Геоинженерное - как обойти "пределы роста"
Недавно из новостей стало известно, что новый Суэцкий канал длиной 72 километра был построен всего лишь за один год, строительство канала обошлось в 8.5 миллиардов долларов. Возникла вот какая мысль: если канал такой длины замкнуть в кольцо, то он вырежет из суши остров в форме круга диаметром около 22 километров, или в форме квадрата со стороной 18 километров, или в форме правильного шестиугольника с длиной строны и радиусом описаной окружности в 12 километров (поперечник 24 километра). Стало быть, за двадцать лет можно вырыть канал, который вырежет из суши остров порядка 400 км в поперечнике, размерами и площадью вдвое больше Ирландии и вдвое меньше Великобритании. И обойдётся это в 170 миллиардов долларов за 20 лет. Для сравнения: военный бюджет США на текущий год порядка 500+ миллиардов долларов - втрое больше. Таким образом, тратя в год 1/20 военного бюджета США, можно за 20 лет сформировать на суше три острова общим размером и площадью с Британские острова, при этом они будут, например, в форме правильных шестиугольников, сложеных вместе, и ширина трёх разделяющих их каналов (по стыку шестиугольников) будет двойной. Для чего это нужно?
Известно, что сегодня в мире каждый шестой человек недоедает, и вообще, людей часто пугают нехваткой и истощением ресурсов в будущем. В частности, утверждается, что человечество не должно выходить в своём росте пределов, наложеных возможностями земной биосферы. Выходы из этой ситуации видятся такие:
1) Сокращение населения Земли в несколько раз (встречалась цифра в 500 миллионов). Этот путь по-моему должен отвергнуть всякий, кто не людоед.
2) Усовершенствование сельского хозяйства - выращивание полезных растений в продвинутых теплицах, в которых поддерживаются наилучшие условия для каждой сельхозкультуры и круглосуточное освещение. Это позволяет отвязаться от возможностей биосферы и от природных условий, а стало быть, и от их ограничений. Сегодня этот вариант явно самый перспективный, так как уже давно технически реализуем (по крайней мере со времён изобретения климатрона в середине 20 века).
3) Форсировать продуктивность всей земной биосферы. Это следующий логичный шаг после п.2 - то, чего достигают в теплицах, можно получить уже по всей Земле, более полно используя предоставляемое ею пространство для жизни. Однако пока возможностей науки и техники для реализации этого явно не хватает - понадобятся масштабные геоинженерные и строительные работы по всему миру, надёжное управление климатом планеты, обширные знания о ней и много чего ещё.
Как в принципе можно осуществить пункт 3? Известно, что отдельные области Земли гораздо более продуктивны, обладают гораздо большим разнообразием видов и плотнее населены, чем другие. Это экотоны - зоны перехода между двумя (или более) существенно разными средами обитания (биомами). Примеры - лесные опушки, поймы рек, заливные луга, эстуарии, лиманы, мангровые леса. Несложно заметить, что кроме опушек, все остальные примеры - это переход между водоёмом и сушей. И продукции с них можно получить гораздо больше, чем с участков в глубине суши. Например, в 1970-х годах заливные луга занимали только 20% площади сенокосов в СССР, но давали 50% сена. То есть, в пересчёте на единицу площади, они были вчетверо продуктивнее, чем остальные площади сенокосов в среднем. Азовское море, будучи большим лиманом Дона, по количеству рыбы на единицу площади в 160 раз превосходит Средиземное. По продуктивности на единицу массы морская растительность превосходит наземную более чем в сто раз, однако практически вся она сосредоточена на маленьком участке мирового океана - мелководье вдоль берегов, из-за чего общая биомасса морской растительности многократно меньше биомассы растительности наземной, а большая часть объёма и площади океана - пустыня по сравнению с сушей.
Несложно увидеть, что и центры цивилизации, как правило, расположены на берегу моря, крупной реки или озера, на острове или полуострове: Вавилон, Египет, Крит, Греция, Италия, Британия, Япония, Сингапур... Пётр Великий построил свою столицу на берегу моря, подобно Венеции и Амстердаму. Важнейшие города США расположены на берегах двух океанов. Бурное развитие Европы случилось благодаря развитию мореплавания и близости к морю. Ныне морской транспорт позволяет перевозить максимум грузов при минимуме затрат, а ВМФ - главное орудие военной машины самой сильной страны, США.
