Современная индустрия, в особенности такие ее отрасли, как химический синтез, выплавка легких металлов, отличается повышенной потребностью в энергии, воде и сырье. Чтобы выплавить 1 т алюминия, необходимо затратить в десятки раз больше воды, чем для производства 1 т стали, а для получения 1 т искусственного волокна приходится использовать в сотни раз больше воды, чем для выработки такого же количества хлопчатобумажной ткани. Нефть и газ стали главными источниками энергии и вместе с тем важными сырьевыми ресурсами химической промышленности. Этими обстоятельствами объясняется все возрастающая эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Производство каждого нового синтетического продукта влечет за собой «цепные реакции» в технологии. Например, для синтеза пластических масс требуется большое количество хлора, получение хлора предполагает использование в качестве катализатора ртути, а все вместе – огромных затрат энергии, воды и кислорода. В современную индустрию вовлекаются почти все химические элементы, существующие на Земле.
Перед человечеством встал вопрос: надолго ли хватит ему необходимых природных ресурсов? Прошли те времена, когда казалось, что ресурсы Земли неисчерпаемы. Само деление природных ресурсов на неисчерпаемые и исчерпаемые становится все более условным. Все больше видов ресурсов переходит из первой категории во вторую. Сейчас мы уже задумываемся о возможности исчерпания запасов атмосферного кислорода, а в перспективе такой же вопрос может возникнуть даже о ресурсах солнечной энергии, хотя пока еще поток ее кажется нам практически неисчерпаемым.
Существуют разные прогнозы, касающиеся будущего наших природных ресурсов. Конечно, их следует рассматривать как очень ориентировочные. Разрабатывая такие прогнозы, надо исходить, с одной стороны, из оценки перспектив роста населения и производства и соответственно потребностей общества, а с другой – из наличия запасов каждого ресурса. Однако пролонгировать современную тенденцию роста населения и производства далеко в будущее было бы рискованно. Так, надо полагать, что по мере повышения жизненного уровня в развивающихся странах, дающих основной процент прироста населения, общий рост должен замедлиться. Кроме того, научно-технический прогресс, несомненно, будет продолжаться в направлении поисков более экономных, ресурсосберегающих технологий, что позволит постепенно сокращать потребность во многих природных источниках производства.
Вместе с тем необходимо принять во внимание, что современные среднемировые нормы потребления природных ресурсов нельзя считать оптимальными, поскольку в развивающихся странах они намного ниже, чем в странах экономически развитых. В «третьем мире» среднее потребление продуктов питания по калорийности в 1,5 раза ниже, чем в развитых странах, а по содержанию животных белков – даже в 5 раз. Для того чтобы средний мировой уровень потребления энергии достиг к 2000 г. современного энергопотребления в США, он должен возрасти в 100 раз!
Исходя из сказанного следует ожидать, по крайней мере в ближайшие десятилетия, дальнейшего роста потребностей в самых разнообразных природных ресурсах. При оценке их запасов важно различать две большие группы ресурсов – невозобновимые и возобновимые. Первые практически не восполняются, и их количество неуклонно уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные ресурсы, а также земельные ресурсы, ограниченные размерами площади земной поверхности. Возобновимые ресурсы либо способны к самовосстановлению (биологические), либо непрерывно поступают к Земле извне (солнечная энергия), либо, находясь в непрерывном круговороте, могут использоваться повторно (вода). Разумеется, возобновимые ресурсы, как и невозобновимые, не бесконечны, но их возобновимая часть (ежегодный приход или прирост) может постоянно использоваться.
Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получим следующую картину.
Основным видом энергоресурсов пока еще остается минеральное топливо – нефть, газ, уголь. Эти источники энергии не-возобновимы, и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть исчерпаны через 80–140 лет. Правда, доля этих источников должна снижаться за счет развития атомной энергетики, основанной на использовании «тяжелого» ядерного топлива – расщепляющихся изотопов урана и тория. Но и эти ресурсы не-возобновимы: по некоторым данным, урана хватит всего лишь на несколько десятилетий.
Естественно, внимание наше обращается к возобновимым источникам энергии. Среди них сейчас наибольшее практическое значение имеет «белый уголь» – энергия водных потоков. Однако ее место в современном энергетическом балансе очень скромное: гидроэлектростанции дают менее 6% общемировой выработки энергии. Полное использование гидроэнергоресурсов мира могло бы обеспечить только половину современных потребностей в электроэнергии. Но далеко не везде сооружение ГЭС технически осуществимо и экономически целесообразно. Во многих странах гидроэнергетический потенциал уже почти полностью исчерпан.
