Co stanie się na ziemi w roku 2100. Kadrę będziemy dobierać biorąc pod uwagę użyteczność całego zespołu

Czy uważasz, że świat jest już przeludniony? To wciąż kwiaty.

Oczekuje się, że w ciągu najbliższych 15 lat liczba ludności na świecie wzrośnie o kolejny miliard ludzi, zwiększając całkowitą liczbę ludności świata z 7,3 miliarda w połowie 2015 r. do 8,5 miliarda w 2030 r., 9,7 miliarda w 2050 r. i 11,2 miliarda do 2100 r. – świadczą o tym niedawne badania Dane ONZ.

Obecnie 60% światowej populacji mieszka w Azji, 16% w Afryce, 10% w Europie, 9% w Ameryce Łacińskiej i na Karaibach, a tylko 5% w Ameryce Północnej i Oceanii. Największymi krajami są Chiny i Indie, ich populacja stanowi łącznie około 40% światowej populacji.

Ale sytuacja wkrótce się zmieni. Poniżej wykresy stworzone przez analityka danych Tariqa Khokhara na potrzeby bloga Bank Światowy na podstawie średnich szacunków ONZ pokazują, jak zmieni się nasz świat w najbliższej przyszłości.

1. Do 2100 roku liczba ludności wzrośnie o 4 miliardy

Ludzkość rośnie coraz wolniej, ale to wciąż duże liczby. Liczba ludności na świecie zwiększa się obecnie o 83 miliony ludzi rocznie, czyli mniej więcej tyle samo, co w Niemczech, ale dziesięć lat temu ludzkość rosła w tempie 1,24% rocznie, a obecnie rośnie w tempie zaledwie 1,18% i ONZ oczekuje, że tempo to będzie się utrzymywać spowolnić.

Według prognoz ONZ istnieje 25% szans, że liczba ludności na świecie ustabilizuje się lub zacznie spadać przed rokiem 2100.

Na ile można ufać tym liczbom? W przeszłości przewidywania ONZ dotyczące populacji na ogół się sprawdzały, a w 1948 r. organizacja przewidywała, że ​​do roku 2000 liczba ludności na świecie osiągnie 6 miliardów, czyli zaledwie 5% mniej niż rzeczywista liczba.

Oczywiście dobry wynik w przeszłości nie gwarantuje dokładności w przyszłości. Istnieje kilka czynników, które mogą zafałszować prognozę. ONZ wspomina w swoim raporcie, że wskaźnik urodzeń w krajach, w których rodziny są przyzwyczajone do posiadania wielu dzieci, gwałtownie spada. Eksperci spodziewają się znacznego obniżenia tego parametru, ale będzie to uzależnione od inwestycji w zdrowie kobiet i zwiększonego dostępu do antykoncepcji.

2. Przyszły wzrost napędzany jest niemal wyłącznie przez Afrykę.

Ludność Afryki stanowi obecnie 16% ludności świata, a ONZ szacuje, że do 2050 r. udział ten wzrośnie do 25%, a do 2100 r. – 49%.

Wynika to głównie z młodości ludzi, a także wysokiego wskaźnika urodzeń. W 2015 roku dokładnie połowa mieszkańców kontynentu miała mniej niż 24 lata. Wiele z nich w ciągu najbliższych kilku dekad będzie miało własne dzieci, co będzie miało znaczący wpływ na globalną demografię.

I odwrotnie, jak pokazuje powyższy wykres, populacja Azji osiągnie szczyt, a następnie spadnie wraz ze starzeniem się ludności w wielu krajach azjatyckich. Liczba ludności w Ameryce Łacińskiej, Europie, Ameryce Północnej i Oceanii pozostanie stosunkowo stała.

Poniższe wykresy pokazują, jak bardzo zmieni się wkład Afryki w ludzkość.

