В 1968 году греческий архитектор Константинос Доксидиадис в своей работе «Экуменополис 2100 года» описал развитие непрерывной всепланетарной агломерации, «планетарного города», конечной стадии процесса урбанизации планеты.

Наверное, самым известным представителем подобного города-планеты в массовой культуре является планета Coruscant из вселенной «Звёздных войн». Среди примеров можно так же вспомнить Ойкуменополис из «Победителя невозможного» Евгения Велтистова или столицу Империи Трентор из цикла «Основание» Айзека Азимова.

Сам термин Экуменополис (или Ойкуменополис) происходит, как несложно догадаться, из греческого языка, где οἰκουμένη — Вселенная, обитаемый мир и πόλις — город. Думаю, концепция понятна – город, занимающий всю поверхность планеты, включая океаны и полярные регионы.

Азимов описывал свой Трентор с «громадным» населением в 40 миллиардов человек. Соседние планеты не занимались более ничем, кроме выращивания еды для снабжения этого города-планеты, однако, если попытаться разобраться, то подобная концепция в корне не верна, как и многие другие концепции ретро-футуризма.

Давайте попытаемся разобраться, сколько в действительности людей может поместиться на нашей планете. Начнём с площади поверхности, которая составляет 510 миллионов квадратных километров. Если мы выделим по 1000 м² площади на каждого жителя (на которой должны разместиться его дом, рабочее пространство, средства обеспечения пищей, водой, энергией, место под хранение запасов, зона рекреации, и при этом размещаться всё это будет на одном уровне, наша планета сможет поддерживать население приблизительно в полтриллиона человек (500 млрд). Если же размещение будет в несколько этажей, то эта цифра может увеличиться на порядок – до квадриллиона человек, при этом, добавляя этажи, либо сокращая личное пространство, мы могли бы увеличивать эту цифру и дальше. Азимов ошибался как минимум на один порядок, и более близкими в данном случае выглядит Корусант из «Звёздных войн» или Терра из «Вархаммера», с населением в 1-2 триллиона человек.

Подождите! Не начинайте пока писать гневный комментарий! Мы только начинаем разбираться.

На самом деле квадриллион людей на Земле не разместить, и дело даже не в ресурсах или энергии, проблема в том, что каждый человек представляет собой нагреватель мощностью примерно в 100 Ватт. И квадриллион людей в сумме будут выделять 10¹⁷ Вт тепловой энергии (100 Петаватт), что суммарно сравнимо по мощности с объёмом энергии, которую планета получает от Солнца. И если мы планируем прокормить всех этих людей, данную цифру надо ещё как минимум увеличить примерно в 100 раз, даже в случае супер-эффективного способа производства продуктов питания, который смог бы конвертировать электричество и свет в пищевые калории с «фантастической» эффективностью в целый 1%! Для того, чтобы отдать такое тепло в космос посредством излучения, температура планеты должна будет увеличиться в три раза.

Следует так же учитывать, что доставка необходимых грузов из космоса (если предположить, что всё производство вынесено за пределы планеты), так же не обойдётся без выделения тепла, так как кинетическая энергия объекта, попадающего на поверхность нашей планеты, должна будет каким-то образом гаситься, то есть – превращаться в тепло.

По сути, тепло является единственным естественным ограничителем для увеличения численности населения планеты, если бы мы владели термоядерной энергетикой.

Теперь, давайте остановимся подробнее на ресурсах, которые нам нужны, а именно: воздух, вода, пища.

Воздух

Точнее – кислород. Является возобновляемым ресурсом, по сути, вдыхая кислород, мы связываем его с атомом углерода из нашего собственного тела, затем выдыхаем углекислый газ (CO₂). В среднем, человек вдыхает в сутки примерно 11 тыс. литров воздуха, при этом сжигается не весь кислород, а лишь примерно 550 литров (ссылка).

Помимо атмосферы, кислород содержится ещё и в земной коре, 40% массы которой приходится на кислород. Но предположим, что иных источников, кроме регенерации кислорода из углекислого газа у нас нет (наиболее энергозатратный процесс), поэтому мы воспользуемся «дедовским» способом и будем восстанавливать углерод при высокой температуре (http://carbon.atomistry.com/decomposition_carbon_dioxide.html). Массовая доля кислорода в углекислоте составляет ~73%, соответственно, нам необходимо получить 785 грамм кислорода (550 литров), что потребует нагрева 1075 г углекислого газа до температуры ~3500 °С, на что потребуется 3,17 Мегаджоуля энергии в день на человека. Здесь, впрочем, стоит отметить недавно открытый способ восстановления углерода при помощи ультрафиолета, который потенциально может оказаться дешевле (https://phys.org/news/2014-10-oxygen-molecules-carbon-dioxide.html). Добавим эту цифру в наш энергетический бюджет и пойдём дальше.

