РЕСУРСИ І ЧИСЕЛЬНІСТЬ НАСЕЛЕННЯ ЗЕМЛІ

Як біологічний вид, людина є активною частиною біосфери, пристосовуючи її до своїх потреб. У міру виділення людини з решти природи і створення їм штучного середовища проживання, чисельність його популяцій неухильно зростала. У 1650 р, року умовного початку промислової революції, на Землі, за оцінками, було приблизно 500 млн осіб. Більш достовірні статистичні дані про населення Землі можна знайти приблизно з 1800 р, коли чисельність населення можна оцінити в 1 млрд осіб. Дані, наведені в табл. 15, показують, що за останні майже два століття населення земної кулі зростала з прискоренням: збільшення від одного мільярда людей до двох мільярдів відбулося за 104 роки, приріст наступного мільярда жителів Землі стався за 36 років, наступну - за 16 років, від 4 до 5 млрд людина народонаселення всіх країн збільшилася за 9 років.

Таблиця 15

Зростання населення Землі

роки

1880

тисяча дев'ятсот двадцять чотири

1960

тисячу дев'ятсот сімдесят-шість

тисяча дев'ятсот вісімдесят п'ять

2000

Населення, млрд чол.

1

2

3

4

5

6

Сучасний період - це триваюче зростання населення земної кулі в основному за рахунок країн, що розвиваються Африки, Південно-Вистачає Азії і Латинської Америки. Однак динаміка приросту (похідна від функції зростання) показує, що пік її величини вже пройдено (див. Рис. 144). Тому зростання від 5 до 6 млрд чоловік був досягнутий за 15 років.

Як довго триватиме зростання населення Землі в майбутньому? За демографічної моделі, запропонованої С.П. Капицею [20], протягом найближчих десятиліть зростання населення Землі ще триватиме з досягнутою до теперішнього часу швидкістю, так що до 2050 року населення Землі зросте до 9 млрд людей, ще через сто років можна очікувати стабілізації загальної чисельності на рівні 10-11 млрд чоловік.

При цьому обмеження зростання населення країн, що розвиваються сприяє такий «внутрішній» фактор, як необхідність збільшення періоду навчання підростаючого покоління, оволодіння їм сумою накопичених знань. Як вважає С.П. Капіца, цей фактор в майбутньому буде мати більше значення, ніж обмеженість ресурсів Землі ( «зовнішній» чинник).

Динаміка річного приросту населення Землі

Мал. 144. Динаміка річного приросту населення Землі: 1 розвинені країни,

2 -розвивати країни

В принципі, можливі й інші варіанти демографічної ситуації. Наприклад, зростання населення Землі буде продовжений, але з меншою швидкістю, за межами 2150 р можливе поступове зменшення загальної чисельності, і явно небажаний варіант - різке падіння чисельності людства в результаті всепланетної катастрофи.

Якщо виключити варіант катастрофічного розвитку подій (ядерної світової війни, яка призводить до невідновні змін клімату Землі - ядерної зими, зіткнення з астероїдом і т. П.), То ймовірність варіантів, що залишилися безпосередньо пов'язана з економічним розвитком як окремих країн, так і людства в цілому.

У ранні періоди формування людського суспільства народжуваність становила, за оцінками демографів, приблизно 5%. Глобальний рівень населення коливався, але підтримувався приблизно постійним, це означає, що і смертність була на рівні 5%. В таких умовах середня тривалість життя окремої особини в популяції трохи перевищує 20 ліг.

В даний час найбільша тривалість життя досягнута в Японії: 75,9 років для чоловіків і 81,6 року для жінок. Дещо менше значення для розвинених країн Європи і США. Дані для Росії виглядають на цьому тлі гнітючими: згідно перепису 2002 р середня тривалість життя чоловіків становила 57,6 років, жінок - 71,2 року. На початку 2008 р чисельність населення Росії становила 142 млн осіб, так що вона виявляється на сьомому місці після Китаю, Індії, США (286 млн), Індонезії, Бразилії та Пакистану (146 млн).

Прогнози демографічної комісії ООН щодо подальшої динаміці чисельності населення Росії показані на рис. 145.

Прогноз чисельності населення Росії в XXI столітті

Мал. 145. Прогноз чисельності населення Росії в XXI столітті

За оптимістичним варіантом до кінця XXI століття чисельність населення Росії скоротиться до 116 млн чоловік, за песимістичним - до 53 млн осіб, за середнім варіантом очікується зниження до 80 млн осіб. При цьому середня тривалість життя чоловіків практично залишиться на досягнутому до теперішнього часу рівні - 58-59 років.

Хоча людина, як істота соціальна, багато в чому вийшов з-під контролю природного відбору, він не може скасувати найбільш загальні фізичні закони природи, головним з яких є закон збереження енергії. Очевидно, що без витрат енергії неможливе виробництво матеріальних благ, висока якість життя і його підтримку для частини населення похилого віку. Між рівнем життя і рівнем виробництва енергії в країні існує кореляційні зв'язок (виробництво і споживання енергії та енергоносіїв можуть відрізнятися через їх експорту або імпорту, але це не принципово).