3. Nigeria wkrótce stanie się trzecim pod względem liczby ludności krajem na świecie

Do 2050 roku Nigeria wyprzedzi Stany Zjednoczone i stanie się trzecim pod względem liczby ludności krajem na świecie. Do tego czasu w Chinach, Indiach, Indonezji, Nigerii, Pakistanie i Stanach Zjednoczonych będzie mieszkać ponad 300 milionów ludzi.

Ponadto statystyki ONZ pokazują, że prawie połowa wzrostu populacji świata do 2050 r. skupi się w dziewięciu krajach: Indiach, Nigerii, Pakistanie, Demokratycznej Republice Konga, Etiopii, Tanzanii, USA, Indonezji i Ugandzie.

4. Indie w najbliższej przyszłości wyprzedzą Chiny

Osoby zainteresowane demografią nie będą tym faktem zaskoczone: Indie wkrótce staną się najbardziej zaludnionym krajem na świecie. Obecnie Chiny mają populację 1,38 miliarda, a Indie 1,31 miliarda.Do 2022 roku liczba ludności w obu krajach wzrośnie do 1,4 miliarda, po czym sytuacja w Chinach ustabilizuje się ze względu na starzenie się społeczeństwa, a Indie osiągną liczbę 1 do 2030 roku. ,5 miliarda ludzi, a do 2050 roku – 1,7 miliarda.

5. Europa się starzeje

Obecnie około jedna czwarta Europejczyków ma 60 lat lub więcej. W latach 2050 i 2100 będzie ich już ponad jedna trzecia.

Do roku 2050 we wszystkich częściach świata z wyjątkiem Afryki co najmniej jedna czwarta populacji będzie w wieku powyżej 60 lat. Do 2050 roku populacja Bośni i Hercegowiny, Bułgarii, Chorwacji, Węgier, Japonii, Łotwy, Litwy, Mołdawii, Rumunii, Serbii i Ukrainy zmniejszy się o ponad 15%.

Jednym ze sposobów pomiaru starzenia się światowej populacji jest obliczenie mediany wieku. Jest to liczba dzieląca populację świata na dwie równe części. Obecnie wynosi 29,6 lat, a w 2050 r. wzrośnie do 36 lat i 42 w 2100 r.

Kosmiczne windy i latające samochody to dopiero początek przyszłości.

W roku 1900 świat ogarnęła rewolucja mechaniczna. W miarę upowszechniania się elektryczności zadania, które wcześniej wykonywano ręcznie, były szybko i skutecznie wykonywane przez maszyny. Maszyny do szycia zastąpiły pracę ręczną, traktory zastąpiły motyki, maszyny do pisania zastąpiły odręczny tekst, a samochody zastąpiły powozy konne.

Sto lat później, w 2000 roku, maszyny ponownie przesunęły granice tego, co było możliwe. Dzięki Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ludzie mogli pracować w przestrzeni pozbawionej powietrza. Kod genetyczny został rozszyfrowany za pomocą sekwencera DNA. Komputery i sieć WWW zmieniły sposób, w jaki się uczymy, czytamy, komunikujemy, a nawet rewolucje polityczne uległy zmianie.

Jakie więc będą samochody w 2100 roku? W jaki sposób sprawią, że nasze życie będzie lepsze, czystsze, bezpieczniejsze, wydajniejsze i ciekawsze?

Aby zasymulować świat maszyn za 100 lat, przeprowadzono wywiady z ponad trzydziestoma ekspertami, naukowcami, inżynierami, futurystami i organizacjami z pięciu różnych dziedzin, w tym ze zmian klimatycznych, infrastruktury wojskowej, transportu i eksploracji kosmosu. Otrzymane odpowiedzi dają do myślenia.

Adaptacja sił przyrody

Już w 2018 roku nasza planeta znajduje się w niebezpieczeństwie. Doprowadziło do tego 2 wieki wydobycia paliwa. Jego niekontrolowane spalanie spowodowało liczne problemy środowiskowe, z których powagi ludzkość dopiero teraz zaczyna zdawać sobie sprawę. Oczekuje się, że do 2100 r. poziom oceanów na świecie podniesie się o 30–365 cm, w wyniku czego miliardom ludzi grozi utrata przestrzeni życiowej.