Вода

Является полностью восполнимым ресурсом, однако, регенерация и очистка воды так же требуют энергии. Вода нам необходима не только для питья, но и для гигиенических процедур. Ежедневно человек потребляет до 250 литров воды. Не располагая точными сведениями по всем возможным процессам очистки, я для наших прикидок взял минимальную энергию, необходимую на опреснение 100 литров (0,1 м³) океанской воды в день. В зависимости от используемого метода, это составит 0,25 – 7,2 МДж в день на человека.

Пища

В среднем, человек должен потреблять пищи, эквивалентом около 2500 калорий энергии ежедневно. При этом, допустим, соотношение растительной и животной пищи оптимально должно находиться в пропорции 70:30 (https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/6165-uchenye-nazvali-luchshee-sootnoshenie-rastitelnoy-i-zhivotnoy-pischi-v-ratsione), что потребует нам, соответственно 1750 калорий растительной и 750 – животной пищи. На этом ресурсе представлены текущие затраты энергии на производство некоторых видов пищевых продуктов.

Я позволил себе некоторую вольность и, основываясь на данных цифрах, усреднил показатели, получив потребность в 2,62 кг растительной и 0,4 кг животной пищи в день на человека, что эквивалентно, соответственно, энергии в 21,82 МДж и 31,72 МДж. Здесь следует отметить, что оценка затрат на производство продуктов питания проведена исходя из современных методик ведения сельского хозяйства и, соответственно, не учитывает передовых достижений в области вертикальных ферм, гидропоники, аэропоники и мяса из пробирки.

Так же следует отметить, что мясопроизводящий скот требует под пастбища в настоящее время до 80% возделываемых земель, но при этом производит менее 20% мирового потребления калорий.

Что касается площади, необходимой для выращивания необходимых культур, то примерно получается такая картина (http://www.waldeneffect.org/blog/Calories_per_acre_for_various_foods):

В среднем, для обеспечения нужд одного человека требуется посевная площадь порядка 255 м² или (для четырёхуровневой вертикальной фермы) квадрат 8×8 м, что вполне вписывается в отведённый в начале этого поста «лимит» в 1000 м². При освоении производства «мяса из пробирки», размер технологического оборудования так же, вряд ли будет превышать заданные габариты.

Здесь так же стоит отметить, что энергозатраты на производство растительной пищи дополнительно можно сократить, используя для этого светодиоды, испускающие излучение только в требуемом для фотосинтеза диапазоне.

Но, даже не прибегая к каким-либо новым технологиям, используя лишь существующие и проверенные методы, мы получаем максимально-возможные энергетические требования на 1 человека в размере ~ 60 МДж в день (16,67 КВт*ч) или 6084,55 КВт*ч в год.

Энергия.

Как, я надеюсь, уже понятно, энергия является основным сдерживающим фактором роста населения планеты. Существует много людей, считающих, что энергоресурсов на Земле не хватит не то, чтобы на триллион человек, но и уже не хватает даже для текущих 8 миллиардов. И они правы в контексте современной нефтебензиновой экономики, завязанной на извлечение энергии из ископаемых углеводородов. Но по мере исчерпания ископаемого топлива, мне слабо верится, что человечество вернётся к паровым двигателям и лошадкам.

Начнём с текущего производства электроэнергии (http://world.bymap.org/ElectricityProduction.html). По состоянию на конец 2014 года, мировая выработка электроэнергии составляла 3171 КВт*ч на человека в год, что в 2 раза меньше цифры, требуемой для обеспечения полной автономности каждого отдельного человека. Здесь я напомню, что в наших расчётах учтена энергия на полную регенерацию кислорода и воды, чего мы, разумеется, сейчас не делаем, а так же энергия на производство пищи. Однако, не стоит так же забывать, что доля возобновляемых источников энергии не превышает сейчас в лучшем случае и 25%, так что нам необходимо обеспечить выработку энергии из возобновляемых источников минимум в 7 раз больше, чем есть сейчас.

Так что, энергии на всех не хватает? Давайте посмотрим, где её можно взять. Начать с того, что в случае освоения термоядерной энергии, энергетический вопрос можно считать окончательно закрытым (см. Как термоядерный синтез решит почти все наши проблемы), но, поскольку термоядерная энергия вот уже более полувека остаётся энергией «завтрашнего дня», давайте посмотрим на альтернативы.