Крупнейший возобновимый энергоресурс – лучи Солнца. Теоретически можно ежегодно «перехватывать» почти столько солнечного тепла, сколько содержится во всем ископаемом топливе. Однако практически это неосуществимо из-за малой плотности потока солнечных лучей: солнечные энергетические установки требуют больших площадей. Аналогичным образом дело обстоит с энергией приливов, ветра и внутриземного тепла. Использование этих источников эффективно только в отдельных благоприятных локальных условиях (на побережьях с особо высокими приливами, в районах с устойчивыми сильными ветрами, в местах скопления горячих источников и т. п.).
Наибольшие потенциальные возможности таит в себе использование «легкого» ядерного топлива – изотопа водорода дейтерия (путем синтеза из него ядер гелия). Хотя этот источник также в сущности невозобновимый, но практически он неисчерпаем, так как полное использование термоядерной энергии в миллионы раз превысило бы эффект всех других реальных энергических ресурсов. Применение «легкого» ядерного топлива станет возможным, когда будут найдены способы управления термоядерной реакцией.
^ Минеральные сырьевые ресурсы большей частью практически невозобновимы (хотя есть исключения, например торф), но потребность в них неуклонно растет. Железной руды должно хватить еще на несколько столетий, большинства металлов – на 100 лет и более, но месторождения многих других (золота, серебра, вольфрама, цинка, сурьмы, свинца, меди, ртути) могут оказаться исчерпанными через 35–70 лет. Освоение минеральных ресурсов морского дна позволит обеспечить мировые потребности в таких металлах, как кобальт, марганец, никель, медь, на сотни и даже тысячи лет. Если исходить не из учета доступных месторождений, а принять в расчет содержание элементов в рассеянном состоянии в горных породах, а отчасти также в морской воде, то запасы алюминия, железа, титана, марганца, хрома, никеля, натрия, калия, хлора, магния, брома и многих других элементов окажутся почти неисчерпаемыми. Однако их извлечение недоступно современной технологии.
^ Свободный кислород атмосферы возобновляется в основном в процессе фотосинтеза растений; в естественных условиях баланс кислорода поддерживается его расходом на процессы дыхания, гниения, образования карбонатов. Уже сейчас человечество использует около 10% (а по некоторым подсчетам – даже больше) приходной части кислородного баланса в атмосфере. Правда, практически убыль атмосферного кислорода пока не ощущается даже точными приборами. Но при условии ежегодного 5-процентного роста потребления кислорода на промышленно-энергетические нужды его содержание в атмосфере уменьшится, по расчетам Ф. Ф. Давитая, на 2/3, т. е. станет критическим для жизни людей через 180 лет, а при ежегодном росте на 10% – уже через 100 лет.
^ Ресурсы пресной воды на Земле ежегодно возобновляются в виде атмосферных осадков, объем которых равен 520 тыс. км3. Однако практически при водохозяйственных расчетах и прогнозах следует исходить лишь из той части осадков, которая стекает по земной поверхности, образуя водотоки. Это составит 37–38 тыс. км3. В настоящее время на хозяйственно-бытовые нужды отвлекается в мире 3,6 тыс. км3 стока, но фактически используется больше, так как сюда надо добавить еще ту часть стока, которая расходуется на разбавление загрязненных вод; в сумме это составит 8,2 тыс. км3, т. е. более1/5 мирового речного стока. По М. И. Львовичу, к 2000 г. мировая потребность в воде превысит годовой объем стока, если принципы водопользования не изменятся. Если же будет полностью прекращен сброс сточных вод, то годовое потребление воды составит около 7 тыс. км3, но эта вода уже не вернется в реки, т. е. составит безвозвратные потери (за счет испарения с орошаемых полей и водохранилищ, а также использования в производстве)1. Дополнительные резервы водных ресурсов – опреснение морской воды, использование айсбергов.
^ Биологические ресурсы складываются из растительной и животной массы, единовременный запас которой на Земле измеряется величиной порядка 2,4-1012 т (в пересчете на сухое вещество). Ежегодный прирост биомассы в мире (т. е. биологическая продуктивность) составляет примерно 2,3-1011 т. Основная часть запасов биомассы Земли (около 4/5) приходится на лесную растительность, которая дает более 1/3 общего ежегодного прироста живой материи. Человеческая деятельность привела к значительному сокращению общей биомассы и биологической продуктивности Земли. Правда, заменив часть бывших лесных площадей пашнями и пастбищами, люди получили выигрыш в качественном составе биологической продукции и смогли обеспечить питанием, а также важным техническим сырьем (волокно, кожи и др.) растущее население Земли.
