Выбор катастроф - Айзек Азимов

Короче, говорить об истощении ресурсов в целом, это значит говорить лишь о возможности истощения нашего энергетического запаса. Если у нас есть большой и непрерывный запас энергии, тогда мы можем использовать его для переработки наших материальных ресурсов, и мы ничего не истощим. Если у нас будет лишь скудный запас энергии или если запас истощится, то мы потеряем возможность манипулировать окружающей нас средой, а также утратим все другие ресурсы.

Каково же у нас положение с энергией?

Главный источник энергии здесь, на Земле – это радиация Солнца, в которой мы постоянно купаемся. Растительная жизнь преобразует энергию солнечного света в химическую энергию, сохраняемую в ее тканях. Животные, поедая растения, создают свои запасы химической энергии.

Солнечный свет преобразуется также в неживые формы энергии. Благодаря неравномерному нагреву Земли образуются течения в океане и в воздухе, подобная энергия иногда может быть сильно сконцентрирована, например, в ураганах и торнадо. Благодаря испарению океаном воды и затем ее конденсации в виде осадков на суше образуется энергия текущей воды.

Существуют также несолнечные, менее значительные источники энергии. Это – внутреннее тепло Земли, которое дает о себе знать более или менее слабо в виде горячих источников и гейзеров и сильно – в виде землетрясений и извержений вулканов. Это – энергия вращения Земли, которая проявляется в приливах и отливах. Это – энергия радиации от других источников, помимо Солнца (звезд, космических лучей), и естественная радиоактивность таких элементов, как уран и торий, в земле.

Растения и животные в большинстве случаев используют в своих тканях запасы химической энергии, хотя даже простые формы жизни могут использовать и неживую энергию – так растения дают своей пыльце и семенам разлетаться по ветру.

То же самое и древние люди. Они использовали свою мускульную энергию, перенося ее и концентрируя с помощью орудий. Это, естественно, нельзя отвергнуть. Многое можно сделать с помощью колес, рычагов и клиньев, если даже за ними только человеческие мускулы. Пирамиды Египта были построены таким образом.

Даже до начала цивилизации люди научились использовать мускулы животных для того, чтобы дополнять свой труд. Это в ряде случаев было шагом вперед от использования силы рабов. Животные были более послушны, чем люди, и животные могли есть пищу, которую люди есть бы не стали, так что от них не было ущерба пищевому запасу. Наконец, энергия некоторых животных более концентрированна, и они могут применять ее с большей силой, чем человек.

Вероятно, наиболее успешно одомашненным животным с точки зрения скорости и силы была лошадь. До начала девятнадцатого века люди не могли передвигаться по земле быстрее, чем лошадь галопом; и сельское хозяйство такой страны, как Соединенные Штаты, зависело от количества и здоровья ее лошадей.

Люди использовали также неживые источники энергии. Товары можно было сплавлять на плотах, используя течение реки. Паруса с помощью ветра могли двигать корабль и против течения. Водные течения могли быть также использованы для вращения водяного колеса, а ветер – для вращения крыльев ветряной мельницы. В океанских портах корабли могли пользоваться приливами и отливами для отправки в море.

Все эти виды энергии были, однако, ограниченны. Они либо давали только определенное количество энергии, как делала лошадь, либо были подвержены бесконтрольным колебаниям, что можно отнести к ветру, либо были привязаны к определенному географическому месторасположению, как реки с быстрым течением.

Однако наступил поворотный момент, когда человек впервые использовал неживой источник, который был в его распоряжении в любом необходимом количестве, на любое необходимое время, который можно было переносить и полностью контролировать, – огонь.

Что касается огня, то никакие другие организмы, кроме гоминидов, не осуществили ни малейшего продвижения в направлении его использования. Это самая четкая разделительная линия между гоминидами и другими организмами. (Я сказал «гоминиды», потому что огонь впервые использовал не Homo sapiens. Существует определенное свидетельство, что огонь использовался в пещерах в Китае, в которых по крайней мере полмиллиона лет назад обитал очень древний вид Homo erectus.) Огонь естественным образом появляется тогда, когда в дерево бьет молния, и несомненно первое использование огня было только последующим явлением. Подбирали огонь от дерева, пораженного молнией, питали его деревом, не давали угаснуть. Потухший костер на стоянке приводил к серьезному неудобству, потому что надо было искать огонь, который послужил бы для зажигания нового костра, а если его было не найти, неудобство превращалось в катастрофу.

