Метка: Энергетика и окружающая среда

Море Росса это большой залив Южного океана в Антарктиде. Как и большая часть замороженного континента, оно накапливало лёд до начала 21-го века. Это происходило из-за различных факторов, включая скорость ветра, выпадение осадков, уровня солености, океанического течения, температуры воды и воздуха.

В последующие десятилетия, однако, стало происходить резкое сокращение ледового покрова в течение летних месяцев, когда температуры в регионе резко возросли с соответствующими изменениями в розе ветров и океанских течений. К 2043 году 50% летнего ледяного покрова было утеряно и данная тенденция продолжится до уровня 56% к 2050 году и 78% к 2100 году.

Море Росса имеет критически важное значение в регуляции морского льда в Антарктике в целом. Его сокращение будет иметь долгосрочные последствия для континента. Это происходит в тот момент, когда многие страны и корпорации начинают рассматривать континент с коммерческой точки зрения, видя в нём потенциал для добычи природных ресурсов. Договор об Антарктике, обеспечивающий использование континента исключительно в интересах всего человечества, подлежит пересмотру в 2048 году.

Естественно, такое изменение негативно влияет на одну из немногих нетронутых человеком морских экосистем: на ряд важных видов животных, которые зависят от льда в течение всего жизненного цикла, в их числе подлёдный криль и антарктическая серебрянка. Криль являются основным источником пищи для основных хищников Моря Росса – малых полосатиков, тюленей-крабоедов, пингвинов Адели и императорских пингвинов (последние могут исчезнуть к 2100 году, если не предпринять никаких мер).

More…

Ученые предупреждали, что глобальное среднее повышение температуры на 2°С, происходящие в начале 2040-х годов, представляет собой максимальный предел, за которым изменение климата может выйти из-под контроля. В течение предыдущих десятилетий переломные моменты уже были достигнуты, в частности, Арктика стала свободной от льда в летний период. К 2044, еще большая и более серьезная угроза исходит от парниковых газов, выделяющихся в результате таяния вечной мерзлоты.

Количество и глубина вечной мерзлоты, которая определяется как почва, находящаяся при температуре на уровне или ниже точки замерзания воды 0°C в течение двух и более лет, хорошо задокументированы. Было известно, что во льдах Арктики сконцентрировано достаточно углерода, чтобы эффективно удвоить его существующий уровень в атмосфере. Присутствующие огромные запасы метана, парникового газа более чем 25 раз более мощного, чем CO₂ и 72 раз более мощным в течение первых 20 лет, могут кардинально изменить климат.

Исследования показали, что во многих местах долго находившиеся в замерзшем состоянии грунты разрушались по мере плавления, образуя эрозионные отверстия и оползни, обнажающие большие области вечной мерзлоты под ними. Это ускоряло процесс плавления и выхода парниковых газов, так как эти большие площади затем подвергались воздействию прямых солнечных лучей (на фото ниже). Наряду с этим выводом, на основе находок в сибирских пещерах, было выдвинуто предположение, что повышение глобальной температуры всего на 1,5°C выше текущего уровня приведёт к таянию вечной мерзлоты на обширной территории, что является важным переломным моментом.

В дополнение к дестабилизации климата, разрушительное воздействие на инфраструктуру в настоящее время ощущается в регионах, в которых объекты газового хозяйства, дороги, железные дороги и здания построены на вечной мерзлоте и уязвимы при её таянии. Значительные изменения происходят в прилегающих регионах, так пустыня Гоби в Монголии становятся гораздо более влажной. В течение ближайших десятилетий эта чрезвычайно засушливая область будет походить на современные азиатские степи.

С происходящим крупномасштабным таянием вечной мерзлоты, к середине 2050-х глобальная температура приблизится к значениям на 3°C выше средней температуры в 20-м веке. Подлинная катастрофа, которая угрожает миллиардам жизней не за горами.

More…

Рост концентрации атмосферного углекислого газа привел к повышению уровня моря, потеплению прибрежных вод и нарушил стабильность климатической системы. В Мексиканском заливе появилась новая категория природных явлений — «супер ураган». В настоящее время супер ураганы становятся обычным явлением.

Эти экстремальные погодные явления кошмарны по своим масштабам. На пике своей интенсивности, ветер достигает скорости 300 км/час и несет невообразимое опустошение. Деревья вырываются с корнями и расшвыриваются как спички, а небоскребы заметно раскачиваются. Штормовые волны и наводнения распространяются вверх по течению рек с огромной скоростью, перехлестывая через системы защиты и создавая волны в десятки метров высотой.