Дійсно, в статистичних звітах ООН за різні періоди можна знайти відповідні графіки залежності валового національного доходу на душу населення, в залежності від споживання енергії, теж на душу населення даної країни. Як прийнято, споживання енергії виражається в тоннах умовного палива (т у.п.) з фіксованою теплотою згоряння, дохід - в тисячах доларів США.

В кінці минулого століття кореляційні зв'язок (при усередненні по всіх країнах) виражалася в такий спосіб: валовий доход на душу населення в розмірі 4000 $ вимагав витрат 10 т у.п. па душу населення. У США тоді вироблялося близько 13 т у.п. / люд.

Звичайно, є об'єктивні відмінності в кліматичних та інших географічних умовах для країн світу, але визначальним фактором все ж є виробництво і споживання енергії. За рівнем споживання електроенергії США випереджають величезна більшість країн не менш ніж в 2 рази, звідси зрозумілий і високий рівень життя в цій країні.

Проте, в США вживають заходів щодо зниження енергоспоживання, оскільки на тому рівні його, який був досягнутий в 80-х рр. минулого століття, прогноз вимагав величезного зростання імпорту енергоносіїв (рис. 145).

Динаміка споживання енергії в США

Мал. 146. Динаміка споживання енергії в США

Ці заходи дозволили реально зменшити енергоспоживання за рахунок енергозбереження в промисловості і в соціальній сфері без зниження якості життя. Тому прогноз 2002 р енергоспоживанню в США помітно відрізняється від того, який був раніше (нижня крива на рис. 146).

Розрахунки економістів показують, що в умовах зростання населення країни для створення матеріальних благ на одного нового людини потрібна робота 4-6 чоловік протягом року (необхідно забезпечити йому посівні площі, житло, транспорт і т. Д.). Тому приріст населення на 1% в рік поглинає близько 4% національного доходу. Які висновки звідси випливають?

Нехай весь час зберігається приріст валового доходу в 4%. Якщо населення стабілізувався за чисельністю, то можна інвестувати в господарство 1% і на 3% підвищувати рівень (якість) життя. Але якщо є приріст населення в 1%, то весь дохід йде на нього (без інвестицій на майбутнє і без зростання якості життя).

Зростання чисельності населення країн об'єктивно вимагає темпу приросту річних національних доходів не менше 4% в рік, а це вимагає зростання енергоспоживання. Очевидна неминучість обмеження населення Землі внаслідок кінцевої величини її ресурсів, як харчових, так і енергетичних. Найбільш доцільним виглядає варіант стабілізації народонаселення на деякому рівні. Наскільки великим сучасного? Проблема вимагає аналізу доступних ресурсів і обліку науково-технічного прогресу.

Людство є єдиним біологічним видом, що не виключає внутрішньовидової різноманітності. Антропологи виділяють від трьох до десяти різних рас, між якими можливо змішування (метисация). Близько 20% населення земної кулі є метисами (рис. 147).

Представники різних рас населення Землі

Мал. 147. Представники різних рас населення Землі

Скільки людей можуть жити на Землі? Оскільки все засновано на діяльності продуцентів, зробимо грубий розрахунок: оцінимо середню енергетичну цінність всіх 230 млрд т щорічно виробленої рослинної біомаси, розділимо на 365 днів і на 2500 ккал / суг (рівень харчування, необхідний для підтримки життя людського організму по мінімуму). Тоді отримаємо число, рівне приблизно 75 млрд чоловік. Розрахунок не враховує конкурентів людині в харчуванні рослинами - комах, тварин, птахів, і розрахований па чисто вегетаріанське харчування.

У всякому разі десятки мільярдів чоловік могли б існувати на нашій планеті на рівні животіння. Питання в тому, чи слід до цього прагнути або нас приваблює рівень «загального благоденства»? Тоді зростання населення повинен закінчитися набагато раніше.

Іноді висловлюються оптимістичні надії на науково технічний прогрес, який нібито може «збагатити» сільськогосподарські угіддя, підвищити врожайність рослин, створити оазиси в пустелях і т. Д. Розрахунки фахівців, проведені в 1990 р, показали, що в кращому випадку обсяг харчових ресурсів землі можна подвоїти, але не більше того. Все визначається кількістю сонячної енергії, що потрапляє на земну поверхню.

Крім харчових ресурсів, розвиток людства визначається також ресурсами енергетичними і загальним ККД використовуваних технологій (наскільки вони енергозберігаючі). Розрізняють поновлювані щорічно ресурси енергії і непоновлювані, їх кількісна оцінка наведена в табл. 16.

Порівняння даних показує, що серед поновлюваних ресурсів найбільшим є сонячна енергія.