Pomimo tych strasznych ostrzeżeń i uzasadnionych obaw ludzie w dalszym ciągu polegają na swojej zdolności przystosowania się do wyzwań życia.

Jeśli wyczerpią się paliwa kopalne, co podtrzyma cywilizację w roku 2100? Woda i wiatr to oczywiste alternatywy, ale technologie słoneczne i termojądrowe mogą okazać się najbardziej obiecujące.

Twórcy projektów prywatnych i finansowanych przez rząd gorączkowo poszukują obecnie skutecznej alternatywy dla energii węglowej i stworzenia „idealnej baterii”. Dzieje się tak, ponieważ wychwytywanie promieni słonecznych i przekształcanie ich w energię to dopiero pierwszy krok; trzeba nauczyć się je magazynować.

Jeśli jednak taki sekret akumulacji pozostanie nieosiągalny, ludzkość zawsze będzie w stanie otrzymać „chwilową” energię naturalną. Choć promienie słoneczne są już ważnym elementem nowoczesnych systemów energetycznych, do roku 2100 takie źródło będzie odgrywać coraz większą rolę.

John Mankins, były główny technolog NASA Human Exploration & Development of Space, wyjaśnił: „Będą to satelity dalekiego zasięgu zasilane bezprzewodowo energią słoneczną, dostarczające ogromne ilości niedrogiej energii słonecznej na rynki światowe”. To czyste wyżywienie planety będzie trwało przez dziesięciolecia.

Do roku 2100, wyjaśnia globalny dyrektor ds. zrównoważonego rozwoju w AECOM Josh Sawislak, naukowcy poszerzą możliwości pozyskiwania energii słonecznej, dzięki czemu będzie można zbierać wszystko, od farby na domach po asfalt na drogach. Będzie on przechowywany w niewielkim, przenośnym urządzeniu wielkości współczesnego smartfona.

„Będę miał małe urządzenie, na którym będę mógł uruchomić samochód” – mówi Sawiślak.

Promieniowanie słoneczne zostanie wykorzystane tak efektywnie, że zasoby mineralne staną się niemal niepotrzebne. „Energia węglowa do 2100 roku będzie jak dzisiejsze oświetlenie gazowe – można ją zobaczyć tylko w miejscach historycznych” – mówi Sawislak.

Oprócz energii słonecznej pływające miasta, przenośne śluzy powietrzne, gleby syntetyczne i budynki biologiczne również pomogą chronić planetę. Chociaż korzyści płynące z manipulacji atmosferą i środowiskiem na dużą skalę są wysoce wątpliwe, wielu naukowców uważa, że ​​konieczne są dalsze badania w tych kierunkach.

Pozytywne zmiany środowiskowe wymagają rozwiązania naszego największego problemu: walki z zanieczyszczeniami. Pomysł maszyn do masowej produkcji, które przekształcają je w substancje witalne, brzmi świetnie, ale ma wiele zastrzeżeń.

Kolejnym poważnym problemem o katastrofalnych skutkach jest manipulacja atmosferą. W 2007 roku badacze z Harvardu doszli do wniosku, że geoinżynieria jest zbyt ryzykowna. Ale jak takie biomaszyny miałyby wyglądać?

„Być może będą to floty dużych dronów pokrywających górne warstwy atmosfery i generujących tony pyłopodobnego materiału czyszczącego i ochronnego. Inną opcją są maszyny, które mogą skutecznie usuwać gazy cieplarniane nie tylko lokalnie, ale także z atmosfery na wystarczająco dużą skalę, aby zatrzymać i odwrócić globalne zmiany klimatyczne” – mówi profesor inżynierii środowiska w Berkeley Lisa Alvarez-Cohen. Ale ludzkość nie musi czekać na nowe stulecie, aby wprowadzić tego rodzaju technologie - ich rozwój już trwa.

