Частота природних лих зросла з 1970-х років на порядок порівняно з попередніми п’ятьма десятиріччями. Середнє число жертв на Землі від циклонів, тайфунів, землетрусів і повеней обчислюється за останні 50 років 46 тис. чол. на рік. Матеріальні збитки, завдані кліматичними катастрофами, зросли у дев’ять разів і 1995 р. перевищили 90 млрд. дол. Це наближається до значення інвестиційних ресурсів Землі (200 млрд. дол. на рік), тобто настає час, коли всі інвестиції мають витрачатися тільки на відновлення зруйнованого природними явищами. За оцінками, 2010 р. у результаті катастрофи біженцями стануть 50 млн. чоловік.
У документі Всесвітньої конференції з питань довкілля та розвитку в Ріо-де-Жанейро 1992 р. констатувалося: «Людство переживає вирішальний момент в історії. Протиріччя між сформованим характером розвитку та природою досягли межі. Подальший рух цим шляхом веде до глобальної катастрофи, коли природа відплатить людству за наругу над собою глобальними реакціями у відповідь — зміною клімату, посухами, опустелюванням, посиленням проникнення крізь атмосферу жорсткого ультрафіолетового випромінювання, непередбаченими генетичними змінами, епідеміями, голодом і мором».
Знаменно, що прийдешні катастрофи вже досліджують фінансисти та політики. Колишній глава Світового банку сер Ніколас Стерн у своїй 700-сторінковій праці, присвяченій глобальному потеплінню клімату Землі, визнає, що «перші ознаки зміни клімату вже очевидні». Картина можливого екологічного апокаліпсиса, на думку британського вченого та дипломата К.Тікелла, являє собою жахливий фантастичний фільм. Стихійні лиха — повені, урагани, торнадо, цунамі, пожежі — перетворяться на повсякденність. Більше того, вони сягнуть нездоланної сили. Льодовики розтануть, рівень Світового океану підніметься майже на метр із затопленням щільно населених районів річкових дельт у Західній Європі та Південно-Східній Азії, зсунуться кліматичні пояси, зміняться напрямки вітрів і океанських течій, збільшиться кількість опадів.
До цього можна додати парадоксальний факт: стане реальною загроза нестачі питної води. Вічна мерзлота на болотистих рівнинах Східного Сибіру розтане з викидом в атмосферу метану, океанська вода нагріватиметься, виділяючи розчинений вуглекислий газ і підвищуючи вологість на планеті. Парниковий ефект розвиватиметься прискореними темпами. Як наслідок, світова економіка впаде в колапс. Стихійне переселення народів викличе геноцид, війни, деградацію людини. Загалом збудеться передбачення Ж.Б.Ламарка (1809 р.), що «призначення людини ніби полягає в тому, щоб знищити свій рід, попередньо зробивши земну кулю непридатною для проживання».
Ця, за визначенням М.Моїсеєва, «планетарна криза» переросте у катастрофу всієї людської цивілізації, про котру великі державні діячі та вчені говорять останні десятиріччя. Швидше за все, той шлях, на який стане світова цивілізація, котра зараз перебуває в точці біфуркації, призведе до двох можливих сценаріїв (які, можливо, в минулому вже реалізовувалися в Сонячній системі) — у напрямі сучасного стану Венери (розігрівання атмосфери) або Марса та Місяця (втрата атмосфери). Образно кажучи, людство зараз перебуває в становищі, коли спусковий гачок натиснуто, але куля ще не вилетіла...
Криза цивілізації
Екологічна криза — це криза не природи, а сучасної цивілізації. На Землі на цивілізованому рівні живе близько 1,5 млрд. чол., що відповідає величині демографічної ємності Землі — чисельності населення планети, для якого можуть бути забезпечені високі стандарти добробуту при збереженні біотичної рівноваги. Якщо рівень життя всіх людей підняти до західних стандартів, то навантаження на природу збільшиться настільки, що біосфера не витримає. Попри те, що проблему по суті було вперше сформульовано Донеллою і Деніссом Медоузами ще 1972 року в доповіді Римському клубу під назвою «Межі росту», вона досі фактично замовчується елітою міжнародної спільноти. Міжнародна екополітика не здатна уповільнити розвиток екологічної кризи, а породжувані нею невиправдані ілюзії («сталого розвитку» і т.п.) стають найнебезпечнішими помилками (І.Острєцов). Оскільки сценарій із істотним скороченням населення планети не проходить, то необхідно шукати інші шляхи вирішення проблеми.