Таким образом, чтобы форсировать продуктивность биосферы и улучшить условия для цивилизации, нужно всю поверхность планеты превратить в сплошную зону перехода вода-суша: побережья, лиманы, дельты, эстуарии и.т.п. А для этого нужно превратить всю поверхность, по сути, в глобальный архипелаг, в котором острова размером, скажем, со страны западной Европы разделены неглубокими морями, реками и озёрами.
Мировой океан можно превратить в такую структуру путём строительства искусственных островов. Причём строить их можно и нужно не только на шельфе, но и на абиссальных равнинах - для более полного использования объёма океана. Такой остров напоминает башню (если стоит на дне) или айсберг (если плавает), и тянется от самого дна (в том числе и на глубинах в несколько километров) до поверхности и много выше неё. Его наружная поверхность под водой напоминает так называемые "вертикальные сады" - вся покрыта ячейками, в которых может жить морская живность, тем самым обретающая дополнительное место для жизни по всей глубине океана, а не только на самом дне. В основании башни - естественный либо искуственный "чёрный курильщик", служащий как для процветания жизни на дне вокруг башни, так и для нужд энергетики и добычи ископаемых. Башня просвечивает воду вокруг себя, накачивает её кислородом, перемешивает воду по глубине, осуществляя искуственый апвеллинг, отходы жизнедеятельности людей и животных служат удобрением для фитопланктона - короче говоря, в идеале она вызывает обильное цветение моря по всей глубине вокруг себя, не давая при этом живности загнуться от недостатка света и кислорода, как это бывает при естественном цветении. Для регуляции численности фитопланктона используются эффективные организмы-фильтраторы, как живущие на стенках башни, так и свободно плавающие в воде, например, оболочники, которые сами затем могут быть переработаны промышленностью башни в что-нибудь полезное (мясо и биссус моллюсков, ванадий и целлюлоза оболочников).
Для строительства и проектирования башен может пригодиться опыт соружения крупных гидротехнических сооружений - таких, как плотины (сегодня они уже достигают трёхсот метров в высоту) и стационарные нефтяные вышки (устанавливаются на глубинах в пятьсот метров). Кроме того, уже было построено как минимум одно судно, способное манипулировать крупногабаритными предметами массой в 4 тысячи тонн на пятикилометровой глубине - знаменитый "Гломар Эксплорер", который в 1974 году в ходе секретной опарации ЦРУ "Проект Азориан" поднял часть корпуса затонувшей советской субмарины К-129. Один из важнейших вопросов, при этом, правда, заключается в том, делать ли башни-острова плавающими или стоящими на дне - для монументальных конструкций, заполняющих мировой океан, придётся, по-видимому, учитывать такие явления, как дрейф континентов, спрединг и субдукция. Стационарная башня из-за них со временем уйдёт со своего места и может свалиться в глубоководный жёлоб или пострадать от землятресения в океане, к тому же ей надо выдерживать собственный колоссальный вес, передающийся на дно. Плавающая конструкция менее подвержена всему этому, но её строительство и устройство будут иными, и её сложнее привязать к геотермальному источнику на дне или сделать такую башню в виде кольцевой ГЭС в океане...
Но если превратить океан в нечто среднее между архипелагом, "вертикальным городом" и аквариумом можно путём строительства новых сооружений на пустом месте, то с сушей придётся повозиться - она уже есть, и её придётся перестраивать. Конечно, башни, которыми застроен океан, вытеснят некоторый объём воды из него, что приведёт к затоплению части суши. Ещё часть суши может быть затоплена благодаря таянию ледников и вечной мерзлоты, благодаря усиленной эрозии при наступлении моря и при более влажном климате, а также через рифтогенез и известное явление - проседание суши под городами из-за откачки грунтовых вод. Однако достаточно взглянуть на физическую карту мира, где разными цветами изображены различные высоты над уровнем моря, как станет очевидно, что на одно только затопление суши полагаться не стоит. Уж больно неравномерно оно произойдёт. Неплохо бы как-нибудь... упорядочить результат и равномерно размазать его по миру.
