Т.А. Акимова, A.П. Кузьмин, В.В. Хаскин
Экология. Природа - Человек - Техника
Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с.
Глава 5. Техносфера и поглощение природных ресурсов
5.1. Техногенез
Этапы техногенеза.
Современному этапу общественного развития предшествовала длительная история
становления средств производства, техники и технологий - техногенез.
Техногенез
в истории цивилизации - это нарождение техники, создание человеком все более
совершенных способов, орудий и устройств для воздействия на окружающий
материальный мир с целью создания и потребления благ. Техногенез с
экологической точки зрения - это порождение техники, последний по времени
этап эволюции, обусловленный деятельностью человека и вносящий в биосферу
вещества, силы и процессы, которые изменяют и нарушают ее равновесное
функционирование и замкнутость биотического круговорота. Такое
представление смыкается с понятием техногенеза, применяемым в геохимии
(А.Е.Ферсман, 1937; А.И.Перельман, 1970).
Начало
техногенезу положил первый костер, зажженный человеком. Применение огня
расширило ареал человека, дополнило собирательство и охоту новыми
приемами добывания, приготовления и запасания пищи, зародило возможность
будущих термотехнологий. Уже в неолите возникли условия для развития ремесел и
профессионального разделения труда. Но человек еще не научился трансформировать
энергию огня. Это была эпоха мускульной энергетики, когда в распоряжении
человека были только собственная сила, а затем и сила прирученных животных, а
также простые механизмы - преобразователи мускульной силы.
Начиная
с VIII-XI в. к ним добавляются изобретения, использующие силы
воды и ветра. Наступила эпоха механоэнергетики на возобновимых ресурсах.
Технические возможности человека расширились, и одновременно усилилось его
давление на природу. Уже в эпоху Возрождения (XV-XVII вв.)
рост населения, развитие ремесел и торговли, городов и дорог, географические
открытия и завоевания, строительство, судостроение, военное дело ускорили
освоение новых земель, сведение лесов и дали мощный толчок развитию рудного
дела и металлургии, а затем и машин на механическом приводе. Однако наибольшее
ускорение и экологическое значение техногенез приобрел с момента появления
тепловых машин и начала использования ресурсов ископаемого топлива.
Еще
в преддверии промышленной революции, когда уже стал ощущаться дефицит
древесного топлива и требовалось повышение эффективности земледелия (XVIII в.)
одноступенчатые механические преобразователи природных сил перестали
удовлетворять человека. Он постоянно нуждался в концентрации энергии, в
повышении ее качества, в увеличении силы и мощности, прилагаемой к объектам
деятельности. Появились первые преобразователи тепловой энергии. Наступила эпоха
химической теплоэнергетики на невозобновимых энергоресурсах. Как только
оказалось, что созданное и контролируемое человеком изделие - машина, состоящая
из топки, котла и парового двигателя, может развивать мощность многих лошадиных
сил, направление общественного прогресса и дальнейших взаимоотношений человека
с природой было однозначно предрешено. Недаром эпитафия на могиле Джеймса Уатта
содержит слова: «...увеличил власть человека над природой...».
С
тех пор эта власть проявляется главным образом в потреблении природных ресурсов
и загрязнении среды. Эпоха истощительной химической теплоэнергетики еще не
закончилась, но уже надвинулась следующая - эпоха ядерной теплоэнергетики на
невозобновимых ресурсах, грозящая еще более опасным загрязнением.
XX век. Природопокорительская экспансия человечества
постоянно нарастала. В XX в. вместе с демографическим взрывом происходит еще
более мощный подъем техногенеза. Он обусловлен приростом реализуемых
материалов, мощностей и материально-энергетических потоков, приходящихся в
среднем на каждого жителя планеты. Общий масштаб этих потоков стал сопоставим с масштабом
природных процессов. Наиболее характерные черты всемирного техногенеза в XX в.
можно представить следующим образом:
1. За 100 лет мировое потребление энергии увеличилось
почти в 14 раз (удвоение в среднем каждые 27 лет). Суммарное потребление
первичных энергоресурсов превысило 400 млрд т условного топлива. С 1953 по 1972
г. ежегодный прирост энергопотребления был равен приросту валового мирового
продукта и составлял 4,5%. С 1950 по 1985 г. среднее душевое потребление
энергоресурсов удвоилось и достигло 68 ГДж/год. Это значит, что мировая
энергетика росла вдвое быстрее, чем численность населения.
2. В структуре топливного баланса большинства стран мира
произошел переход от преобладания дров и угля к преобладанию углеводородного
топлива - нефти и газа (до 65%), а также к заметному вкладу гидроэнергетики и
ядерной энергетики. Хозяйственное значение начинают приобретать альтернативные
энергетические технологии. С 1950 по 1995 г. в 2 раза возросло преобразование
топлива в электроэнергию. Среднее душевое потребление электроэнергии достигло
2400 кВт «ч/год. Это оказало большое влияние на структурные сдвиги в
производстве и быте сотен миллионов людей.
