Текст книги "Проблема 2033"

По Великим равнинам США в 1872 г. кочевало 15 миллионов бизонов. Через 10 лет осталась только одна тысяча. Охотники за шкурами безжалостно уничтожили и этот остаток. В другое время и в других местах аналогичная дикость проявилась при уничтожении птиц, китов, котиков, белок, лис, а затем и многих других обитателей полей, лесов и водоемов, о существовании которых человек даже не подозревал, отравляя поля ядохимикатами, осуществляя сплошную вырубку лесов, выбрасывая в атмосферу, почву и воду всевозможные отходы производства.

Сегодня это безумие, дикая кровожадность кажутся нам преступными, но наши ближайшие потомки, узнав, как бессмысленно мы распорядились ископаемым топливом, будут правы, назвав преступниками нас, оставивших после себя пустыню на месте удивительного разнообразия Природы. Ежегодно нами уничтожается 27 000 видов растений и животных. Через 30 лет исчезнет 25 % всех видов. Если учесть, что в природе все взаимосвязано, то подобное разрушение ее части приведет к дальнейшей деградации системы даже тогда, когда каток технической цивилизации уже остановится.

Вода и воздух

Чем мы располагаем?

Пресная вода составляет 3 % от общего объема воды.

Примерно 75 % мировых запасов пресной воды заключено в ледниках и айсбергах; почти вся остальная вода, в основном, находится под землей в водоносных слоях. На протяжении многих тысяч лет она накапливалась там как вследствие таяния ледников, так и в результате проникновения воды в почву во время выпадения дождей. Грунтовые воды – это вовсе не подземные моря и озера, а просто увлажненные гравий и песок; вода по объему составляет примерно одну шестую часть такого слоя.

Легкодоступны для человека всего лишь 1 % водных запасов, однако даже этой ничтожной доли было бы достаточно для удовлетворения наших потребностей, если бы вода была распределена равномерно по местам обитания людей. Средний Восток, северная Азия, северо-восток Мексики, большая часть Африки, многие западные Штаты Америки, часть Чили и Аргентины, а также почти вся Австралия страдают от неустойчивого водоснабжения.

Расходование воды

За последние 40 лет количество пресной воды на каждого человека в мире уменьшилось на 60 %. В течение последующих 25 лет предполагается дальнейшее уменьшение еще в 2 раза.

Сельское хозяйство – основной потребитель пресной воды. В настоящее время оно потребляет 87 % имеющейся воды. Продукция, производимая на орошаемых землях, в 2-5 раз дороже, чем выращиваемая за счет выпадения дождей, т. к. стоимость топлива и гидросооружений постоянно возрастает.

При ежегодной потребности на выращивание пищи на каждого человека в год, равной 400 000 литров, в США используется 1 700 000 литров. При минимальной потребности в воде для бытовых нужд (в том числе в питьевой воде) 50 литров в день, в США потребляется воды в 8 раз больше, т. е. 400 литров в день.

Более 80 стран мира испытывают недостаток пресной воды. Дефицит пресной воды ощущают более 300 городов Китая, и проблема эта возрастает.

Недостаток воды, особенно на Среднем Востоке, уже приводит к политической напряженности между государствами.

Из-за неверного использования грунтовых вод исчерпываются их запасы. Скорость, с которой уменьшаются запасы, составляет от 0.1 % до 0.3 % в год. В США скорость отбора подземных вод в среднем на 25 % выше, чем скорость их восстановления. При сохранении таких темпов некоторые земледельческие районы уже через 30 лет станут непродуктивными.

В развивающихся странах загрязнено примерно 95 % воды. В США в 37 % озер вода непригодна для купания из-за различных видов загрязнения.

Загрязнение отходами и болезнетворными организмами, а также более чем 100 000 разного рода химикатов, используемых в мире, делает воду не только непригодной для питья, но также и для применения в сельском хозяйстве. Опреснение морской воды для сельского хозяйства – очень энергоемкий и экономически бесперспективный процесс.