С самого начала следует оценить потенциал возобновляемых источников энергии. В тематической работе «The Potentials of Renewable Energy» международного комитета по возобновляемым источникам энергии приводятся следующие цифры:

Как видно из таблицы, возобновляемых ресурсов планеты даже при текущем техническом потенциале нам хватит, чтобы поднять выработку энергии в тысячи, а теории – в миллионы раз больше, чем мы это делаем сейчас.

И уж конечно, если этих источников нам, по какой-то причине, не хватит, на помощь приходит наш основной источник практически неисчерпаемой энергии – Солнце. Идея по передаче солнечной энергии из космоса на землю занимает умы людей уже давно (первая публикация на эту тему датирована 1968 годом, первый патент – 1973).

Система предполагает наличие аппарата-излучателя, находящегося на геостационарной орбите. Предполагается преобразовывать солнечную энергию в форму, удобную для передачи (СВЧ, лазерное излучение), и передавать на поверхность в «концентрированном» виде.

Эффективность солнечных батарей с тех пор значительно возросла, а стоимость вывода грузов на орбиту – снизилась до такого уровня, что Национальное космическое общество США в 2007 году представило доклад, в котором рассматриваются различные аспекты данного вида энергетики.

При отсутствии загазованности атмосферы или облаков, на Землю падает примерно 35% энергии от той, которая попала в атмосферу. Кроме того, правильно выбрав траекторию орбиты, можно получать энергию около 96 % времени. Таким образом, фотоэлектрические панели на геостационарной орбите Земли (на высоте 36000 км) будут получать в среднем в восемь раз больше света, чем те же панели на поверхности Земли и даже больше, когда космический аппарат будет ближе к Солнцу чем Земля. С другой стороны, недостатком космической энергетики и по сей день является её высокая стоимость. Средства, затраченные на вывод на орбиту системы общей массой 3 млн т. окупятся только в течение 20 лет, и это если принимать в расчёт удельную стоимость доставки грузов с Земли на рабочую орбиту 100 $/кг. Нынешняя же стоимость вывода грузов на орбиту намного больше.

Вторая проблема создания ОЭС — большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50% полученной спутником энергии.

Ну и главным недостатком данной технологии, на мой взгляд, является то, что подобная энергетическая установка, по сути, является весьма эффективным оружием массового поражения, что в условиях современной политической ситуации будет являться главным стопором в её развитии.

Тем не менее, надеюсь, этим постом, я смог если и не развенчать миф о скором исчерпании ресурсов Земли и её перенаселённости, то, хотя бы, серьёзно расшатать позиции его сторонников.

https://zalipaka.icu/story/skolko_lyudey_mozhet_zhit_na_zemle_6923472?cid=149498954

В принципе это все, что нужно знать о "современном" представлении про качестве жизни. В своем посте ТС разводит очередное алармистское повествование о перенаселении Земли, что на фоне его представлении о жизни и ее качестве выглядит странно.

Так вот, @hochk, что бы не обсуждать тебя без твоего присутствия отвечу здесь на твой демагогический комментарий.

Я про качество жизни к которому мы с вами привыкли

Мы это кто? Я живу в 500км от ближайшего "бигмака" и не думаю, что те люди которые употребляют "бигмак" ежедневно живут очень качественно. Более того,  я переехал из места окруженного "бигмаками" в место, где их вовсе нет. Даже, когда я жил рядом с "бигмаками", то не употреблял их просто из за отсутствия мотивации. Я безумец по твоему или мы с вами привыкли к абсолютно разным вещам? Суши я тоже не ем. Мне по нраву селедка с луковыми кольцами.

пользоваться личным транспортом, а не общественным

Если есть возможность воспользоваться комфортным и безопасным общественным и транспортом, то я предпочту его. Например на расстояние 1500 км я на автомобиле не поеду, предпочту поезд. А кто-то самолет. Зачем ты опять натягиваешь свои представления на все общество?

не хлебом единым сыт человек.

Да похоже, что все-таки хлебом, но с начинкой по середине.

Бывший министр образования РФ однажды довольно интересно выразился. Много было разговоров вокруг его высказывания, но судя по всему задача, о которой он говорил успешно решена.

Всем привет. В одном из своих предыдущих постов, я освещал современные достижения науки в вопросах биологического бессмертия, и конечно возникли вопросы о перенаселении. Давайте попробуем разобраться какое население способно жить на планете земля, и так ли на самом деле страшно перенаселение. Сразу спойлер – гораздо страшней чем вам кажется. Для ленивых, как всегда, есть видео, там больше иконографии, а тех кому интересней читать прошу под кат.