Вот тут-то на помощь и может придти строительство каналов. Благодаря ему суша может быть нарезана на более-менее равномерные куски заданых размеров и формы, и разделена сетью достаточно широких искуственных морей-проливов. Вынутый грунт при этом будет переработан и пойдёт на сооружение океанских башен и гор на образуемых на суше островах (перепад высот необходим по различным соображениям, прежде всего для создания рек и использования гидроэнергетики, и для выноса минеральных веществ в море для питания фитопланктона). Естественно, для столь масштабных земляных работ понадобится и соответствующая техника, что-нибудь вроде знаменитого экскаватора "Bagger 288". И наверняка найдутся нежелающие уходить с затопляемых территорий или с пути мега-экскаваторов, археологические находки и памятники старины, которые нужно срочно исследовать и перенести, и прочие ожидаемые или не очень неприятности.
Известно, что сегодня в мире каждый шестой человек недоедает, и вообще, людей часто пугают нехваткой и истощением ресурсов в будущем. В частности, утверждается, что человечество не должно выходить в своём росте пределов, наложеных возможностями земной биосферы. Выходы из этой ситуации видятся такие:
1) Сокращение населения Земли в несколько раз (встречалась цифра в 500 миллионов). Этот путь по-моему должен отвергнуть всякий, кто не людоед.
2) Усовершенствование сельского хозяйства - выращивание полезных растений в продвинутых теплицах, в которых поддерживаются наилучшие условия для каждой сельхозкультуры и круглосуточное освещение. Это позволяет отвязаться от возможностей биосферы и от природных условий, а стало быть, и от их ограничений. Сегодня этот вариант явно самый перспективный, так как уже давно технически реализуем (по крайней мере со времён изобретения климатрона в середине 20 века).
3) Форсировать продуктивность всей земной биосферы. Это следующий логичный шаг после п.2 - то, чего достигают в теплицах, можно получить уже по всей Земле, более полно используя предоставляемое ею пространство для жизни. Однако пока возможностей науки и техники для реализации этого явно не хватает - понадобятся масштабные геоинженерные и строительные работы по всему миру, надёжное управление климатом планеты, обширные знания о ней и много чего ещё.
Как в принципе можно осуществить пункт 3? Известно, что отдельные области Земли гораздо более продуктивны, обладают гораздо большим разнообразием видов и плотнее населены, чем другие. Это экотоны - зоны перехода между двумя (или более) существенно разными средами обитания (биомами). Примеры - лесные опушки, поймы рек, заливные луга, эстуарии, лиманы, мангровые леса. Несложно заметить, что кроме опушек, все остальные примеры - это переход между водоёмом и сушей. И продукции с них можно получить гораздо больше, чем с участков в глубине суши. Например, в 1970-х годах заливные луга занимали только 20% площади сенокосов в СССР, но давали 50% сена. То есть, в пересчёте на единицу площади, они были вчетверо продуктивнее, чем остальные площади сенокосов в среднем. Азовское море, будучи большим лиманом Дона, по количеству рыбы на единицу площади в 160 раз превосходит Средиземное. По продуктивности на единицу массы морская растительность превосходит наземную более чем в сто раз, однако практически вся она сосредоточена на маленьком участке мирового океана - мелководье вдоль берегов, из-за чего общая биомасса морской растительности многократно меньше биомассы растительности наземной, а большая часть объёма и площади океана - пустыня по сравнению с сушей.
Несложно увидеть, что и центры цивилизации, как правило, расположены на берегу моря, крупной реки или озера, на острове или полуострове: Вавилон, Египет, Крит, Греция, Италия, Британия, Япония, Сингапур... Пётр Великий построил свою столицу на берегу моря, подобно Венеции и Амстердаму. Важнейшие города США расположены на берегах двух океанов. Бурное развитие Европы случилось благодаря развитию мореплавания и близости к морю. Ныне морской транспорт позволяет перевозить максимум грузов при минимуме затрат, а ВМФ - главное орудие военной машины самой сильной страны, США.
Таким образом, чтобы форсировать продуктивность биосферы и улучшить условия для цивилизации, нужно всю поверхность планеты превратить в сплошную зону перехода вода-суша: побережья, лиманы, дельты, эстуарии и.т.п. А для этого нужно превратить всю поверхность, по сути, в глобальный архипелаг, в котором острова размером, скажем, со страны западной Европы разделены неглубокими морями, реками и озёрами.
