Тревожные факты и пессимистические тенденции развития мировой системы

Лекция по курсу Концепции современного естествознания.

Тема. Глобальные проблемы современности.
Подскажет ли физика пути их решения?

План:

1. Тревожные факты и пессимистические тенденции развития мировой системы.

1.1. Конечность Земли и ограниченность ресурсов.

1.2. Рост численности населения.

1.3. Экологические проблемы.

2. Компьютерные модели.

2.1. Суть, объект и метод исследования.

2.2. Компьютерная модель - единственная возможность научного исследования и прогноза поведения. глобальных мировых систем

2.3. Тестирование и адекватность модели.

3. Глобальные прогнозы модели Мир-3.

4. Физика о принципиальной возможности выхода из кризиса.

4.1. Начала термодинамики.

4.2. Понятие энтропии биосферы.

4.3. Второе начало термодинамики применительно к биосфере.

4.4. Предел антропогенного воздействия на биосферу.

4.5. Глобальные прогнозы и реальные тенденции в мировой экономике сегодняшнего дня.

5. Переход к устойчивой биосфере - свет в конце тоннеля.

Литература.

1. Суриков В.В. Введение в основы естествознания. Часть 1 М МГУ, ТЕНС 1997

2. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рондерс Й.. За пределами роста М. 1994

3. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму М. 1993

Тревожные факты и пессимистические тенденции развития мировой системы.

Смысл жизни - удовлетворение разумных потребностей человека. Основная идея гуманизма - справедливое, равномерное удовлетворение потребностей всех людей. Материальным источником удовлетворения потребностей (пища, одежда, условие проживания и т.д.) является Земля (природа в широком смысле этого слова), а необходимым условием - труд.

По мере исторического развития потребности человека растут, а возможности среды ограничены. Рассмотрим ряд наиболее существенных факторов, ограничивающих рост и обусловленных конечностью нашей планеты:

1.Пища - первичным ресурсом, необходимым для производства продуктов питания является земля. Всего на планете 3,2 млрд. га, из них пригодных для сельского хозяйства 1,6 млрд. га. При существующей продуктивности сельского хозяйства требуется 0,4 га на человека (0,4 х 7 млрд. = 2,8 млрд га.., уже не хватает!!!), а чтобы накормить население по стандартам США -0,9 га на человека.

2. Запасы пресной воды (уже сейчас почти 2 млрд. людей живет в условиях недостатка чистой питьевой воды!!!, а мы-?).

3. Запасы не воспроизводимых ресурсов топлива и минералов:

нефть - 50 лет (по прогнозу 1989 г. на 41 год);

газ - 60 лет;

уголь - 326 лет.

Ресурсы Земли хотя очень велики, но ограничены, поэтому человеческое общество не сможет долго развиваться на основе методов традиционной добычи сырья. Химические элементы в природе, как бы интенсивно они не эксплуатировались, не уничтожаются, а переходят в другие соединения, малопригодные для экономического оборота.

Решающую роль в сбережении природных ресурсов должны сыграть не только новые способы добычи, но и новейшие химические технологии, которые позволят применять более доступное и дешевое сырье.

До 19 в. нефть использовалась преимущественно как колесная мазь и в лечебных целях. В 1860 г. мировая потребность в ней составляла около 70 тыс. т. К концу 19 в. она возросла до 21 млн. т. и через 75 лет – до 2730 млн. т. Разведанные запасы нефти на конец 1974 г. оценивались в 97 млрд т. К началу 90-х годов 20 в. они достигли примерно 600 млрд т. По некоторым оценкам, в 2000 г. разведанные запасы приблизились к 800 – 1000 млрд т. Предполагается, что при нынешних темпах потребления запасов нефти хватит до 2050 г.

Быстрыми темпами растет потребление природного газа. Общие ресурсы природного газа оцениваются в 120 000 млрд м³ , из них на территории России обнаружено около 80 000 млрд м³ . При потреблении 1500 млрд м³ в год природного газа, как полагают некоторые ученые, хватит приблизительно на 80 лет. По другим оценкам, истощение природного газа ощутится гораздо раньше.

На смену нефти и природному газу придет уголь, и лидирующее место займет химия угля. В последние десятилетия разрабатываются эффективные методы переработки угля. В частности, предложен метод эффективного производства моторного топлива из угля, объединяющий энергетические и химические установки. Запасы угля огромны, но ограничены.

4. Рост численности населения:

1650 г. - 0,5 млрд. человек;

1820 г. - 1,0 млрд. человек;

1930 г. - 2,0 млрд. человек;

1959 г. - 3,0 млрд. человек;

1977 г. - 4,0 млрд. человек;

1987 г. - 5,0 млрд. человек;

1995 г. - 6,0 млрд. человек.

2011 г. – 7,0 млрд. человек.