3. Многократно увеличились добыча и переработка
минеральных ресурсов - руд и нерудных материалов. Производство черных металлов
возросло за столетие в 8 раз и достигло в начале 80-х годов 850 млн т/год. Еще
интенсивнее был рост производства цветных металлов, в основном за счет начала и
очень быстрого наращивания выплавки алюминия, составившей к концу 80-х годов 14
млн т/год. В 40-х годах началась и стремительно выросла промышленная добыча
урана. Производство цемента за 90 лет выросло почти от нуля до 1 млрд т/год.
4. В XX в. значительно вырос объем и изменилась структура
машиностроения в связи со станкостроением, развитием техники двигателей
внутреннего сгорания, электротехники и автоматизации. Быстро увеличивались
число и единичная мощность производимых машин и агрегатов. Появились и получили
быстрое развитие такие отрасли, как производство средств связи,
приборостроение, радиотехника, электроника, вычислительная техника.
Преобладание транспортного машиностроения выразилось в более чем тысячекратном
росте производства самодвижущихся транспортных единиц. Выпуск легковых
автомобилей в 1998 г. достиг 45 млн.
5. Важной чертой современного техногенеза является
интенсивная химизация всех отраслей хозяйства. За последние 50 лет было
произведено и применено более 6 млрд т минеральных удобрений. Для различных
целей в обиход было введено более 400 тысяч различных синтетических соединений.
Начало массового производства многих продуктов крупнотоннажной химии, в
частности, нефтехимии и оргсинтеза, относится к середине столетия. За 40 лет в
десятки раз возросло производство пластмасс, синтетических волокон,
синтетических моющих средств, пестицидов, лекарственных препаратов.
6. Научно-техническая революция в вооружении устранила
географические и природные ограничения в применении военной техники. Космос и
воздушное пространство, вода и подводное пространство, земная поверхность
вплоть до полюсов холода и жары стали доступны для ведения боевых действий.
Появление принципиально новых видов оружия массового поражения (ОМП) и их
дальнейшая разработка на качественно иных физических принципах (создание
кинетического, вакуумного; лазерного, биосферного, метеорологического и других
видов ОМП; создание боевых космических систем направленной энергии; разработка
методов очагового разрушения озонового слоя) создали непосредственную угрозу
выживаемости человечества в термоядерную эпоху. О масштабе и скорости роста
техносферы в XX в. дают представление некоторые данные табл. 5.1.
Таблица
5.1
Рост
техносферы в XX веке
Показатель
|
Начало века
|
Конец века
|
Валовой
мировой продукт, млрддолл./год
|
60
|
25000
|
Энергетическая
мощность техносферы, ТВт
|
1
|
14
|
Численность
населения, млрд человек
|
1,6
|
6,0
|
Потребление пресной воды, км/год
|
360
|
5000
|
Потребление
первичной продукции биоты, %
|
1
|
40
|
Площадь
лесопокрытых территорий, млн км2
|
57,5
|
50,0
|
Рост
площади пустынь, млн км2
|
-
|
1,7
|
Сокращение
числа видов, %
|
-
|
-20
|
Площадь
суши, занятая техносферой, %
|
20
|
60
|
В
первой половине XX в. была уверенность, что многие проблемы разрешатся с
помощью техники. В течение века было зафиксировано множество открытий и
изобретений, сменилось несколько поколений техники. Но убавилось ли у человека
проблем?
Техногенез,
как и его инициатор - человек, стремится к занятию всевозможных «экологических
ниш» и поэтому оказывает сильное влияние на экологию биосферы, вытесняя
природные экологические системы и процессы. Смена этапов техногенеза, основных
типов технологий происходит неизмеримо быстрее, чем сменяются «технологии»
биотического круговорота в эволюции биосферы. Огромный технический потенциал
человечества сам по себе обладает внутренней неустойчивостью. Из-за высокой
концентрации
в
пределах биосферы и среды человека источников риска (все виды вооружений,
отравляющие вещества и ядерное топливо) этот потенциал не только угрожает
биосфере, но и включает потенциал самоуничтожения. Эта угроза не так уж легко
осознается, поскольку в психологии масс она маскируется положительными
результатами социального прогресса во второй половине столетия, когда возросли
доходы населения, более эффективными стали системы здравоохранения и
образования, улучшилось питание людей, увеличилась продолжительность жизни.
В
XX в. техногенез приобрел глобальный характер и качественно новую форму,
способствуя быстрому расширению и распространению техносферы - совокупного
результата хозяйственной деятельности человека.
|