Прийнято вважати, що зміни клімату пов’язані з емісією в атмосферу вуглекислого газу. Але, строго кажучи, вести розмову треба не про емісію вуглекислоти, а про негативний кисневий баланс в атмосфері Землі і про емісію в атмосферу водних випарів, які є значно сильнішим антропогенним газом порівняно з вуглекислотою. Викиди випарів води сьогодні в 300 разів перевищують викиди вуглекислоти. У цьому начебто немає нічого небезпечного, але в природі відсутні механізми розкладання води та повернення в атмосферу використаного кисню. Природний газ, нафтопродукти й вугілля при згорянні, виробництво та корозія сталі, гниття органічних продуктів, деградація природних екосистем поглинають близько 100 млрд. кисню на рік. У результаті за останні сто років атмосфера втратила понад 1013 т кисню при його загальній кількості в атмосфері близько 1015 т. Вочевидь, йдеться вже про відсотки, а не про тисячні частки, як у разі із СО2. Непоправні втрати кисню пов’язані з тим, що при багатьох перелічених процесах, наприклад, при згорянні вуглеводневого палива, утворюється вода, причому з 1 кг водню втрачається 8 кг атмосферного кисню. Водень є значно сильнішим «забруднювачем» атмосфери, аніж природний газ і нафта. Широка пропаганда так званої водневої енергетики носить суто спекулятивний характер, оскільки водень є всього лише енергоносієм, а не первинним джерелом енергії. Для його отримання потрібні також або органіка, або ядерна енергія. Альтернативою тепловій енергетиці як базове джерело енергії є атомна енергетика. Тому створення ядерної, безвідходної енергетики є найважливішим завданням людства. Але це має бути не уранова і не плутонієва технологія. На дану обставину звертали увагу міжнародної громадськості на саміті тисячоліття.
Зволікання смерті подібне
Трагедія сучасної цивілізації в тім, що вона прийшла до періоду експоненціального зростання продуктивних сил, досягла планетарної могутності, не встигаючи осмислити як свою силу стосовно природи, так і негативні зворотні зв’язки. І, як результат, немає належного розуміння необхідності вжиття негайних заходів для подолання планетарної кризи. Тому основна теза видатного економіста Н.Стерна — наслідкам глобальної екологічної катастрофи можна запобігти, якщо почати всім державам діяти негайно. Зараз уже дійсно «зволікання смерті подібне», адже розмір збитку від стихійних лих порівнянний із обсягом виробництва ВНП розвинених країн.
Але пропозиції Н.Стерна лежать у площині моралі, духовності. Врятувати людство, на його думку, має горезвісний «золотий мільярд», який зобов’язаний вгамувати апетит неприборканого споживання і непомірне зростання світової економіки. Досягнення комфортних умов життя для всіх регіонів земної спільноти неможливо, тому необхідно прагнути скромнішої мети — досягнення результатів, взаємоприйнятних для нині сущих землян із урахуванням інтересів майбутніх поколінь. «У нас ще є час, щоб ужити заходів, поки вони не переросли в проблеми. Зараз ці заходи обійдуться усього в 1% світового ВВП, тобто більш як 300 млрд. дол. Однак, якщо нічого не робити, то ці витрати зростуть у кілька разів», — попереджає вчений. У майбутньому збитки перевищать втрати економіки в усіх світових війнах і економічних кризах.
Стівен Хокінг, видатний англійський астрофізик, завідувач кафедри прикладної математики та теоретичної фізики Кембріджського університету, якою колись завідував сам Ісаак Ньютон, вважає: якщо планетарну екологічну кризу зараз удасться відтермінувати, то в найближчі 50—100 років з’явиться погроза інших не менш небезпечних для людства катаклізмів. Він вважає, що оскільки «життя на Землі перебуває під постійно зростаючою загрозою знищення, лиха на кшталт раптового глобального потепління, падіння метеоритів, ядерної війни, генетично модифікованого вірусу чи інших небезпек, про які ми ще не знаємо», то «виживання людства залежить від його здатності знайти у Всесвіті нові місця проживання».