Численность населения 12 тыс. лет назад составляла около 15 млн. человек. К началу нового летоисчисления насчитывалось приблизительно 250 млн. человек. К 1650 г. население удвоилось, достигнув 500 млн. Следующее удвоение (рост до 1 млрд) произошло примерно через 200 лет к 1850 г. В 1985 г. численность населения Земли достигла 5млрд. При росте населения 2% в год численность его к 2020 г. составит около 10 млрд. Годовой прирост населения в мире снижается, хотя в Африке наблюдается существенное увеличение темпов его роста.

В 1983 г. от голода умерло около 20 млн. человек – почти 0,5% населения планеты, еще примерно 500 млн. сильно пострадали от недоедания. По некоторым оценкам, к концу столетия число людей, находящихся на грани голодной смерти, достигнет 650 млн., а это означает, что пропитание населения – важнейшая проблема современного человечества. Она касается не только тех, кто голоден и недоедает и менее всего способен решить ее, но и в значительной степени тех, кто может предложить рациональные способы решения данной проблемы, основанные на достижениях естествознания и в первую очередь биохимии, микробиологии и других наук. Эти науки, во-первых, могут способствовать увеличению производства продуктов питания и, во-вторых, предоставить безопасные средства для индивидуального ограничения рождаемости.

5. Загрязнение окружающей среды:

5.1 Верхний предел загрязнения биосферы неизвестен, живые организмы приспосабливаются к изменяющимся условиям, но при этом в них самих происходят необратимые изменения.

5.2 Загрязнение растет во времени экспоненциально, опережая, иногда, даже осознание происходящих процессов.

5.3 Запаздывание мер по демпфированию загрязнения.

5.4 Многие виды загрязнения имеют тенденцию к глобальному распространению.

5.5 Последствия загрязнения полностью не изучены: Например, от сжигания угля, нефти и газа в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд. тонн СО₂ и только половина этого количества поглощают океаны. А повышение содержания диоксида углерода СО₂ приводит к изменению климата.

Вывод: группы Медоуза - «В предположении отсутствия крупных изменений в существующей мировой системе, рост населения и промышленности обязательно прекратится не позже следующего столетия».

Данные по Московскому региону:

В воздухе: СО₂ - 28 пДк

формальдегида - 57 пДк

фенола - 45 пДк

Данные по Курской области:

В атмосферный воздух Курской области выбрасывается более 300 наименований загрязняющих веществ, связанных с деятельностью человека. Наиболее распространенными являются: взвешенные вещества (пыль, сажа, зола и т.п.) оксиды азота, углерода, серы, а также – углеводороды.

Всего выброшено в 1999г. в атмосферу 116,9 тыс. т. загрязняющих веществ, в том числе и от стационарных источников 35,3 тыс. т. Вклад автотранспорта в общий выброс составил 69,8%.

На предприятиях Курской области уловлено 30,62 тыс. т. загрязняющих веществ. Степень улавливания составляет 58,8%. Наибольший вклад в выбросы по области вносят предприятия Железногорского района 8,2 тыс. т., Медвенского 3,85 тыс. т., Золотухинского 1,92 тыс. т., Льговского 1,78 тыс. т., Рыльского 1,67 тыс. т., Глушковского 1,79 тыс. т., Касторенского 0,96 тыс.т.

Загрязняются подземные воды - 60 % в Московской области, а это проблема на десятилетия, да еще сегодня не ясно как их очищать!

Данные по Курской области:

Наблюдение за состоянием поверхностных вод в области проводит Федеральное гос. учреждение Курской области Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на реках Сейм, Тускарь, Реут, Псел, Суджа, Свапа.

По прежнему, наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод области являются органические вещества по ХПК (повторяемость концентраций выше ПДК составляет 79%), соединения меди 75%, нефтепродукты 59%, БПК 58%, азот нитритный 53%, устойчива загрязненность железом общим 29%, азотом аммонийным 23%, фосфатами 21%, СПАВ 3%. По сравнению с прошлыми годами возросла загрязненность вод хромом трехвалентным, нефтепродуктами, органическими веществами, азотом нитритным, фосфатом, железом общим. Практически все водные объекты по уровню загрязненности относятся ко второй категории, когда загрязненность отмечается по нескольким ингредиентам и показателям качества воды. Коэффициет комплексности в целом по бассейну составил 19, 0% 1999 г., (1998 г. – 16,6%).

5.6 Загрязнения почв техничными отходами – проблема которая к настоящему времени не имеет четко определенных подходов к решению.

Данные по Курской области:

Состояние земель области вызывает тревогу из-за нарастания динамики процессов деградации почвенного покрова, что вызвано низкой культурой хозяйствования, отсутствием финансирования разработки и реализации мероприятий по охране земельных ресурсов.