Нас окружает Океан или мы его?

Каждый год в прибрежные воды морей и океанов сбрасывается более 35 млн. т. нитратов и до 3.75 млн. т. фосфорных соединений. Даже такой огромный объем мог бы быть растворен в открытом океане, однако большая часть загрязнений остается в прибрежной полосе, образуя налет на водорослях и понижая содержание кислорода, нарушая жизнь моря в прибрежной зоне.

Количество коралловых рифов за время, прошедшее после второй мировой войны, уменьшилось в 2 раза. В настоящее время 10 % этих экосистем, обычно представляющих собой чрезвычайно разнообразный мир растений и живых существ, деградировали до неузнаваемости; 30 % находятся в критическом состоянии и будут потеряны на протяжении 10—20 лет; состояние еще 30 % вызывает серьезные опасение, – они будут утрачены через 20—40 лет, и только оставшиеся 30 %, расположенные вдалеке от мест человеческой деятельности, находятся в устойчивом состоянии.

Береговая линия повсюду перенаселена. Почти 2/3 населения Земли (4 млрд. человек) живет в прибрежной полосе шириной до 150 км. Через 10 лет эта доля возрастет до 75 %. «Естественное» следствие такой миграции – еще большее загрязнение шельфа и уничтожение морских обитателей.

Жажда возрастает

Сегодня 2 млрд. людей в 80 странах мира живут в условиях ограниченного обеспечения питьевой водой.

В 9 странах потребление воды превышает скорость ее возобновления.

За прошедшие 150 лет количество питьевой воды на человека уменьшилось в 4 раза. К 2000 г. 6 из 7 восточно-африканских стран и все 5 стран южного побережья Средиземного моря испытывают дефицит пресной воды. К 2025 с дефицитом воды столкнутся 48 стран с общим населением 3 млрд. человек.

Несмотря на обилие дождей, выпадающих в Китае, их неравномерность и нерегулярность приводит к тому, что только половина населения страны снабжается водой регулярно.

В Соединенных Штатах грунтовые воды, накопленные еще со времени ледникового периода, выкачиваются со скоростью, на 25 % большей, чем скорость их возобновления. В некоторых районах превышение расхода над восстановлением достигает 160 %. Как и почва, грунтовые воды восстанавливаются очень медленно: примерно 1 % в год, однако поведение людей определяется и в этом отношении принципом «хватай, кто что сумеет»: американский гражданин в среднем расходует воды в 4 раза больше, чем европеец. Обширный водоносный горизонт Огаллала под штатами Небраска, Оклахома и Техас, запасы воды в котором больше, чем в любом наземном водоеме, истощится через 30—40 лет.

Первые приметы будущего: в 1950 г. в Канзасе к водоносному слою было пробурено 250 скважин. В 1990 г. их было уже 3000. За это время толщина слоя уменьшилась с 58 футов до увлажненного остатка толщиной 5-6 футов.

В другой части Великих равнин, в городе Китак, его жители вынуждены были уйти. Редкие туристы да археологи проходят тротуарами городка, разговаривая шепотом: в центре города в ясный летний день стоит абсолютная тишина; не поют птицы, не слышны голоса людей, нет шума машин. Город умер от жажды.

Ирригация жизненно необходима для производства продуктов питания в мире. Поливные земли занимают около 16 % мировых площадей; на их долю приходится производство одной трети пшеницы при урожайности, в 2.5 раза более высокой, чем на обычных полях, однако ирригация требует больших расходов воды (около 65 % мировых запасов) и энергии. Расход воды для производства 1 кг. продукции составляет: для пшеницы – 1 400л., для риса – 4 700л., для хлопка – 17 000л.