Мировой океан можно превратить в такую структуру путём строительства искусственных островов. Причём строить их можно и нужно не только на шельфе, но и на абиссальных равнинах - для более полного использования объёма океана. Такой остров напоминает башню (если стоит на дне) или айсберг (если плавает), и тянется от самого дна (в том числе и на глубинах в несколько километров) до поверхности и много выше неё. Его наружная поверхность под водой напоминает так называемые "вертикальные сады" - вся покрыта ячейками, в которых может жить морская живность, тем самым обретающая дополнительное место для жизни по всей глубине океана, а не только на самом дне. В основании башни - естественный либо искуственный "чёрный курильщик", служащий как для процветания жизни на дне вокруг башни, так и для нужд энергетики и добычи ископаемых. Башня просвечивает воду вокруг себя, накачивает её кислородом, перемешивает воду по глубине, осуществляя искуственый апвеллинг, отходы жизнедеятельности людей и животных служат удобрением для фитопланктона - короче говоря, в идеале она вызывает обильное цветение моря по всей глубине вокруг себя, не давая при этом живности загнуться от недостатка света и кислорода, как это бывает при естественном цветении. Для регуляции численности фитопланктона используются эффективные организмы-фильтраторы, как живущие на стенках башни, так и свободно плавающие в воде, например, оболочники, которые сами затем могут быть переработаны промышленностью башни в что-нибудь полезное (мясо и биссус моллюсков, ванадий и целлюлоза оболочников).
Для строительства и проектирования башен может пригодиться опыт соружения крупных гидротехнических сооружений - таких, как плотины (сегодня они уже достигают трёхсот метров в высоту) и стационарные нефтяные вышки (устанавливаются на глубинах в пятьсот метров). Кроме того, уже было построено как минимум одно судно, способное манипулировать крупногабаритными предметами массой в 4 тысячи тонн на пятикилометровой глубине - знаменитый "Гломар Эксплорер", который в 1974 году в ходе секретной опарации ЦРУ "Проект Азориан" поднял часть корпуса затонувшей советской субмарины К-129. Один из важнейших вопросов, при этом, правда, заключается в том, делать ли башни-острова плавающими или стоящими на дне - для монументальных конструкций, заполняющих мировой океан, придётся, по-видимому, учитывать такие явления, как дрейф континентов, спрединг и субдукция. Стационарная башня из-за них со временем уйдёт со своего места и может свалиться в глубоководный жёлоб или пострадать от землятресения в океане, к тому же ей надо выдерживать собственный колоссальный вес, передающийся на дно. Плавающая конструкция менее подвержена всему этому, но её строительство и устройство будут иными, и её сложнее привязать к геотермальному источнику на дне или сделать такую башню в виде кольцевой ГЭС в океане...
Но если превратить океан в нечто среднее между архипелагом, "вертикальным городом" и аквариумом можно путём строительства новых сооружений на пустом месте, то с сушей придётся повозиться - она уже есть, и её придётся перестраивать. Конечно, башни, которыми застроен океан, вытеснят некоторый объём воды из него, что приведёт к затоплению части суши. Ещё часть суши может быть затоплена благодаря таянию ледников и вечной мерзлоты, благодаря усиленной эрозии при наступлении моря и при более влажном климате, а также через рифтогенез и известное явление - проседание суши под городами из-за откачки грунтовых вод. Однако достаточно взглянуть на физическую карту мира, где разными цветами изображены различные высоты над уровнем моря, как станет очевидно, что на одно только затопление суши полагаться не стоит. Уж больно неравномерно оно произойдёт. Неплохо бы как-нибудь... упорядочить результат и равномерно размазать его по миру.
Вот тут-то на помощь и может придти строительство каналов. Благодаря ему суша может быть нарезана на более-менее равномерные куски заданых размеров и формы, и разделена сетью достаточно широких искуственных морей-проливов. Вынутый грунт при этом будет переработан и пойдёт на сооружение океанских башен и гор на образуемых на суше островах (перепад высот необходим по различным соображениям, прежде всего для создания рек и использования гидроэнергетики, и для выноса минеральных веществ в море для питания фитопланктона). Естественно, для столь масштабных земляных работ понадобится и соответствующая техника, что-нибудь вроде знаменитого экскаватора "Bagger 288". И наверняка найдутся нежелающие уходить с затопляемых территорий или с пути мега-экскаваторов, археологические находки и памятники старины, которые нужно срочно исследовать и перенести, и прочие ожидаемые или не очень неприятности.