Ущерб от этих бедствий исчисляется в сотни миллиардов долларов. Ряд городов Мексиканского залива в настоящее время полностью заброшены, в том числе Хьюстон и Новый Орлеан.

More…

Ко второй половине этого десятилетия многие хорошо известные виды животных либо полностью вымерли, либо их численность снизилась до такой степени, что они существуют только в неволе.

Большой Барьерный риф у восточного побережья Австралии, одно из самых красивых природных чудес света, практически уничтожен в результате изменения климата. От него осталось менее 2% кораллов. Повышение уровня парниковых газов сделали воду слишком кислой для роста организмов на основе кальция. Большинство красочных рыб, которыми славился риф, также исчезли. На континенте вымерли более 50% из 400 видов бабочек, та же участь постигла и многочисленных рептилий, включая редкую и красочную ящерицу — лесного дракона Бойда.

В Европе 50% видов амфибий исчезли из-за загрязнения, болезней и потери среды обитания, вызванных изменением климата. Они включают в себя многие ранее распространенные виды лягушек, жаб, саламандр, тритонов и безногих земноводных. В Европе также утрачены более 20% видов птиц и около 15% растений.

В Южной Африке в национальном парке Крюгера, одном из важнейших природных заповедников, были утрачены почти 60% видов, находящихся под защитой. В том же регионе, исчезло 35% цветущих протейных растений, в том числе и национальный цветок, Королевская протея.

В Южной Америке почти половина тропических лесов Амазонки уничтожена, более чем 2000 местных видов деревьев вымирают.

В Мексике почти 30% видов животных либо вымерли, либо находящихся под угрозой исчезновения.

В Юго-Восточной Азии индийский слон находится на грани вымирания. Бывшие ранее обыденным явлением в этой части мира, слоны исчезают в результате охоты за бивнями, потери среды обитания и конфликтов с людьми.

В Арктике из-за сокращения площади льда в летний период, вызванного глобальным потеплением, исчезло почти 70% белых медведей. К 2080 году они полностью исчезнут из Гренландии и северного побережья Канады, оставив только сокращающуюся популяцию на внутренних арктических архипелагах.

Много других хорошо известные виды рыб, птиц и млекопитающих оказываются под угрозой исчезновения в это время.

Этот период часто называют современным (Holocene) периодом вымирания. В результате непосредственного влияния человека, скорость исчезновения видов в этом столетии в 100−1000 раз больше естественного «фона» или средних темпов исчезновения видов в эволюционном масштабе времени Земли.

More…

Антарктида — это последняя девственная территория, оставшаяся незатронутой массовой индустриализацией на планете. Она занимает площадь в 13700000 кв. км и покрыта ледниковым щитом 4 км толщиной. В Антарктиде нет жителей, за исключением небольшого числа ученых на научно-исследовательских станциях.

Этот огромный ледяной континент регулируется условиями Договора об Антарктике, вступившем в силу в 1961 году. Это договор был подписан Аргентиной, Австралией, Чили, Францией, Новой Зеландией, Норвегией, Великобританией, Бельгией, Японией, Южной Африкой, США и Россией. Первые семь из этих стран имеют исторические претензии на континент (ни одна из которых официально не признана). Договор сохраняет статус-кво, не признавая и не отвергая существующие претензии, вместе с тем, в любом случае, запрещая их расширение. Условия договора также запрещают выдвижение новых требований.

Обнаружение дыры в озоновом слое и другие проблемы привели к добавлению нового экологического протокола, согласованного в 1991 году. Он вступил в силу в 1998 году. Этот протокол был предназначен для защиты окружающей среды Антарктики и её экосистем, он включал полный запрет на эксплуатацию минеральных и энергетических ресурсов, а также строгое регулирование загрязнения и другой вредной деятельности. Протокол открыт для пересмотра в 2048, ровно через 50 лет после вступления в силу.

Многое изменилось за последние полвека. Население Земли приросло более чем на 50%, создав существенную нагрузку на ресурсы Земли, что становится очевидным в настоящее время. Поставки металлов и минералов остаются проблемой, несмотря на внедрение крупномасштабной системы переработки отходов. Несмотря на возражения со стороны экологов, среди международного сообщества сформировался общий консенсус, что определенная ограниченная эксплуатация ресурсов Антарктики должна быть разрешена в некоторых специально контролируемых районах. В течение последующих нескольких лет, несмотря на продолжающиеся территориальные споры, составляется новый Договор с измененными условиями.