Прямо скажу, что я не преследую цель кого-либо убедить или разубедить. И скажу сразу, я не верю в то, что американским фермерам платят дотации чтобы они не производили много пшена. Я просто основываюсь на фактах, если у вас имеются контрфакты, то буду рад пообщается в комментариях.

Когда говорят о перенаселении, то чаще всего первая возникающая мысль о недостатке пищи и пресной воды. Давайте для начала посмотрим на проблему с этой стороны. Земля на 75% покрыта водой. 2,5 % из этой воды пресная, 1,5% из общих запасов воды – в шапках Арктики/Антарктики, или в труднодоступных местах, например на вершине Гималаев в виде снега.

Итого людям остаётся 1% в виде доступной пресной голубой жидкости. На данный момент из него мы используем примерно половину

В мае 19-го года население земли достигло 7,7 миллиардов человек, у четырёх из десяти нет доступа к достаточными количеству пресной воды. Многим из них не то, что помыться, даже пить порой не чего. В Африке вооружённые конфликты из-за воды – обычное дело. И проблема не ограничивается бедными странами, даже страны с достаточным уровнем дохода, такие как Мексика или Бразилия (ВВП Бразилии больше, чем Великобритании) испытывают недостаток пресной воды. Но всё же человечество использует порядка 50% доступной воды, а значит ещё есть куда двигаться.

С продуктами все немного сложнее. На данный момент мы вроде не голодаем, а вот Африка голодает. Проблема Африки не только в отсталости технологий, но и сельскохозяйственный потенциал почвы там слишком низок. По мнению специалистов Центра космических полетов имени Годдарда (NASA), на данный момент мы (человечество) обрабатываем почти всю доступную плодородную почву с высоким сельскохозяйственным потенциалом.

И опять же на первый взгляд ничего страшного. Ну не всю, а почти всю, а там ещё генетики поднапрягутся, новые кабачки придумают, освоят не столь плодородную почву и т.д. И всё же это не более чем размышления, но один профессор пошёл гораздо дальше. А именно – Уильям Рис стоял у истоков организации ныне известной как «Глобальная сеть следа» Global Footprint Network. Эта организация, основанная в 2003 году, занимается изучением соотношения потребления ресурсов и их возобновления в более чем в 200 странах. В том числе и в России. Данные собираются примерно из 15 000 источников информации для каждой страны. И вот до чего учёные додумались за это время.

В экологии существует понятие ассимилирующая способность. Оно обозначает размер популяции, которую может прокормить данная среда. Можно применить это понятие к человечеству в целом и планете земля целиком. Группа ученных во главе с профессором Уильямом Рисом, пришла к выводу что для человека ассимилирующая способность работает не так как для животных. Для начала это разные уровни потребления. Если бы люди на всей планете потребляли одинаковое количество ресурсов, то расчеты были бы проще, но мы этого не делаем. Но несмотря на это можно прикинуть такую величину как продуктивная биоёмкость земли. Сейчас расшифруем.

Мы с вами люди привыкли не только кушать и пить водичку. Нам нужно ещё очень много чего. Дерево для строительства и бумаги, хлопок для одежды, электроника для удобства, место куда я буду справлять нужду и выбрасывать мусор, и так далее. И для всего этого мне требуется пространство. Так вот биоёмкость земли – это такое количество ресурсов, которое сможет произвести и переработать планета. А если мы разделим биоёмкость на потребности среднего человека, то можем получить размер популяции

Уильям Рис подсчитал площадь необходимую среднему человеку для его обычной жизни. Это примерно 2,8 гектара. Эту величину он назвал глобальный гектар. Глобальный гектар — это ежегодный объем мирового биологического производства для использования человеком и усвоения человеческих отходов, приходящийся на гектар биологически продуктивных земель и рыбных запасов. И эта величина оказалась просто до жути разная для разных стран, так как жители разных стран потребляют различное количество ресурсов.

Так, например среднему жителю России для удовлетворения всех потребностей требуется 5,7 гектара. Для американца 8,22 Га, а для жителя Гаити всего 0,61.

Итого, если землю заселить Гаитянцами, то получим максимальное население при текущем уровне технологий 20 млрд. человек. Чуть больше двух миллиардов Россиян, или полтора миллиарда американцев.