Вероятно, только к 7000 году до н. э. были открыты методы разжигания огня трением. Как к этому пришли, где и когда метод был впервые использован, неизвестно и, может быть, никогда и не будет известно, но по крайней мере мы знаем, что открытие было сделано Homo sapiens, потому что к этому времени (и задолго до этого времени) это был единственный гоминид.

Главным топливом для огня в древности и в средние века было дерево (Жиры, масла и воски животного происхождения использовались в лампах и в свечах, но их вклад был незначительным). Другие энергетические ресурсы не могут быть использованы быстрее, чем они обновляются. Люди и животные устают и должны отдыхать. У ветра и воды фиксированное количество энергии, и больше от них взять нельзя. Не так обстоит дело с деревом. Растительные формы постоянно растут и замещают себя, так что до определенного предела истребление дерева может быть приемлемым. Но дерево может быть использовано и в темпе, опережающем темп восстановления, и люди в этом случае запускают руку в запасы будущего.

Так как использование огня с ростом народонаселения и развитием все более передовой техники неуклонно возрастало, стали исчезать леса в непосредственной близости от центров цивилизации.

Возможности сберегать лес тоже не было, потому что каждое продвижение техники увеличивало потребность в энергии, а люди никогда не хотели отказываться от своих технических достижений. Так, плавка меди и олова требовала тепла, а это означало сжигание дерева.

Плавка железа потребовала еще больше тепла, но дерево не могло дать достаточно высокой температуры. Однако, если дерево сжигалось при малой циркуляции воздуха или вообще без его доступа, середина древесного штабеля обжигалась дочерна и превращалась в почти чистый уголь (древесный уголь). Этот древесный уголь горел медленнее, чем дерево, не давал буквально никакого света, но создавал гораздо более высокую температуру, чем горящее дерево. Древесный уголь сделал плавку железа практичной (снабдил его углеродом и сделал полезным). Однако производство древесного угля вело к большим древесным отходам.

Леса продолжали отступать под натиском цивилизации, но даже при этом еще полностью не исчезли. Около 10 миллиардов акров, или 30 процентов всей суши на Земле, составляют леса.

Конечно, в наши дни предпринимаются усилия, чтобы сохранить лес и использовать его лишь в тех пределах, в которых можно восстановить. Каждый год может быть заготовлен 1 процент нарастающей древесины, и это составляет около 2 миллиардов кубических метров дерева. Из этого количества почти половина еще используется как топливо, главным образом в менее развитых странах мира. Вероятно, сейчас дерева в виде топлива употребляется больше, чем когда население мира было намного меньше, чем сегодня. Леса, которые остаются, сохраняются в неизменном виде (что, между прочим, не совсем хорошо) лишь потому, что дерево не является основным топливом и энергетическим источником человечества.

Значительная часть дерева образовалась в очень древние периоды истории Земли и полностью не исчезла, а, будучи погребена в болотах, сохранилась в условиях, когда атомы всех элементов, кроме углерода, были удалены. Этот углерод оказался погребенным под осадочными породами и претерпел сильное сжатие. Большие его количества, являющиеся окаменелой древесиной, находятся под землей. Это не что иное, как каменный уголь, который представляет собой сохраненную химическим способом энергию, произведенную Солнцем за сотни миллионов лет.

Мировые запасы угля оцениваются примерно в 8 триллионов тонн. Если это так, то содержание углерода в земных запасах каменного угля в два раза больше, чем в ныне существующих организмах.

Уголь, по-видимому, жгли в Китае уже в средние века. Марко Поло, который посетил двор Хубилай-хана в тринадцатом веке, сообщал, что черные камни сжигались в качестве топлива, и именно после этого его стали жечь то тут, то там в Европе, впервые в Нидерландах.

Тем не менее в широких масштабах употребление угля началось в Англии. В пределах границ этого небольшого королевства сокращение лесов оказалось очень значительным. Стало проблемой не только отопление домов в этом далеко не таком уж солнечном климате, но и удовлетворение потребностей в топливе растущей промышленности страны, а, кроме того, еще существовал английский флот, от которого зависела безопасность нации.