Вместе с тем ирригация сопровождается потерей земель вследствие засоления и заболачивания (примерно 1 % в год). Эта проблема уже существует в Индии, Пакистане, Египте, Мексике, Австралии и США. Африка и некоторые страны Среднего Востока, особенно Израиль и Иордания, а также другие страны, исчерпывают запасы грунтовых вод. В Китае уровень грунтовых вод понижается на 1 м. в год, а в районе Тяньцзиня – на 4.4 м. в год, а на юге Индии – на 2.5-3м. в год, причем водоносный горизонт Гуджарат попутно подвергается засолению.

Через 25 лет будет утрачено 30 %, а через 50 лет – половина поливных земель. Одновременно происходит загрязнение рек и проточных вод.

Проявление парникового эффекта вследствие выброса в атмосферу огромного количества газов становится очевидным. Глобальный климат Земли уже нарушен. Следует ожидать существенного перераспределения атмосферных осадков, появления засух во внутриконтинентальных областях, возрастания погодной неустойчивости и климатического разнообразия и, в результате, снижения урожайности всех видов культур, а также роста заболеваний растений и увеличения численности вредных насекомых. Экосистема в целом станет неустойчивой; она не сможет приспособиться к столь быстро изменяющимся условиям.

В этом отношении поучительным является 1988 г. Вследствие обширнейшей засухи урожай зерновых понизился на 30 % и впервые за 300 лет уровень производства зерновых оказался ниже уровня потребления. В этом же году урожай в Канаде понизился на 37 %.

Ядовитый атмосферный коктейль из выбросов химического и иных производств – главная причина уменьшения и даже уничтожения лесов и полей. Кислые дожди уничтожают бесценные памятники и дома в Европе и Северной Америке.

Межправительственный комитет по изменению климата пришел к заключению, что для прекращения роста содержимого двуокиси углерода в атмосфере нужно уменьшить применение ископаемых источников энергии на 60—80 %, однако этот призыв похож на обращение к наркоману, который находится в трансе.

Первая реакция на шоковое воздействие произошла во время нефтяного кризиса 1973 г. Тогда потребление энергии на человека в ряде стран (развитые страны Западной Европы и Северной Америки, Япония, Австралия и Новая Зеландия) уменьшилось всего на 5 %. В результате предпринятых мер в течение 10 лет валовой национальный продукт в этих странах вырос на треть, а у автомобилей расход бензина на километр уменьшился на 25 %. Общая экономия энергии составила $250 млрд.

Шок давно прошел. Новое поколение повторяет старые ошибки. Следующее потрясение будет гораздо масштабнее, но времени на ответные действия практически не останется.

Лес

В 1870 г. леса занимали 7 млрд га. Через 100 лет их площадь уменьшилась в 1.75 раза. За 30 лет (с 1960 по 1990 гг.) произошло дальнейшее уничтожение лесов на величину, равную половине суши, занимаемой США. Одновременно уничтожается бесчисленное множество видов животных, насекомых и растений, в том числе и тех, которые являются полезными для сельского хозяйства и медицины.

Ежегодно уничтожается или подвергается глубокой деградации 40 млн. га тропических лесов – площадь, в 2 раза большая, чем Австрия. Продолжается вырубка леса в Индии, в которой осталось не более 9 % от прежнего лесного богатства. Тем не менее, правительство этой страны поощряет половину населения использовать лес как топливо.

Более 1 млрд. людей используют древесину быстрее, чем она возобновляется, а всего применяют лес для отопления более 2 млрд. человек. К 2010 г. они столкнутся с дефицитом топлива для обогрева жилищ и приготовления пищи.

На Гаити лес вырублен полностью.

В Эквадоре к 2000 г. осталась половина лесов.

Тропические леса Бангладеш уничтожены на 95 %.

В Шри Ланка леса практически нет.

На Филиппинах пока имеется 20 % леса.

