млн. человек, т. е. меньше, чем в Нью-Йорке и Калифорнии. К 1994 г. стало 260 млн. американцев. Для обеспечения нормальных условий для ныне живущих людей требуются две дополнительные планеты Земля. Через 3-4 десятилетия понадобится 5 таких планет. Кто нам их предоставит?

Наука