А как же с текущим населением и потреблением. И оказывается, что мы давно перешагнули пределы допустимого. Мы потребляем ресурсов больше, чем земля производит, загрязняем быстрее чем перерабатывает, ловим больше рыбы чем успевает вылупиться, выделяем углерода больше, чем деревья успевают превратить в кислород. Мы живём в долг. Мы берём в долг у планеты, постепенно превращая её во всё менее пригодную для жизни, тем самым снижая её биоёмкость, что только увеличивает скорость накопления долга. Это не фантастика, это уже наступило. По мнению глобальной сети следа в долг земляне начали жить примерно 1987-м году, это был первый год, когда отходов было произведено больше, чем земля способна переработать. С тех пор некоторые экологи отмечают день экологического долга. Символическая дата в году, когда мы полностью исчерпали ресурсы этого календарного года, и оставшуюся часть года будем жить в долг. Например, в 2019 году эта дата 29 июля. Так как этот пост выходит позже, то мы с вами весь остаток года живём в долг.

Давайте представим, что мы летим на космическом корабле, с источником энергии, которого хватит не на одну тысячу лет. Корабль рассчитан на экипаж из ста человек. Именно для этого количества спроектированы фермы гидропоники, система очистки воды и кислорода. Для экстренных случаев предусмотрены неприкосновенные запасы пищи и воды, а также резервуары под мусор и био-мусор, который не успевает переработаться в очистных станциях. И вот вместо 100 человек на корабле почему-то оказалось 177 человек. Понятно, что им тоже хочется кушать и какать. Продукты для них мы берём из неприкосновенных запасов, а результат их жизнедеятельности пакуем в резервуары. Рано или поздно наступит момент, когда запасы кончатся, а резервуары переполнятся. И что тогда? Капитан не может не видеть проблем. Но какие меры он предпримет, вот в чём главный вопрос.

Наша земля — это тоже космический корабль, и его продуктивность ограничена. При нынешнем среднем уровне потребления, производить и перерабатывать она может только для 4,4 млрд человек, а нас уже 7,7. Что в 1,77 раза выше, чем земля может себе позволить. Отсюда и пришло число членов экипажа 177.

За 7 минут, которые вы потратили на прочтение этого поста родилось примерно 257*7=1800 человек, а умерло 104 * 7 = 730, прирост в 153*7=1070 человек (первая цифра – среднее количество в минуту, семь – это семь минут чтения), которым нужно есть пить и справлять нужды за счёт площади земли, которой и так уже не хватает. Так что вопрос о предстоящем перенаселении в научном мире уже не стоит. Перенаселение уже наступило в 1987 году, когда земля перестала обеспечивать человечество способностью к переработке его отходов.

А теперь к интересностям. Мы с вами перенаселение не замечаем. Популяция стран постсоветского пространства в целом постепенно снижается, да и территории у нас хватает. Нам не нужно думать о перенаселении, а скорее наоборот, но так происходит не во всём мире. Самые интересные методы регулирования рождаемости проводились в странах с самым большим населением. Начнём с Китая.

В 1971 году, почти 50 назад, созрел и был введён в действие знаменитый закон одна семья – один ребёнок. Который действует по сей день. Хотя в настоящее время немного в более ослабленной форме. Штраф за второго ребёнка достигал колоссальной суммы примерно в 6 годовых заработков. Причины такого законы невероятно просты и ужасны – голод. По статистике, если бы не этот закон, в Китае жило бы на 400 млн. людей больше. Это примерно в 3 раза больше населения России.

Ещё более невероятные методики применялись в Индии. В 70-х годах, по всей стране устраивались «фестивали», в которых всем желающим делали вазэктомию, за небольшое вознаграждение. За неделю, в среднем, кастрировали более 80 000 тысяч человек. Но обычно на такое велись, только мужчины с большим количеством детей, тогда в индии начали применятся более строгие меры. Так в 77-ом году Индира Ганди запустила ужасную программу единого наказания за все преступления. К любому наказанию прибавлялось ещё одно – стерилизация. Кастрировали даже за проезд в общественном транспорте без билета. Благодаря этой программе, вазэктомии, только за 77-й год подверглись более 8 млн человек. Вот такие дела. А вы говорите перенаселение не страшная штука. Расскажите это индусам)))

На этом у меня всё. Спасибо что дочитали.

З.Ы. Извиняюсь за орфографию.

Я знаю что кастрация и вазэктомия - разные вещи. Но в рамках данного видео считаю их синонимами.

На втором скрине, легенда - это количество гектар плодородных земель требуемое для обычной жизни среднему гражданину страны.