В целом тропические леса исчезают со скоростью 17 млн. га в год, т. е. за 10 недель лишается леса территория, равная Нидерландам. Если такая тенденция сохранится, то большинство тропических лесов исчезнет без шансов на восстановление. Из 76 стран, располагающих тропическими лесами, только в 4-х (Бразилия, Гвиана, Папуа Новая Гвинея и Заир), возможно, до 2010 г. останутся неповрежденные участки леса.

В Западной Африке от 50 до 75 % древесины сжигается в малых и больших городах. Для восстановления лесов потребуется выращивание быстрорастущих деревьев на площади в 55 млн. га (почти в 2 раза больше территории Италии). Ежегодно надо занимать под новые плантации 2.7 млн. га, т. е. в 5 раз больше, чем это делается сейчас.

Более трети всех лесов приходится на северные леса, расположенные в России, Канаде, США, Скандинавии, а также частично на Корейском полуострове, в Китае, Монголии и в Японии. Прогноз, учитывающий удвоение в атмосфере двуокиси углерода и других газов, вызывающих парниковый эффект, показывает, что через 30—50 лет исчезнет от 40 до 90 % северных лесов вследствие скачкообразного изменения климата. Гибель лесов будет сопровождаться обширными пожарами, нашествиями насекомых и бурями. Вследствие быстрого высвобождения сотен миллиардов тонн окиси углерода изменение климата будет происходить лавинообразно. Уже сейчас имеются нарастающие тревожные свидетельства начала процесса уменьшения лесов вследствие парникового эффекта, подобного которому не было на протяжении предшествующих 160 000 лет.

Существующая практика заготовки леса уменьшает способность северных лесов противостоять аномальным изменениям температуры и влажности. После 1976 г. баланс между выбросом двуокиси углерода в атмосферу и его поглощением оказался нарушенным. Количество избыточного, не абсорбированного газа составляет 10—15 млрд. т. Если северные леса будут вырождаться, то сжигание и гниение будет лавинообразно ускорять изменение климата планеты.

В свое время, сотни миллионов лет тому назад, парниковый эффект сыграл свою положительную роль, создав возможность накопления тепла в приповерхностном слое атмосферы. Он позволил удерживать среднюю температуру на поверхности Земли около 30 °C. При отсутствии такого эффекта температура оказалась бы равной -18 °C и планета стала бы безжизненной. До вмешательства человека в экосистему ее состояние было стабильным и обеспечивало возникновение и развитие разнообразнейшей жизни в мире растений и животных во всех сферах: на земле, в воде и в воздухе.

За 100 лет, начиная с 1850 г., количество двуокиси углерода выросло на 25 %, метана – на 100 %, а окиси азота – на 15 %. Существенно то, что двуокись углерода является столь же эффективным фактором формирования парникового эффекта, как и водяной пар. Метан в этом отношении действует в 20 раз эффективнее, чем CO₂. Если не предпринять радикальных мер, через 50 лет доля CO₂ может возрасти вдвое. Это будет означать катастрофические изменения климата, которые приведут к широкомасштабным нарушениям в лесном и сельском хозяйстве, рыболовстве; исчезнут многие виды растений и животных на земле и в океане; изменится картина выпадения осадков; вследствие наступления морей и океанов будут утеряны большие участки побережья; во многих странах мира уменьшится доступ к надежным источникам пресной воды; возникнут серьезные угрозы здоровью человека.

Опасность может оказаться еще более грозной вследствие лавинообразного воздействия других факторов, например, дополнительного потепления вследствие высвобождения огромного количества метана, пока что связанного вечной мерзлотой в тундре и океане. Ожидаемая скорость изменения температуры в 15—30 раз больше когда-либо известной до сих пор.

