Строение Вселенной, возникновение техносферы
Современную структуру Вселенной можно представить в виде четырех взаимодействующих систем, схематически показанных на рис. 1.
Почти 700 тыс. лет человечество пребывало в непосредственном контакте с биосферой Земли, которая всегда являлась и является защитным экраном от космического воздействия. В биосфере зародилась жизнь и сформировался человек, но она обладала и обладает рядом естественных факторов, негативно влияющих на человека (повышенная и пониженная температура воздуха, атмосферные осадки, стихийные явления и т. п.). Поэтому для защиты от неблагоприятных воздействий биосферы и для достижения ряда иных целей человек был создать техносферу.
Техносфера — среда обитания, возникшая с помощью прямого или косвенного воздействия людей и технических средств на природную среду (биосферу) с целью наилучшего соответствия среды социально-экономическим потребностям человека.
По определению, к техносфере относится все, что создано человеком — производственная, городская, бытовая среды, лечебно-профилактическая, культурно-просветительская зоны и т. п.
Создание техносферы — длительный процесс, обусловленный эволюционным развитием человечества и среды его обитания. Начало активного создания техносферы приходится на середину XIX века
Эволюция человечества и окружающей среды
Эволюция человечества. При оценке процесса эволюционного развития человечества прежде всего отметим, что за период своего существования человечество радикально увеличило свою численность, доведя ее в 2006 г. до 6,5 млрд человек, причем только в XX веке население возросло более чем на 4,5 млрд человек.
Как следствие средняя плотность населения на Земле (площадь суши равна 149 млн км2) за последние несколько столетий также возросла многократно:
Год........................ 1650 1950 2000 2006 2008
Средняя плотность населения, чел/км2 3,7 20 40 43,6 44
Поскольку горы, леса, пустыни и ледники мало населены, региональная плотность обжитых мест всегда существенно выше средней. Например, в Европе она составляет 100...150 чел/км2. Плотность населения отдельных стран также различна, например, в Голландии — 380, во Франции — 100, а в Европейской части России — 85 чел/км2.
Одновременно с ростом численности населения Земли в его жизни, начиная с XVI века происходило еще одно важное событие — урбанизация населения.
Урбанизация — переселение людей на постоянное проживание из сельской местности в города главным образом с целью их широкого привлечения к промышленному производству и с иными целями.
Весьма активно процесс урбанизации населения происходил в XX столетии. К 1900 г. было урбанизировано только 13 % населения, а к началу XXI века урбанизация охватила около 50 % населения нашей планеты, а в ведущих странах Мира уровень урбанизации оказался еще выше: к 1990 г. в США — 70 %, а в России к 1995 г. — 76 % (значение указанного показателя не меняется в последние годы).
Урбанизация во многом способствовала созданию мегаполисов — городов с населением более 15 млн чел., таких как Токио (26,5), Мехико (18,3), Сан-Паулу (18,3), Нью-Йорк (16,8), Бомбей (16,5 млн чел.) и др. По итогам переписи 2002 г. население Москвы составило около 10 млн чел.
Эволюция окружающей среды. Интенсивный рост численности населения Земли и его урбанизация способствовали развитию многих процессов в экономике и прежде всего росту промышленного и сельскохозяйственного производств, энергетики, увеличению численности и видов транспортных средств, повышению производительности и энерговооруженности человеческой деятельности.
События, происходившие в экономике в XX столетии, носили в основном позитивный характер, однако одновременно они привели к ряду негативных процессов и явлений. Отметим главное.
Темпы роста производства электроэнергии в мире во второй половине XX века были весьма значительными и составили:
Год.............. 1950 1970 1980 1990 2000 2005
Производство электроэнергии в мире, млрд кВт • ч 950 5000 8250 11800 14500 18138,5
Однако одновременно с ростом производства электроэнергии практически пропорционально увеличились выбросы в атмосферный воздух таких ингредиентов, как СО2, SO2, NOX, пыль и др.
Во второй половине XX века каждые 12...15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, что создавало удвоение выбросов, сбросов и других отходов, загрязняющих биосферу. В СССР в период с 1940 по 1980 гг. возросло производство электроэнергии в 32 раза; стали — в 7,7; автомобилей — в 15 раз; добыча угля увеличилась в 4,7 раза; нефти — в 20 раз.