Хочу підкреслити, що саме раптовість таких катастроф може призвести до несподіваного знищення життя на Землі. Заява С.Хокінга дуже важлива, адже авторитет його в середовищі світової еліти дуже високий. Замолоду вченого спіткала страшна хвороба, котра майже повністю знерухомила його, позбавила можливості розмовляти. Хвороба не зломила його. Він став видатним ученим, якому пророкують завершення справи Ейнштейна — закінчити розроблення єдиної теорії поля. Зараз 64-річний геній переключився з «чорних дір» на земні проблеми.
Вихід із планетарної кризи Хокінг вбачає в якнайшвидшому освоєнні інших планет. На його думку, люди могли б мати постійну базу на Місяці через 20 років і колонію на Марсі в наступні чотири десятиріччя. «Ми не знайдемо нічого настільки ж зручного, як Земля, якщо не вирушимо в іншу зоряну систему», — сказав учений, додавши, що навіть якщо люди не знищать себе в найближчі 100 років, вони повинні отримати космічні колонії, котрі можуть існувати без підтримки з Землі. Ідея розселення в Космосі загалом відома ще з часів К.Ціолковського. Новим і несподіваним є близькість строків, про які каже учений.
Судячи з усього, такі ж плани переслідують і діячі світової космонавтики. Щоправда, першопричиною цих розробок є бажання першими отримати доступ до ізотопу гелій-3 — нового джерела термоядерної енергії, котре є у великих кількостях на Місяці. Земні запаси гелію-3 настільки малі, що використовувати їх у промислових масштабах неможливо. «За оцінками, на нашому супутнику міститься не менш як 1 млн. тонн гелію-3, що може повністю забезпечити земну енергетику на строк понад 1000 років», — вважають експерти. У всякому разі, якщо раніше NASA казало про 2030 рік, як дату ймовірної висадки людини на Марс, то тепер — про 2020-й. Планується, що на Місяці буде побудовано проміжну станцію для польоту на Марс. Інакше кажучи, хто першим освоїть Місяць, той першим висадиться і на Марсі. Американські фахівці планують висадитися на Місяці 2015 року, а на Марсі вже 2020-го. Натомість російські вчені обіцяють ступити на Місяць 2012 року, а до 2020-го побудувати там усю необхідну транспортну систему. Як бачимо, сутичка за екологічно чисте джерело енергії тепер ведеться паралельно з боротьбою за освоєння Марса, тобто обидва ці процеси взаємозалежні.
Але тут виникає несподіваний аспект проблеми — зв’язок розвитку атомної енергетики на Землі з реальністю освоєння Космосу. В даний час декларується розвиток атомної енергетики на основі широкого будівництва АЕС на теплових нейтронах і швидких реакторів-розмножувачів. Необхідність розвитку брідерної програми пов’язана з тим, що запаси урану-235 за своїми енергетичними можливостями не перевершують запасів нафти. Отже, при широкому розвитку програм будівництва реакторів на теплових нейтронах запаси урану-235 будуть швидко виснажені. Дуже важливою обставиною необхідності збереження запасів урану-235 є те, що вже в другій половині цього століття енергетичні проблеми людства не зможуть бути вирішені без промислово-енергетичного виходу в космос. Тільки на базі хімічних двигунів великі завдання в космосі вирішені бути не можуть. Єдиним засобом, дарованим людству для вирішення цього завдання, є саме уран-235, без котрого неможливо будувати ядерні космічні ракетні двигуни будь-якого типу. Тому, на думку професора І.Острецова, одного з піонерів створення ядерних електроракетних установок, спалювання урану-235 у реакторах на теплових нейтронах є злочином перед майбутніми поколіннями.
Теплова смерть Землі
На Землі мільярди років зберігався баланс теплової енергії, котра надходить від Сонця (167 млрд. МВт), а 0,1% тепла (167 млрд. кВт) зберігалося на Землі у вигляді нафти та вугілля. Ця енергія вивільняється при згорянні на «благо людства». У даний час загальний викид вироблюваної енергії в довкілля дорівнює 27,8 млрд. кВт, тобто людство вивільняє енергію, сумірну з енергією Сонця, що надходить на Землю. І якщо за мільярди років існування Землі вона пристосувалася тримати в рівновазі теплову енергію, то енергія, котра надійшла за останні десятиріччя в довкілля, порушує цей баланс, провокуючи в прискорюваному темпі глобальне потепління. Тому при сучасному використанні природних ресурсів через 40—50 років у світі настане теплова смерть. Людство зайшло у своєрідний енергетичний глухий кут: з одного боку, для підвищення рівня життя необхідно збільшувати виробництво енергії, а з іншого — цього не можна робити через екологічні обмеження.
Зі сказаного випливає очевидний вихід: якщо Земля перегрівається за рахунок внутрішніх процесів і Сонця, то її слід остудити. Французький кліматолог Едуар Бар в інтерв’ю газеті Le Monde змалював можливі геоінженерні методи рукотворної зміни клімату у разі різкого й несподіваного погіршення кліматичної ситуації. Найперспективніший, на думку Е.Бара, спосіб охолодження Землі пов’язаний із встановленням за межами місячної орбіти величезного дзеркала між Землею та Сонцем, що дало б додаткову сонячну тінь і зменшило освітлення Землі. Але жодних оцінок реальності цієї схеми Бар не дає.
Докладніше він розглядає земні методи, деякі з котрих уже проходять експериментальну перевірку. Так, здійснюються й експерименти з удобрення південних океанів частками, що сприяє фотосинтезу (а отже, поглинанню вуглецю) у фітопланктону і, отже, зменшує концентрацію вуглекислого газу, котрий викликає парниковий ефект.
Є пропозиції з розпилення у верхніх шарах атмосфери часток (зокрема, сірчистого ангідриду — ідея лауреата Нобелівської премії П.Крутцена) або аерозолів, щоб вони відбивали частину сонячних променів. Однак «при застосуванні геоінженерних інструментів у планетарному масштабі буде порушено не лише атмосферу, а й усю кліматичну систему, виникне гігантський і найскладніший ефект доміно, — пояснив учений. — Щоб передбачити й оцінити його побічні наслідки, необхідна величезна праця за участю кліматологів, океанографів, геологів, астрономів, біологів, агрономів». Е.Бар вважає, що у разі різкого та несподіваного погіршення кліматичної ситуації застосовувати навіть ризиковані геоінженерні засоби доведеться вже через кілька десятиліть.
Космічна «парасолька»
У розвиток висловлених Е.Баром ідей я проаналізував варіант розміщення на орбіті космічних екранів (космічної «парасольки»), складених із уже розроблених зараз і експериментально перевірених «сонячних вітрил», котрі розглядаються як основний елемент перспективних космічних двигунів. Таке вітрило являє собою величезне полотно з надтонкого матеріалу (приміром, алюмінійованого пластику), котре відбиває падаюче на нього світло і під тиском фотонів створює тягу. В даний час розроблено варіанти плівок, їхнє конструктивне оформлення і системи розгортання на орбіті. Є й дуже легкі з малою тягою високоекономічні електроракетні двигуни, котрі, з одного боку, стабілізуватимуть величезних розмірів космічну «парасольку», а з іншого — підтримуватимуть її на орбіті. Таким чином, створення космічних екранів можна починати не з нуля, адже вже є великий науковий і конструкторський заділ.
Основною проблемою, що виникає внаслідок масштабних чинників відмінності космічного екрана від сонячного вітрила (розміри більші на кілька порядків) є міцність плівки екрана та її маси. Очевидно, що має бути знайдений оптимум цих взаємовиключних характеристик. При цьому суттєвим полегшенням для створення екрана порівняно із сонячним вітрилом є можливість його розміщення вдалині від Сонця в умовах менш напруженого теплового режиму.
У даний час деякі виготовлені сонячні вітрила мають поверхневу щільність менш як 10 г/м2. Міцність сонячного вітрила може бути збільшена за рахунок включення у вітрило металевих ребер, що зменшить пошкодження від зіткнень із мікрометеоритами. Зараз можна казати про можливість створення тонкого екрана, котрий складається з кількох шарів міцного, жаростійкого композитного волокна з відбиваючим покриттям, котрий матиме поверхневу щільність менш як 1 г/м2. У майбутньому слід очікувати створення сонячних вітрил із поверхневою щільністю 0,1 г/м2. Вже реально розглядається створення інфраструктури виробництва плівок для сонячних вітрил безпосередньо в космосі. Використовуючи вакуумне напилювання, можна виготовляти в космосі великі металеві листи завтовшки 20—30 нм. При цьому можливо отримати поверхневу щільність екрана до 0,05 г/м2. У майбутньому нанотехнологія зможе створювати перфоровані або комірчасті плівки. Якщо перфорації в ній будуть істотно меншими за довжину хвилі падаючого на нього світла, мала маса і висока відбивна здатність можуть, доповнивши одна одну, значно підвищити продуктивність сонячних екранів.
Що стосується електроракетних двигунів, то для них настає час широкої експлуатації. Вони мають значно більшу питому тягу, що дає можливість працювати тривалий час із невеликим запасом робочого тіла при невеличкій тязі, характерній саме для ЕРД. Зараз ми маємо розроблений 25 років тому ЕРД типу ТХД і російський СПД-290 із характеристиками, досить близькими до вирішення цього завдання.
Перевагою запропонованої системи екранізування Землі є, з одного боку, мала вартість екрана, двигунів і всієї установки, а з іншого — можливість виведення її з експлуатації в будь-який час без наслідків для Землі, чого не можна сказати про інші варіанти втручання в біосферу Землі, котрі можуть завдати внаслідок своєї неконтрольованості більше шкоди, аніж очікуваної користі.
Які можливі сценарії планетарної кризи?
Сценарій перший. Дії світової еліти були ефективними і своєчасними. Небезпечні тенденції глобального потепління зупинено. Вдалося створити системи охолодження Землі та зростання енергоспоживання. Почала інтенсивно розвиватися ядерна енергетика на базі релятивістських прискорювачів. Небезпека майбутніх катаклізмів, у т.ч. і від падіння великих метеоритів, змусила готуватися до переселення в Космос, для чого було забезпечено створення ядерних ракетних двигунів і зроблено спробу створити на Венері, Марсі та Місяці умови, придатні для життя. На минулому етапі успіх виживання забезпечився ефектом «диявольського насоса» — перекачування капіталів, ресурсів, «мізків» із менш розвинених країн у держави «золотого мільярда» замість переносу в ці країни виробництв з видобутку сировини, шкідливих і небезпечних для здоров’я відходів тощо. Почала відбуватися економічна та генетична стратифікація планети; скоротилася середня тривалість життя людей, підірвався генофонд і зникли шанси менш розвинених країн подолати власну відсталість.
Сценарій другий. Дії світової еліти не були ефективними та своєчасними. Небезпечні тенденції глобального потепління не було зупинено. Стихійні лиха, катастрофи досягли апогею. Колапс виробництва призвів до різкого падіння техногенного навантаження на довкілля, що зіграло позитивний зворотний зв’язок, і повільно, протягом десятиріч Земля повертається в стійке становище. Деградація людської цивілізації поступово зупиняється і повільно переходить на криву повернення до минулого. На народи, більш підготовлені до планетарної кризи або слабо залежні від змін довкілля, природні катаклізми не справили руйнівного впливу, як це мало місце в розвинених країнах. Тому вони стали виконувати історичну місію відродження нової людської цивілізації.
Сценарій третій. Прогрес на Землі зупинився. З точки біфуркації біосфери процес пішов у необоротному напрямі. Життя поступово згасло. Атмосферні характеристики на Землі почали дрейфувати до параметрів атмосфери Венери, Марса чи Місяця.
P.S. Визначити місце та перспективи України в планетарній кризі, виходячи з цієї картини, читачу надам самому.
Хотів би, щоб викладена інформація не здавалась якоюсь страшилкою. Часто люди несерйозно ставилися до подібних перспектив, не хотіли вірити в їхню реальність: «Бог не допустить»... Але був Всесвітній потоп... Раніше справді те, що стосується дій людини на природу, було локальним, незначним і небезпеки не мали глобального характеру. Тепер сили людини сумірні з геологічними. Небезпека загибелі нашої цивілізації збільшується і тим, що матеріальні сили переплелися з духовним падінням людини, із її моральною деградацією...