Wojna - Powstanie żołnierzy-robotów

W całej historii Homo sapiens wojna była integralną częścią życia ludzkiego i nie ma wątpliwości, że konflikt będzie trwał przez nadchodzące dziesięciolecia. Ale w następnym stuleciu będą wyglądać inaczej. Do 2100 r. liczba zgonów wśród ludzi zmniejszy się ze względu na zwiększone poleganie na sztucznej inteligencji, automatyzacji i bardziej precyzyjnej broni.

Połączenie maszyn, sztucznej inteligencji i ludzi na polu bitwy w XXII wieku jest trudne do zrozumienia dla człowieka żyjącego w 2018 roku. To połączenie inteligencji ludzkiej i mechanicznej wydaje się science fiction, ale eksperci DARPA twierdzą: „W działaniach wojennych wkrótce zacznie się wykorzystywać bezprecedensową symbiozę człowiek-maszyna z interfejsami łączącymi te potężne systemy, którymi będą sterować operatorzy”. Dziś samochody takie jak Jaegers z Pacific Rim wydają się być bliskim porównaniem.

Wraz ze sztuczną inteligencją (AI) automatyzacja zastąpi człowieka w obsługujących maszynach. Podobnie jak dzisiejsze drony wojskowe, samoloty przyszłości będą wykonywać misje bojowe, nie narażając życia wielu osób. Wielkim skokiem technologicznym będzie opracowanie dokładniejszej, wszechstronnej broni, która nie powoduje poważnych szkód ubocznych.

„Broń stanie się mniejsza, szybsza, bardziej wszechstronna i mniej śmiercionośna” – powiedział Gil Metzger, dyrektor ds. badań stosowanych w Lockheed Martin. „Takie systemy ukończą misję z większym prawdopodobieństwem powodzenia, ale przy znacznie mniejszych szkodach ubocznych i ofiarach”.

Ale nie wszyscy uważają, że wojskowa sztuczna inteligencja jest dobra. Mankins uważa tę koncepcję za niebezpieczną. Perspektywa sankcji przez rządy maszyn w XXII wieku w celu wymuszenia na ludziach przestrzegania prawa wygląda tak samo, jak przyszłość zdominowana przez Skynet.

W nowym stuleciu zmienią się nie tylko żołnierze, ale także broń będzie prawie nie do poznania. Ian McKenzie, specjalista ds. rozwoju systemów w Lockheed Martin, twierdzi, że sprzęt laserowy i energetyczny będzie bronią przyszłości ze względu na jego celność, niski koszt strzału i niemal nieograniczoną pojemność amunicji. Co więcej, wszystko będzie znacznie mniejsze niż konwencjonalna broń, taka jak AK-47.

McKinney argumentuje, że jeśli naukowcy zbliżą się do stworzenia generatora wiązki laserowej o mocy 50 kW, ludzkość będzie dysponować potężną bronią kieszonkową.

W listopadzie Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych otrzymało od Lockheed Martin kontrakt na zaprojektowanie i wyprodukowanie lasera światłowodowego dużej mocy z planem przetestowania go na myśliwcu taktycznym w 2021 roku.

Szybka i wydajna infrastruktura

Pomimo tego, że infrastruktura wielu krajów rok po roku otrzymuje negatywne oceny, istnieje nadzieja, że ​​do 2100 roku istniejące problemy zostaną wyeliminowane przy pomocy maszyn.

Tysiące, a nawet miliony współpracujących ze sobą systemów robotycznych różnej wielkości szybko i dokładnie naprawią most, postawią budynek czy usuną skutki wypadków lub klęsk żywiołowych. Tak wygląda zrealizowany potencjał nanotechnologii.