Аналогичные или близкие к ним темпы роста наблюдались во многих других отраслях экономики. Значительно более высокими темпами развивалась химическая промышленность, объекты цветной металлургии, производство строительных материалов и др.
Постоянно увеличивались и развивались средства транспорта. Мировой автомобильный парк с 1960 по 2007 гг. возрос с 120 до 800 млн автомобилей, что привело к повышенному загрязнению атмосферного воздуха в городах.
Огромны затраты на военные цели. После второй мировой войны в XX веке на вооружение в мире из расходовано около 6 трлн долл. США. Военная индустрия является одним из активных стимуляторов раз вития техники и роста энергетического и промышленного производства, что негативно влияет на качество среды обитания.
С 1930-х годов и до конца XX столетия реализуется этап НТР. Он ознаменован значительным ростом показателей развития и использованием техники и технологий (табл. 1), сопровождается демографическим взрывом и активной урбанизацией населения, значительным повышением его энерговооруженности, возникновением субъективных оценок действительности, появлением адаптации человека к новым условиям жизни и др.
Численность населения Земли составила 1, а в 1930 г. — 2 млрд человек.
Во второй половине XX столетия на нашей планете возникли условия для крупномасштабных аварий и катастроф. Человек получил в свое распоряжение мощную технику, огромные запасы углеводородного сырья, химических и бактериальных веществ.
До середины XX века человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и ка
тастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения регионального и глобального мас-
Таблица 1 Этапы и показатели развития техносферы в XX веке
Этапы развития техносферы | Основные показатели развития | Передовые страны |
1900-1950 1950-1980 1980-2000 | Электрический двигатель, ТЭС, сталь Нефть, газ, ДВС, АЭС, авиация, космонавтика ЭВМ | США, Германия СССР, США Япония, США |
штабов, соизмеримые со стихийными бедствиями. Появление ядерных объектов, высокая концентрация химических веществ и рост их производства сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие на людей, среду обитания и экосистемы. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Бхопале. Огромное разрушительное воздействие оказывается при испытании ядерного и других видов оружия.
Возникновению негативных процессов в среде обитания способствовали также просчеты государственных органов в хозяйственной деятельности, проводившейся без учета закономерностей развития природы и потребностей человека в защите его здоровья и жизни.
Долгое время (практически вплоть до начала второй половины XX века) человечество не замечало или игнорировало негативное влияние хозяйственной деятельности и техносферы на природу. В США национальный закон об охране окружающей среды принят лишь в 1969 г.; в СССР приняты закон "Об охране атмосферного воздуха" в 1980 г.; "Основы водного законодательства СССР" в 1979 г.; "Основы лесного законодательства Союза ССР и союзных республик" в 1977 г.; ЮНЕСКО провело конференцию по использованию и сохранению биосферы только в 1968 г.
Председатель Госкомприроды России Моргун Ф. Т. в 1989 г. сказал: "Мы начали слишком поздно. Наш воздух не на должной высоте, наши почвы загрязнены, наши леса поражены.» Факты подтверждают эти слова. Создавая (особенно в первой половине XX столетия) крупные города, энергопроизводящие и промышленные центры (Норильск, Мончегорск, Магнитогорск, Братск и др.), общество и государство не обеспечили на этапе их проектирования, строительства и эксплуатации необходимой защиты природы и населения от их негативного влияния. В итоге атмосфера, гидросфера и земли в таких городах и прилегающих к ним селитебных зонах оказались чрезмерно загрязненными и малопригодными к обитанию в них людей. Аналогичные условия жизни создались в районах расположения испытательных полигонов (Семипалатинск, Новая Земля, Плесецк и др.).
Серьезные нарекания населения и общественности, связанные с ухудшением условий обитания людей и сохранением природной среды, характерны для свершившихся уже процессов: в результате строительства Волжского каскада ГЭС потеряно при затоплении 7,5 млн га плодородных земель, а взамен получено около 3 %
потребляемой страной электроэнергии, строительство ЦБК на озере Байкал привело к загрязнению озера.
"В любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты (в том числе, опасности) неустранимы, они могут быть либо уменьшены за счет вторичной переработки, либо переведены из
одной физико-химической формы в другую, либо перемещены в пространстве" /Закон о неустранимости отходов и/или побочных воздействий производств/