Из 7.6 млрд. т. CO₂, ежегодно выбрасываемых в атмосферу, 6 млрд. приходится на сжигание угля, нефти и газа, а 1.6 млрд. т. – за счет уменьшения лесов (растительность, возникающая на месте леса, поглощает CO₂ намного слабее). О потенциальных возможностях леса в воздействии на климат можно судить по следующим данным: атмосфера содержит 750 млрд. т. CO₂; в лесах сосредоточено 2000 млрд. т. углерода, в том числе 500 млрд. т. в деревьях и кустарниках и 1500 млрд. т. в торфяниках, почве и лесной подстилке. Это поистине кухня погоды, на которой, после вмешательства человека, может быть приготовлено абсолютно несъедобное блюдо.

Во время последнего ледникового периода, 18 000 лет тому назад, громадные ледники покрывали почти всю Канаду, северную Европу и западную Сибирь; они достигали Огайо в северной Америке и северной части Польши. Граница ледников окаймлялась тайгой, которая сыграла важную роль в последующем отступлении льдов к их нынешним границам. Потепление началось 17 000 лет тому назад и завершилось, стабилизировалось через 9000 лет. В течение всего этого периода тайга «преследовала» отступающие ледники.

Последние изменения климата земли существенно сказываются на обширных территориях тайги. То, что происходило раньше на протяжении тысячелетий, должно проявиться в течение нескольких десятилетий. Чем ответят на это северные леса?

Во время потеплений или крупных лесозаготовок происходят массовые появления насекомых, в том числе вредителей леса. Так, например, в северной Америке в 1910, 1940 и в 1970 гг. массовое появление листовертки поразило 10, 25 и 55 млн. га лесов соответственно. Последняя величина – это территория, больше чем Франция. Потепление способствует также увеличению количества тайфунов и гроз, которые уничтожают леса совместным действием ураганов и пожаров, попутно способствуя распространению вредителей леса на большие расстояния. Молнии вызвали 38 % пожаров, на счету которых 80 % сожженных лесов.

За последние 100 лет среднегодовая глобальная температура выросла на 0.5 °C. После 1980 г. расположились 7 самых жарких из 140 лет. На северо-востоке Онтарио средняя температура воздуха за 40 лет выросла на 2 °C. В Канаде с 1976 г. площадь сгоревших лесов в 6 раз больше величины, рассчитанной с учетом тенденций предыдущих 100 лет. Увеличивается частота пожаров в России, Канаде, на Аляске и Швеции.

В 1987 г. севернее Амура только в одном пожаре сгорело более 10 млн. га леса. Это был один из самых больших пожаров, отмеченных в истории, и причиной его была погода.

В 1988 г. в Большом Йеллоустоне возникло 249 пожаров, вдвое больше обычного. Более 50 из них сопровождались штормовыми ветрами и вихрями. Почти половина леса в Йеллоустонском Национальном парке была обожжена или охвачена пламенем. Было утрачено 10 млн. деревьев. Этот пожар также был вызван не людьми, а погодой.

В 1989 г. в Канаде, провинция Манитоба, произошло 1140 пожаров, в 6 раз больше обычного. Полоса пожаров протянулась в северном направлении на 800 км. К концу года, с учетом пожаров в других провинциях, было уничтожено более 6.4 млн. га леса. Причиной наибольшего в истории Канады пожара была погода.

Аналогичная огненная феерия состоялась и 1990-х гг. в Монголии, Канаде и в других странах.

Россия: пожары в Сибири, Подмосковье и поблизости от Санкт-Петербурга; всего в течение 1992 г. было около 19 000 пожаров; лесной пожар вызвал взрыв крупнейшего склада боеприпасов в районе Владивостока; горели и загрязненные леса в районе Чернобыля, – радиоактивный дым окутал часть территории Беларуси.

США: лесные пожары охватили Калифорнию, Неваду, Айдахо, Орегон и Юта. Когда обнаружилась угроза работе 10 атомных электростанций, используемых ВВС США, общественность потребовала закрытия установок. Потери, вызванные пожарами только поблизости от Лос-Анджелеса, оцениваются в $950 млн.