Таблиця 16

Світові запаси енергії

А. Поновлювані ресурси:

кВт-год за рік

гідроенергія

1,810 13

вітрова енергія

1,7-10 15

енергія припливів

7-10 16

Сонячна (на поверхні Землі)

5,8 -10 17

Б. Невідновлювані ресурси:

кВт-год

Внутрішнє тепло Землі

1,3-10 14

органічне паливо

5,5-10 16

Ядсрнос пальне

5,5-10 17

термоядерна пальне

приблизно 10

На верхній межі атмосфери сонячна постійна дорівнює 1358 Вт / м 2 , по мерс проходження до поверхні Землі поглинання молекулами вуглекислого газу, озоном і парами води знижує щільність сонячної енергії приблизно до 1000 Вт / м 2 .

При цьому дві третини енергії поглинається океаном, лише одна третина континентами. Проте, всього 0,1% сонячної енергії на поверхні Землі досить для синтезу більш 200 млрд т рослинної біомаси, его рівень природної утилізації енергії Сонця нашою планетою. Якщо рівень надходить від нього енергії знизиться на 5%, почнеться новий льодовиковий період.

Років 10-15 тому здавалося, що нетрадиційні джерела енергії, екологічно чисті (вітрова та сонячна енергія), можуть зробити помітний внесок в енергетику країн, їх розвивають. Були побудовані вітроелектрогенератори для місцевих потреб і досить скоро виявилися їх недоліки: крім високої вартості (за рахунок буферних накопичувачів енергії для пом'якшення ефектів нерівномірної швидкості обертання), вони створюють сильний низькочастотний гул, вдень і вночі дратівливий населення в окрузі. В даний час промислового застосування вітрова енергія (за рідкісними винятками) практично не має.

Сонячної енергії «пощастило» більше, побудовано більше десятка теплових геліоелектростанцій баштового типу (де нагрівач висвітлюється «зайчиками» сотень дзеркал, які відстежують рух Сонця). У Франції діє «чиста» сонячна піч для беспримесной плавки металів і інших експериментів. Однак основний прогрес був досягнутий в прямому перетворенні світлової енергії в електричну за допомогою напівпровідникових фогобагарей. Коефіцієнт корисної дії комерційних батарей в даний час знаходиться на рівні 9-10%, вважають за можливе його підвищення до 15% в найближчі роки.

Фотоелектричні джерела енергії не мають рухомих частин і нс вимагають постійної уваги обслуговуючого персоналу, вони знайшли застосування не тільки на космічних апаратах, але і для харчування маяків, автоматичних метеостанцій, ретрансляторів зв'язку, прийому радіо і телепередач в глибинних районах країн, що розвиваються. Однак вважати ФЕС абсолютно безкоштовним і абсолютно чистим джерелом енергії було б невірним.

По-перше, доводиться займати певну територію, близько 1 км 'на 10 МВт потужності. Добре поглинаючи сонячну енергію, ФЕС змінюють тепловий баланс поверхні Землі, що може вплинути на клімат. При поширенні ФЕС доведеться встановлювати між фотобатарея дзеркальні екрани для збереження середнього альбедо території і площа ФЕС ще більше зросте. При виготовленні напівпровідникових матеріалів доводиться працювати з токсичними речовинами (особливо при отриманні арсеніду галію), і відходи виробництва аж ніяк не безневинні, як і в більшості хімічних виробництв. Недоліком ФЕС є і нерівномірність вироблюваної енергії протягом доби, тому їх розглядають в якості резервних.

Оскільки непоправні ресурси обмежені, ведуться роботи зі створення термоядерних реакторів, де будуть здійснюватися реакції синтезу більш масивних ізотопів з легких, зокрема реакції «горіння» дейтерію і тритію. При успішному розвитку вже початих робіт зі створення демонстраційного реактора, т. Е. Показує принципову можливість таких пристроїв, в XXI ст. можна очікувати прориву на більш високу «зоряну технологію» виробництва енергії на Землі.

Однак не слід думати, що це буде ера дешевої енергії, ізотопи дейтерію треба попередньо виділити з води океанів, де вони розпорошені, а це велика технічна проблема. Та й виробляти на Землі можна тільки певний річна кількість енергії, в іншому випадку зміниться весь клімат планети.

Вся рослинність Землі споживає близько 0,1% сонячної енергії, приблизно такий же рівень технічного виділення енергії буде допустимим. З меншою впевненістю слід оцінювати як допустимий рівень в 1% від сонячної щорічно надходить енергії.

Небезпечним, мабуть, буде рівень 2%, его ставить межу екстенсивному виробництва енергії на Землі.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

  • 1. Наведіть в робочому зошиті приклад, який показує, що людина вийшла з-під контролю природного місця існування.
  • 2. Розгляньте один із прикладів трофічного ланцюга, в якій були б представлені групи організмів, зазначені на рис. 139.
  • 3. Перерахуйте характерні риси еволюційного процесу. Чи можна говорити про наявність якоїсь мети у еволюції в світлі антропного принципу?
  • 4. Чи може людина регулювати чисельність своєї популяції на земній кулі? Чи відомі Вам приклади такого регулювання на прикладі окремих країн?
  • 5. Наведіть аргументи «за» і «проти» міжнаціональних шлюбів.
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >