Метка: Энергетика и окружающая среда

На фото – мёртвые зоны кораллового рифа в Карибском бассейне.

Коралловые рифы часто называют «тропическими лесами моря», они образуют одни из самых разнообразных экосистем на Земле. Исторически они занимали менее 0.1% мировой поверхности океана, примерно половину площади Франции, но содержащей 25% всех морских видов. Глобальная экономическая выгода коралловых рифов от туризма, рыболовства, защиты береговой линии в своё время оценивалась до $375 млрд ежегодно.

Впрочем, коралловые рифы представляют собой хрупкие экосистемы, отчасти потому, что они высокочувствительны к температуре воды. В начале 21 века они находились под угрозой исчезновения в результате изменения климата, окисления океана, использования глушения или цианида при отлове аквариумных рыб, вреда солнцезащитного крема, чрезмерного использования ресурсов рифа, вредной практики землепользования; в том числе городских и сельскохозяйственных стоков и загрязнения вод, стимулирующих избыточный рост водорослей.

Карибы являются домом для 9% кораллов в мире. Между 1970 и 2012 годами количество кораллов сократилось на 50%, оставив лишь одну шестую часть доиндустриального покрытия рифов. Согласно детальному анализу произведённому в 2014 году, при сохранении текущих тенденций, практически все оставшиеся карибские коралловые рифы исчезнут в течение 20 лет. Изменение климата уже однажды доказало свою причастность, понизив уровень pH океана. В то время как окисление океана по-прежнему является серьезной угрозой, новые данные свидетельствуют о том, что потеря рыб-попугаев и морского ежа – двух основных травоядных – было, по сути, важнейшим фактором кораллового спада в конкретном регионе.

Многократно выросшие объёмы перевозки навалочных грузов в течение 1960-х-70-х в панамском канале привели к раразвитию патогенных и инвазивных видов, который позже распространились и на Карибские острова. Неизвестная болезнь привела к массовой гибели морских ежей в 1980-х годах, в то время как крайне высокий отлов рыб-попугаев довёл ситуацию в некоторых регионах до грани вымирания этих видов рыб. Их потеря нарушила хрупкое равновесие экосистемы кораллов и водорослей, которыми они питались, что привело к удушению рифов. Территории, защищенные от перелова, а также других угроз, таких как загрязнение окружающей среды, туристической деятельности и освоением прибрежных зон, были более устойчивыми к воздействию нагрузок, вызываемых изменением климата.

Некоторые из самых здоровых коралловых рифов, с высокой популяцией травоядных рыб-попугаев, включены в цветник банка Национального морского заповедника (США): рифы северной части Мексиканского залива, Бермудские острова и Бонайре – там запрещены или ограничены методы рыболовства, вредящие рыбе. Рифы, где рыбы-попугаи не были защищены, трагически снижаются – на Ямайке, на всём тракте Флоридского Рифа от Майами до Ки-Уэста и американских Виргинских островов.

В последующие десятилетия, чтобы восстановить баланс между водорослями и кораллами, осуществлялись попытки защиты видов на более обширной территории, используя лучшие стратегии управления. Хотя некоторые из этих усилий добились большого успеха, краткосрочное экономическое давление и бизнес-интересы, как правило, перевешивают эти проблемы. Регион в целом остаётся под серьезной угрозой, и к 2034 году, Карибские коралловые рифы вплотную приблизились к своему полному исчезновению.

Больше…

Сырая нефть являющаяся основной движущей силой мировой экономики, претерпевает падение добычи. После многих лет нестабильности, чтобы предотвратить катастрофу, изобретение жизнеспособной альтернативы для потребности человечества стало реальной перспективой. Выращивание биотоплива является ведущим способом. Солнечная, ветровая и другие виды возобновляемой энергии, также принесли свои плоды. Нанотехнологии применяются для изготовления многих товаров, где раньше использовалась нефть, а экспоненциальное развитие привело к снижению стоимости солнечной энергии.

Наряду с этим, системы хранения энергии добились прогресса, позволяя солнечным электростанциям использоваться в ночное время. Электрические автомобили становятся широко распространенными, на их долю приходится более половины новых автомобилей на американских дорогах.

Из-за исчезновения этих ресурсов на Ближнем Востоке наступает период спада. Ряд стран вовлечен в гонку ядерных вооружений, что ещё больше дестабилизировало этот регион.

Больше…

Олово представляет собой серебристо-белый металл, мягкий, пластичный и податливый. Он находится среди старейших металлов, известных человечеству, который был обнаружен около 3000 до н.э. в бронзовом веке, который на самом деле назван в честь сплава олова и меди. Его роль в литейном деле как сплава послужило созданию торговых путей, которые связали древние цивилизации на тысячи лет.

Олово не встречаются в природе в чистом виде, поэтому его следует извлекать из других руд. Из-за высокого удельного веса диоксида олова, олово часто добывается на выходе из первичного вклада – по берегам рек, в долинах или на дне океана. Таким образом, наиболее экономичным методом является экстракция дноуглубительных работ, в карьерах и гидравлической добычи. Исторически сложилось так, что крупнейших производителей олова – Китай, Индонезия, Малайзия, Перу, Бразилия и Боливия.

Олово используется главным образом при пайке, металлическом покрытии, широком спектре сплавов, сверхпроводящих магнитов и пластике ПВХ. Китай и другие развивающиеся страны продолжают потреблять ресурсы сверх того, что земля может дать, олово является одним из металлов, который сейчас практически исчез. К середине 2030-х годов большинство крупных промышленных запасов были полностью исчерпаны.

Местные, индивидуальные и малые шахты не передают свои разработки крупным горнодобывающим корпорациям и продолжают поставлять его на рынки. Недавние новые открытия в Колумбии временно снизили спрос. Тем не менее, адекватное долгосрочное решение проблемы может быть найдено только при полной замене олова.

Больше…

В связи с глобальным потеплением в Арктике в течение всего сентября территория освобождается ото льда. Резкое увеличение таяния льдов было замечено в 2007 году, и эта тенденция продолжалась на протяжении последующих десятилетий. Этот процесс был ускорен увеличением площади тёмной поверхности воды, что поглощает больше солнечного тепла, чем отражающая поверхность белого льда.

Больше…

После многих лет сокращения численности, подавляющее большинство лемуров во всех 103 видах находятся под угрозой исчезновения. Это явилось результатом идущей десятилетиями непрерывной вырубке лесов, добычи полезных ископаемых, охоты и подсечно-огневому способу земледелия на Мадагаскаре – единственной естественной средой обитания лемуров на планете. Осталась очень малая часть острова с первоначальным лесным покровом. Это заставляет перебираться лемуров и бесчисленное множество других видов животных на всё более мелкие и изолированные участки, пригодные для обитания.

В предыдущие десятилетия были предприняты попытки сохранить оставшиеся популяции. Эффективность этих проектов была жёстко ограничена социальным и политическим климатом Мадагаскара. Коррупция в правительстве и бессилие правоохранительных органов означало, что какие-либо ограничения на вырубку лесов и браконьерство не работали или попросту игнорировались. Крайняя бедность жителей также заставляла многих незаконно рубить лес или искать золото, чтобы обеспечить себя. Многие охотились на лемуров для употребления их в пищу.

С этого момента большинство оставшихся особей можно встретить только в зоопарках и частных коллекциях. Лемуры теперь входят в один ряд с лучистой черепахой и многими другими видами, исчезнувшими на Мадагаскаре. К середине 21-го века остров будет переживать одно из самых драматических массовых вымираний животных в истории. Это будет происходить наряду с многими схожими событиями в естественной природе в мире.

Больше…

На протяжении последних пяти десятилетий температура была рекордно высокой, и каждый год она поднималась всё выше и выше. Волны резкого потепления оказывают серьезное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур и здоровье человека. Особенно проблемной является ситуация на западе Америки. С 2030 по 2039 большинство районов штата Юта, Колорадо, Аризона и Нью-Мексико подверглось жарким летним сезонам, когда-либо зарегистрированными, даже по сравнению с 1951-1999 годами. В два раза увеличилась частота самых жарких дневных температур в год в период с 1980 по 1999. По всей стране установилась стойкая, засушливая погода, с существенным снижением влажности почвы и сопровождающимся ростом лесных пожаров.

Больше…

К этому времени число коал в Австралии сократилось почти до нуля в результате комбинированного воздействия засухи, болезней, изменений климата и потери естественной среды обитания.

Больше…

В результате перенаселения и различных изменений климата многие страны сейчас хронически страдают от недостатка воды, и особенно остро эта проблема стоит в развивающихся регионах. Хотя население продолжает увеличиваться, повышение температуры во всем мире приводит к пересыханию озер, родников и водохранилищ.

Одна из стратегий, разработанных с целью смягчить этот кризис, включает в себя так называемые компактные дрейфующие «энергетические острова». С помощью опреснительных установок эти острова производят электроэнергию на некотором удалении от берега. Впервые они были представлены в 2010-х годах, сегодня же достаточно большое количество этих сооружений запущено в тропических прибрежных зонах, где условия для получения энергии на основе температурного градиента морской воды (OTEC – Ocean Thermal Energy Conversion) идеальны.

Каждый остров имеет форму шестиугольника и связан с другими островами, образуя искусственный архипелаг. На поверхности устанавливаются ветровые турбины и солнечные батареи, в то время как внизу мгновенно испаряемая морская вода запускает генераторы турбин и вырабатывает воду, пригодную для питья.

Одна 250-мегаваттная установка OTEC может удовлетворять запросы 250 000 семей и ежедневно обеспечивать 600 миллионов литров питьевой воды. Излишки воды идут на поддержание местного сельского хозяйства и промышленности. Также, помимо сооружений для производства воды и энергии на «островах» строятся жилые комплексы, рыбоводческие хозяйства, теплицы и туристические комплексы для эко-туристов. К началу 22 века они разрастутся в более крупные версии – в целые «микронации», скитающиеся по морям.
Больше…

Регион Конго – это осадочный бассейн реки Конго в западной экваториальной Африке. На рубеже 21 века он содержал четвертую часть тропических лесов всего мира, общей площадью 2,5 миллиона км². Там находились некоторые из самых крупных на планете нетронутых участков тропических джунглей, уступающих по размеру только лесам Амазонки и Бразилии. Более 10 000 уникальных видов тропических растений, 30% из которых нельзя найти больше нигде в мире, росли в этих лесах, простирающихся на территориях шести стран. Там обитали более 1 000 видов птиц, 700 видов рыб и 400 видов млекопитающих. Среди самых известных можно назвать такие, как бонобо (ближайшие родственники человечества), африканский лесной слон, окапи, конголезский павлин и различные виды горилл. Также там можно было обнаружить редких и уникальных лягушек, летучих мышей, грызунов и птиц наряду с такими растениями, как орхидея.

Несмотря на приложенные усилия по замедлению вырубки лесов в развивающихся странах Африки, в течение десятилетий влажные леса бассейна Конго и других территорий продолжали сокращаться. А в то время как ситуация в Центральной Африке продолжала ухудшаться, леса Нигерии в конце 2010-х годов почти перестали существовать. Параллельно же с совершенно не регулируемой лесозаготовительной промышленностью, уничтожающей флору, на фауну влияла торговля мясом лесной дичи.

Потребность во внешних рынках привела к активному развитию горнодобывающей промышленности, что нанесло огромный ущерб экосистеме. Было подсчитано, что нетронутые залежи минерального сырья и металлов могли принести более 24 триллионов долларов, и это привлекло бесчисленное множество различных компаний. Рост городов и возведение новых дамб, безудержно распространяющееся подсечно-огневое земледелие и рост населения тоже сыграли свою печальную роль в нарушении хрупкого природного  баланса. Все возрастающая потребность в ресурсах и необходимость экономического роста привели к тому, что правительствам пришлось изыскивать другие пути обогащения в течение большей части этой эксплуатации. И все это происходило несмотря на активный протест со стороны международной общественности и защитников окружающей среды.

К 2040 году изменения климата начинают оказывать свое воздействие. Поскольку большая часть осадков рождается прямо в регионе, некая изоляция, как следствие, делает его более уязвимым для глобального потепления. Значительная же часть влаги в Центральной Африке образуется за счёт эвапотранспирации деревьев в бассейне Конго. На данный момент количество осадков значительно сокращается. В результате гибели лесов, в особенности, из-за пожаров, устроенных фермерами, в атмосферу выбрасываются огромные объемы СО2, и это приводит к тому, что тропические леса превращаются из поглотителей углерода в его источник. Таким образом, выбросы в 66 гигатонн летучего углерода, и более того, 50 гигатонн в других тропических регионах Африки – что равняется объёму мировых выбросов за пять лет, становятся реальностью.

К 2040 году все эти факторы слились так, что от изначальных лесов Конго осталось менее двух третей. До того, как туда добралась человеческая цивилизация, тропики покрывали около 80-85% всей территории региона – а это примерно 3,29 миллионов км², но уже к середине 20 века пятая их часть исчезла. В 21 веке, благодаря быстрому росту населения и экономическому развитию, вырубка лесов стала ускоряться и к 2020 году тропические леса начали уменьшаться на 0,3% ежегодно; к 2030 году это число выросло до 0,5%, а к 2040 – до 0,7%.

Помимо вымирания животных и растений, происходит массовое выселение многочисленных племен аборигенов, поэтому их культуры нарушаются или, в некоторых случаях, и вовсе исчезают. Сверх этого, начинают разворачиваться местные конфликты, касающиеся ресурсов, и, прежде всего, еды. В результате, это только усугубляет ситуацию с окружающей средой. На многих лесных территориях ведутся военные действия в то время, как гражданское население вынуждено становиться более самодостаточным и, следовательно, обращаться за ресурсами к окружающей их среде.

Тропические леса бассейна Конго – вторые в мире по площади после лесов Амазонки.  Сегодня они намного меньше, чем были тысячи лет тому назад. Благодаря воздействию человеческой цивилизации они постоянно сокращаются. Они могут исчезнуть совсем в течение века, если тенденция на вырубку лесов не повернётся вспять.

Больше…

Эксплуатация океана и его ресурсов на протяжении многих веков ограничивалась рыболовством и прибрежной деятельностью. Технологические ограничения не позволяли в более глубоких водах организовывать целесообразные и экономически выгодные предприятия. Интерес к глубокой морской добывающей промышленности впервые появился в 1960-е годы, но неизменно низкие цены на минеральные ресурсы всё время останавливали любые серьезные разработки. С 2000-х годов единственным ресурсом добываемым со дна океана были бриллианты, и то, всего в нескольких сотнях метров ниже поверхности. Эти и другие причины по-прежнему продолжали препятствовать разработкам в первые десятилетия 21-го века. К 2040 году, однако, достижения в области робототехники и дистанционного присутствия привели к созреванию новой отрасли, открывающей обширные и ранее недостижимые богатства: топливо и полезные ископаемые на глубине всего океанского дна.

В прошлом поисковые операции были ограничены железомарганцевыми конкрециями (богатые ресурсами окаменелости, найденные на дне океана) и богатыми металлом отложений вокруг гидротермальных жерл. Теперь, благодаря применению новых методов добычи и методов обработки, даже низкие концентрации элементов, найденные в слоях грязи являются экономически жизнеспособными. В эти дни, геологоразведка и подводное строительство осуществляется с помощью флотов автоматизированных и дистанционно управляемых роботов. После разворачивания судна или добывающей платформы, со дна будут подняты все необходимые ресурсы через гидравлические насосы или непрерывные системы из ковшов.

Основной целью этих усилий является добыча редкоземельных металлов. Быстрый рост спроса на эти элементы, используемые в широком спектре электроники и других высокотехнологичных приложений, создавал всё более острый дефицит и заводил производителей в тупик в последние годы. Это превратило их в ресурсы стратегического значения и подняло на один уровень с добычей нефти и природного газа в предыдущие десятилетия. Это стало особенно очевидным в Азии, такие страны, как Индия, Япония, Южная Корея и Индонезия наращивают усилия, чтобы освободиться от почти монопольных владений Китая.

Ещё одной ценной, хотя и опасной целью глубоководной добычи полезных ископаемых являются залежи гидрата метана. Это так называемый «ледяной огонь» состоит из концентрированного метана в ловушке внутри кристалла замерзшей воды. Он встречается повсюду в глубоководном океане в осадочных структурах в том числе в некоторых из крупнейших известных месторождений в западной части Тихого океана и вдоль побережья Северной Америки. Само собой, гидрат метана значительно превышает общий объем извлекаемого природного газа. Несколько стран в числе крупнейших мировых производителей начали его добычу, включая Японию, Китай и Соединенные Штаты.

Традиционные формы эксплуатации океана по-прежнему существуют. В то время как количество нефтяных буровых платформ, в целом снижалась, глубоководные (500-1500 метров) и ультра-глубоководные операции (1500 метров и более) продолжают увеличиваться, по мере того, как легко извлекаемые запасы становятся дефицитными. После нескольких нефтяных разливов и экологических катастроф, некоторых сопоставимых с взрывом и разливом нефти на платформе «Deepwater Horizon» в 2010 году, такие операции остаются весьма спорными.

В целом, большинство океанских добывающих и буровых работ являются объектом критики. Озабоченность по поводу воздействия на окружающую среду дноуглубительных и геолого-разведочных работ привели к более строгим законам и правилам техники безопасности во многих странах, а также развитию особо охраняемых зон океана. Тем не менее, воздействие глубоководной добычи полезных ископаемых по-прежнему является значительным во многих регионах. Бурение с целью добычи гидрата метана, которое приводит к дальнейшему ускорению темпов глобального потепления, всё больше поляризует мнение общества. Несмотря на усилия по ликвидации утечек и минимизации его воздействия, добыча гидрата метана все ещё остаётся рискованным бизнесом, и ряд стран изо всех сил старается запретить его.

Больше…