Существуют значительные материально-технические проблемы в добыче полезных ископаемых в регионе — это, в частности, удаленность, экстремальный холод, штормовые моря и толстый слой льда. Однако новые технологии, включающие использование роботов, значительную автоматизацию и альтернативных методов бурения, готовы смягчить эти проблемы. Кроме того, изменение климата и таяние льдов позволяют разрабатывать некоторые ранее недоступные районы западного ледникового шельфа.

More…

В какой-то момент в течение периода 2048–2058, объем ледников в районе высочайшей вершины мира, горы Эверест, падает ниже 50% от уровня 2015 г.

Земля по-прежнему продолжает нагреваться в течение последних десятилетий, и высокие горы Азии, области Гималаев, были особенно чувствительны к изменениям температуры. Ледники здесь содержат наибольший объём льда за пределами полярных регионов. При глобальном потеплении на 2°C к середине века от показателей доиндустриальной эпохи, таяние льдов ускорилось. В дополнение к более быстрой потери льда, на критических точках сосредоточения ледников, осадки в виде снега сменились дождями. Это приводит к сокращению ледяного покрова и увеличению площадей, подверженных воздействию таяния.

Изменения в объёме ледников значительно влияют на наличие воды для местного населения. Изначально усиленное таяние приводит к большим потокам воды, но продолжающаяся деградация приводит к ухудшению положения в теплое время года до начала сезона дождей, когда выпадает мало осадков. Ещё один эффект – формирование и рост временных озер из ледниковых обломков. Лавины и землетрясения могут разрушать плотины, вызывая катастрофические наводнения в бассейнах рек ниже по течению, с объёмами воды в 100 раз превышающих норму.

Это приводит к серьезным последствиям для сельского хозяйства и гидроэнергетики. Особую озабоченность вызывает влияние на Пакистан и его отношения с соседней Индией, зависящих от ледниковых водных ресурсов Гималаев. С углубляющимся водным кризисом, напряженность между странами, обладающими ядерным оружием, заметно растёт в это время. Конфликт усугубляется продолжающимся ростом численности населения и постоянно растущим спросом на пресную воду.

Ключевым аспектом этих изменений стало неуклонное увеличение уровня замерзания воды, высоты, где средние месячные температуры составляют 0°С. По состоянию на 2015, она колебалась между 3200 и 5500 м над уровнем моря в январе и в августе. Если глобальная средняя температура продолжит расти, потенциал увеличения высоты замерзания поднимется на 800–1200 м к 2100, что приведёт к потере объёма ледника между 70% и 99%. Однако, массивные геоинженерные проекты, совершенные во второй половине XXI века, смогут стабилизировать и в конечном итоге снизить потепление.

More…

В дополнение к началу заселения Антарктики человеком вследствие прекращения действия договора об Антарктике, некоторые виды животных также начали эксплуатировать и двигаться в сторону этого континента из-за меняющихся условий окружающей среды.

Крабоиды, или крабовидные раки-отшельники (к ним относится, например Камчатский краб) одни из таких видов. В течение десятков миллионов лет ледяные холодные воды были недоступны для ракообразных из континентального шельфа, окружающего Антарктиду. Однако, быстрое потепление позволяет прийти хищным ракообразным уже сейчас. С 1950-х по 2010-е годы температура на западном побережье Антарктического полуострова повысилась на 3.2°C – это в несколько раз выше среднего мирового показателя. Это позволило крабоидам пройти по внешнему шельфу, на глубине всего двухсот метров. К середине XXI-го века, они заполоняют многие прибрежные районы вдоль Западного Антарктического полуострова. Это вызывает серьезные нарушения в пищевой цепи, что приведет в итоге к катастрофическим последствиям для уникальных донных сообществ животных в антарктическом регионе.

More…

Мертвое море — это уникальный геологический феномен. Расположенное между Израилем и Иорданией, оно является самой низкой точкой на Земле. Благодаря чрезвычайно высокому содержанию минеральных солей (20%), в шесть раз выше, чем любой океан, оно полностью лишено жизни, за исключением бактерий экстремофилов. Соли настолько сконцентрированы, что пловцы могут плавать, как пробки, не используя спасательные жилеты. Также считается, что вода в море облегчает боль и лечит различные заболевания кожи и артрит. По этим причинам, оно было всемирно известной туристической достопримечательностью.