Продовольственные ресурсы составляют не более 1% от общей биологической продуктивности суши и океана и не свыше 20% от всей сельскохозяйственной продукции. С учетом роста населения и необходимости обеспечить полноценным питанием все население Земли к 2000 г. производство продуктов растениеводства должно быть увеличено по крайней мере в 2 раза, а продуктов животноводства – в 3. Это значит, что производство первичной (растительной) биологической продукции, включая корма для животных, необходимо увеличить не менее чем в 3–4 раза. Расчеты на расширение возделываемых земель вряд ли имеют под собой серьезные основания, так как резервы пригодных для этого площадей крайне ограничены. Очевидно, выход следует искать в интенсификации сельского хозяйства, включая развитие поливного земледелия, механизации, селекции и т. д., а также в рациональном использовании биологических ресурсов Океана. Необходимые для этого условия и ресурсы имеются, однако расчеты некоторых авторов на возможность прокормления на Земле десятков и сотен миллиардов и даже нескольких триллионов человек нельзя расценивать иначе как утопические.
Из других биологических ресурсов важнейшее значение имеет древесина. Сейчас на эксплуатируемых лесных площадях, составляющих 1/3 всей лесной площади суши, ежегодная заготовка древесины (2,2 млрд. м3) приближается к годовому приросту. Между тем потребность в лесоматериалах будет расти. Дальнейшая эксплуатация лесов должна осуществляться лишь в рамках их возобновимой части, не затрагивая «основного капитала», т. е. площадь лесов не должна уменьшаться, вырубка должна сопровождаться лесовосстановлением. Следует, кроме того, повышать продуктивность лесов путем мелиорации, более рационально использовать древесное сырье и по мере возможностей заменять его другими материалами.
Наконец, несколько слов необходимо сказать о земельных, или, точнее, территориальных ресурсах. Площадь земной поверхности конечна и невозобновима. Почти все благоприятные для освоения земли уже так или иначе используются. Остались неосвоенными преимущественно площади, освоение которых требует больших затрат и технических средств (пустыни, болота и др.) или практически непригодные для использования (ледники, высокогорья, полярные пустыни). Между тем с ростом населения и дальнейшим научно-техническим прогрессом потребуется все больше площадей для строительства городов, электростанций, аэродромов, водохранилищ, растет потребность в сельскохозяйственных и рекреационных угодьях, многие площади необходимо сохранить как заповедники и т. д. Все больше земель «съедают» коммуникации и крупные инженерные сооружения. В России только под строительные площадки для электростанций в 1975–2000 гг. потребовалось до 25 тыс. км2 площади, если ориентироваться на станции средней мощности. Под искусственными водохранилищами на Земле уже занята площадь, превышающая акваторию Каспийского моря, и размеры этой площади имеют тенденцию к дальнейшему росту. Надо принять во внимание, что, помимо прямой потери земель за счет затопления, создание водохранилищ часто ведет еще и к косвенным потерям земельных ресурсов, точнее – к ухудшению их качества на примыкающих к водохранилищам территориях вследствие подтопления (и, как результат, заболачивания или засоления). Сотни тысяч квадратных километров на Земле находятся под отвалами, терриконами, выработанными торфяниками, свалками.
Перспективы решения проблем, связанных с исчерпаемостью земельных ресурсов, вряд ли следует сводить к фантастическим проектам расселения людей в высоких башнях, на плавучих платформах, на дне Океана и в глубинах земной коры. Неизбежность таких решений некоторые авторы обосновывают тем, что экстраполируют современные темпы роста населения на неопределенно далекое будущее. При такой гипотетической ситуации через 700 лет на каждого жителя нашей планеты пришлось бы всего лишь по 1 м2 площади. Однако для таких экстраполяции нет никаких оснований.
Реалистический путь прежде всего предполагает перестройку существующего использования земель на научной основе, т. е. рациональную организацию территории. Для каждого участка должна быть определена оптимальная социальная функция. Разумеется, рациональная организация территории предполагает и рекультивацию земель, нарушенных предшествующим хозяйственным использованием, и интенсификацию сельского хозяйства, и продуманный подход к созданию водохранилищ, и многое другое.
26.