Еще одна потенциальная опасность связана с тем, что леса накапливают дополнительный углерод, выбрасываемый в атмосферу в виде CO₂ при сжигании ископаемого топлива. За время с 1860 по 1988 г. пополнение углерода составило 200 млрд. т. В случае дестабилизации глобальной экосистемы может сработать колоссальная рукотворная «пороховая бочка», ускоряя парниковый эффект. Только в процессе вырубки лесов с 1850 по 1990-й гг. в атмосферу уже выброшено около 120 млрд. т. углерода.

Уголь

В 1543 г., в соответствии с записями летописца Холиншеда при дворе Елизаветы I Тюдор, была получена первая отливка из железа, когда-либо выполненная в Англии. Елизавета неуклонно вела курс на самообеспечение страны многими другими производствами: добыча соли, выплавка меди, изготовление стекла и т. д. Все это требовало огромных количеств древесного угля и, как следствие, привело к практически полному уничтожению лесов в Англии, а затем и в Ирландии. Хотя ископаемый уголь был грязный и с неприятным запахом, дефицит леса вынудил перейти на использование угля. Уже к 1600 г. Лондон и почти все приморские города перешли на уголь, потому что ле́са практически не осталось.

Дальнейшие успехи в добыче угля и выплавке стали к концу 18 в. позволили осуществить то, что было названо Промышленной революцией.

С 1550 г. по 1820 г. население Франции, Испании, Германии, Италии и Нидерландов увеличилось на 50—80 %; прирост населения Англии за тот же период составил 280 %, однако по численности Англия все еще оставалась малой страной, уступая Франции, Германии или Италии. Тем не менее, в 1800 г. в Англии было добыто 15 млн. т. угля, в то время как добыча во всей континентальной Европе не превысила 3 млн. т.

Теплотворная способность угля в два раза выше, чем у сухих дров, а его запасы оказались намного больше лесных ресурсов. Промышленная революция шагнула в Европу; по всем странам побежали паровозы, строились пароходы, развивались совершенно новые отрасли промышленности.

Население Европы в течение 19-го века выросло со 187 млн. до 400 млн., увеличив свое присутствие в мире с 21 % всего лишь до 25 %, однако за это время произошло явление, впоследствии качественно изменившее мир: 35 миллионов эмигрантов из Европы и их наследники составили большую, а иногда доминирующую часть населения в других частях света: США, Канада, Австралия, Новая Зеландия, многие регионы Латинской Америки. Повсюду поселенцы явились проводниками добычи и применения угля. За короткое время (с 1865 по 1880 гг.) уголь стал основным источником энергии в США, достигнув пика своего потребления в 1910 г. В том же году был отмечен пик роста населения Штатов.

Если исходить из нынешних темпов добычи и потребления, запасов угля должно хватить примерно на 100 лет. Ускоренный рост населения и постоянно увеличивающееся потребление нефти и газа потребуют увеличения добычи угля. Уже к 2010 г. его доля может вырасти до 40 %, а это, естественно, приблизит срок его исчерпания.

При добыче топлива любого вида наступает критический момент, после которого на извлечение топлива понадобится затрачивать больше энергии, чем ее содержится в добываемом топливе. Дальнейшая добыча теряет смысл, даже если объем залежей остается большим. Для угля это особенно актуально, т. к. уже сейчас приходится разрабатывать слои на глубине более 1000 м. Кроме того, все чаще приходится работать с маломощными и крутопадающими слоями.

Еще одна особенность заключается в том, что угольная промышленность со всей ее инфраструктурой не является самодостаточной. Ей тоже нужна нефть, вклад которой в добычу угля составляет от 40 % до 50 %: уголь развозят электровозы, тепловозы и грузовые автомобили; электростанции работают на мазуте и т. д. Возврат к паровозам, если он вообще возможен, резко увеличит накладные расходы из-за малого коэффициента полезного действия. Т. о., исчерпание нефти будет означать остановку угольной промышленности, даже если в недрах Земли уголь еще останется.