К концу 2040-х годов, однако, море практически полностью исчезло. Его основной источник воды, река Иордан на севере, широко отводится для нужд промышленности, сельского хозяйства и домашнего использования. Это сильно уменьшило количество воды в реке, так что к тому моменту, когда она достигает Мертвого моря, остается просто струйка, не достаточная, чтобы возместить потерю воды из-за выпаривания.

На протяжении десятилетий, глубина Мертвого моря резко падала. Эта проблема усугубляется ростом глобальной температуры, который ускорил испарение воды, и растущим населением в регионе. К настоящему времени, от него остается немногим больше пруда. И это несмотря на усилия по отводу воды из Средиземного и близлежащего Красного морей.

More…

В первые годы 21-го века, тепловой стресс в пиковые летние месяцы срезал производительность человеческого труда до приблизительно 90% от полного потенциала. К середине века эта цифра снизилась до 80%. Рост глобальных температур оказывает в настоящее время серьезное влияние на тех, кто работает на улице или в условиях жаркого климата, особенно в средних широтах и тропических регионах, как Юго-Восточная Азия, Северной Америка и Австралия. Эта тенденция имеет место, несмотря на серьёзное сокращение техногенных выбросов CO2.

Хотя роботы теперь выполняют многие человеческие обязанности, тепловой стресс все же остается серьезной проблемой для экономики и общества в целом. Тепловой удар, тепловое истощение, тепловые судороги и другие условия увеличивают риск несчастных случаев и травм. Многие спортивные и развлекательные мероприятия в настоящее время заброшены из-за избыточного тепла и влажности, поэтому люди вынуждены проводить всё больше и больше времени в помещении. Это увеличило привлекательность виртуальной реальности, заменяющей реальный мир.

More…

К 2050 году мир превратился в мир контрастов и парадоксов. С одной стороны, наука и технологии продолжают искать ответы на возникающие вопросы, проблемы и поиск новых возможностей, что приводит к радикальным преобразованиям в области генетики, нанотехнологий, биотехнологий и смежных науках. С другой стороны, многие из этих технологий настолько разрушительны, что приводят к устрашающим, непредсказуемым и хаотичным последствиям. Человечество сейчас находится на перепутье, которое и определит его будущее на века – выживание или уничтожение, процветание или крах.

Некоторые из самых ярых политических, экономических и социальных структур были поставлены «на уши». В каком-то смысле капитализм остается доминирующей экономической моделью, но сейчас он стремительно развивается в связи с экологическими последствиями, нехваткой ресурсов, демографическими тенденциями, технологиями и множеством других факторов. У бесконечной потребительской культуры, которая была распространена по всем странам первого мира, было всё, но она практически разрушилась, сменившись социальной потребностью в сохранении и сбережении. Хотя всё еще есть много богатых людей по всему миру, деньги сосредоточены у исчезающего высшего класса. К 2050 году традиционный свободный рыночный капитализм в значительной степени будет рассматриваться как уже сломанная система.

Поскольку всё больше и больше богатств поступает к гипер-богатой элите, наблюдается рост понимания того, что деньги сами по себе, получение прибыли – это главное препятствие на пути дальнейшего прогресса, и, возможно, новая движущая сила потребуется цивилизации для ее процветания. Ведутся споры о том, что необходимы надлежащие реформы для того, чтобы общество смогло адаптироваться к столь быстро меняющемуся миру. Люди во всем мире чувствуют, что грядут огромные перемены, которых еще никогда не было. Очевидно, что появятся новые мировые парадигмы, но до сих пор неясно, какими они будут.

Десятилетия стагфляции привели к образованию фрагментированной, хаотичной и вечно вялой мировой экономики. Почти у половины стран мира есть «ненужные» кредитные рейтинги, которые делают их фактически банкротами. Госдолг США в настоящее время достиг почти 400% от ВВП, что намного превышает даже уровень, наблюдавшийся во время Второй мировой войны. Китай и Индия, хоть и обходят США по общему объёму ВВП, остаются на прежнем уровне.

В условиях экономической катастрофы, международная политика столкнулась с огромными проблемами. Хотя число демократических стран значительно возросло за эти годы, многие из них закрылись от внешнего мира, пресекая внешние связи. Революции, войны и недееспособность государств значительно отличается от того, что было в начале века. Для восстановления и поддержания структуры в обществе, всё большее число регионов отказались от своих национальных валют в пользу беспроцентных, неинфляционных региональных валют. Децентрализованные денежные системы такие, как Биткоин и другие электронные альтернативы также стали очень популярными.

Социальные системы находятся в стрессовом состоянии. Молодое поколение всё больше ненавидит стариков, виня их во многих экологических проблемах и увеличившихся затрат на поддержание пенсионной системы. Богатые и бедные продолжают отдаляться друг от друга, теперь рост вверх по социальной лестнице стал почти невозможным. Массовые протесты за пределами корпоративных штаб-квартир и закрытых общин являются повседневной реальностью, ярко освещаемой в новостях. Глобальное потепление стало причиной почти 150 миллионов беженцев – в шесть раз больше по сравнению с 2010 годом. Приток людей на чужие земли стал дополнительной проблемой для экономики этих стран. Негодование по отношению к мигрантам привело к подъёму национализма, даже во время выборов. Для поддержания порядка и стабильности введение военного положения и военной оккупации является единственным решением во многих городах по всему миру. Появились новые радикальные политические партии и движения, которые выступают за свержение действующей системы.

На протяжении десятилетий многие страны пренебрегали переработкой отходов, однако теперь это проблема вышла на первый план. Новые правила, и рыночные факторы заставили корпорации отойти от устаревших моделей и массового производства. Большинство фирм больше не будет продавать новые модели своих продуктов. Происходит монополизация бизнеса с целью получения большей прибыли. В мире растет конфликт вокруг ресурсов, «сделать больше с меньшими затратами» стало настоящим девизом производителей. Поощряется система возврата товаров при истечении их срока годности, для последующей переработки и использования для создания изделий новых поколений. В некоторых из наиболее пострадавших стран узаконен запрет на избыточное хранение, обязывающий граждан сдавать любые ненужные вещи на переработку. Естественно, что подобные системы выглядят очень спорно и навязчиво.

Между тем, широкое использование роботов, автоматов, 3D печати и других технологий заменило традиционное использование человеческих ресурсов. Хотя отрасли производства добились значительных улучшений в скорости и эффективности труда, они добились этого за счет снижения использования рабочей силы. Следовательно, государственные доходы претерпели значительное сокращение.

Радикальный ислам и его неприятие Западом продолжает готовить новых джихадистов. Кроме того, число подпольных групп, начиная от тех, кто зол из-за пренебрежения стран первого мира, до анархо-примитивистов, также начинает расти. К 2050 году будет проведена, по крайней мере, хотя бы одна террористическая ядерная атака крупного города одной из этих групп. Большое количество ядерного материала считается пропавшим без вести после распада СССР в начале 1990-х годов, часть которого неизбежно попадёт не в те руки. Масштаб этой атаки учитывая опыт террористического акта 11 сентября 2001 года в США оставит глубокие психологические травмы на многих живущих сегодня людях, тем самым породив паранойю и недоверие между народами.

Несмотря на эти потрясения, было достигнуто определенное соглашение в сотрудничестве по ряду ключевых вопросов, таких, как глобальное потепление. Выбросы углекислого газа значительно снизились по сравнению с уровнем 1990 года, благодаря мировому налогу на углерод и огромному развертыванию оборудования станций солнечной энергии, ветровой и волновой энергии, вместе с ядерной энергией 4-го поколения. Запасы ископаемого топлива снизились. Управляемый термоядерный синтез также становится доступным, и в настоящее время используется некоторыми из ведущих стран мира. Солнечная энергия, добываемая с орбиты Земли – ещё одна развивающаяся отрасль. Энергоэффективность и энергосбережение обеспечили дальнейшее сокращение выбросов CO2.

Тем не менее, выбросы углекислого газа за предыдущие десятилетия остаются проблемой. Запоздалая реакция будет продолжать оказывать воздействие на стабильность погоды и климата, что приведет к продолжению уничтожения тропических лесов на Земле, некоторые из которых переходят от поглотителей углерода в его источники. Уровень моря поднялся на 30 см, и именно теперь начинается воздействие на большую часть прибрежных районов по всему миру. Биоэнергетика с использованием технологии улавливания и хранения углерода (BECCS) являются последней и единственной надеждой человечества на стабилизацию всей этой ситуации.

More…