Ale podczas gdy te małe maszyny pracują nad naprawami, już przestarzałą infrastrukturę należy całkowicie wymienić. Do roku 2100 wszystkie nowe systemy szybkiej kolei i inne systemy transportu zastąpią obecne. Projekty, które są obecnie na pierwszym etapie realizacji, to dopiero początek globalnej modernizacji. Pod koniec stulecia linie kolejowe i tunele już przecinają kraje, obsługując transport dużych prędkości. Do 21:00 podróż z Dystryktu Kolumbii do Nowego Jorku będzie możliwa w niecałe 30 minut.

Choć wiele z tych technologii pomaga rozwiązywać poważne problemy, to umiejętność zarządzania zasobami światowych oceanów znacząco przyspieszy rozwój człowieka. Zatem 71% powierzchni Ziemi pokrywa ocean, ale czysta woda pitna pozostaje poważnym problemem. Ponad 96% wszystkich płynów na planecie to bezużyteczny roztwór soli. Kolejnym problemem jest zanieczyszczenie wody.

Alvarez-Cohen z Berkeley wierzy, że w ciągu najbliższego stulecia zostanie opracowana maszyna do możliwie najskuteczniejszego filtrowania wody. Z jego pomocą możliwe będzie przezwyciężenie kryzysu wodnego.

Kolejnym ważnym problemem jest zapotrzebowanie człowieka na budowę i remonty mieszkań. Naukowcy szacują, że do 2100 roku Ziemię będzie zamieszkiwało 11 miliardów ludzi, a odpowiednich miejsc do życia nie będzie zbyt wiele. Jednak pod nogami jest jeszcze sporo miejsca, a potężne maszyny wiertnicze stosunkowo szybko zbudują infrastrukturę podziemną, co sprawi, że będzie to opłacalne. Realizacja tej koncepcji i jej testowanie już się rozpoczęły.

Budowa takiego systemu, zdaniem Zacha Schafera, pomoże rozwiązać obecny kryzys infrastrukturalny i w przyszłości udostępni ludziom więcej przestrzeni życiowej. „Systemy podziemne są niezawodne i bezpieczniejsze” – mówi Schafer.

Transport przyszłości

Ludzie już nie są zbyt zachwyceni perspektywami latających samochodów, ale rewolucja w transporcie lotniczym uwolni Cię od konieczności brania udziału w zarządzaniu transportem. Obecnie w samolotach komercyjnych istnieją systemy półautonomiczne. Do XXII wieku podejście to przekształci się w naturalną ewolucję, w ramach której statki powietrzne będą pilotowane zdalnie lub w pełni autonomicznie.

„Budowanie bezzałogowego statku powietrznego przyszłości jest znacznie łatwiejsze niż budowanie tego samego samochodu, ponieważ nie trzeba się martwić o ominięcie wielu przeszkód” – mówi Stephen Pope, redaktor naczelny Flying Magazine.

W taką przyszłość wierzą także rządy wielu krajów. Na przykład sekretarz Departamentu Transportu Elaine Chao napisała w „Popular Mechanics”, że w roku 2100 przewiduje szum powietrznych taksówek dzielących niebo z załogowymi samolotami. Przyspieszy to podróże lotnicze do tego stopnia, że ​​– jak mówi Chao – „ludzie będą mogli podróżować po całym świecie i dojeżdżać do innych krajów, co otworzy przed nami wszystkimi globalne możliwości”.

Dalekosiężne podróże rakietami to kolejne marzenie wspierane przez SpaceX Muska. Świadczy o tym ogłoszenie planu stworzenia systemu zdolnego przewieźć ludzi i ładunki w dowolne miejsce na świecie w niecałą godzinę.

Większość ludzi odniesie uzasadnione korzyści z takich planów rozwoju transportu. Na przykład autonomiczne samochody osobowe i ciężarowe zmniejszą obciążenie autostrad i zmniejszą liczbę wypadków.

Ale autonomiczna jazda zmieni nie tylko transport pasażerski, ale całą koncepcję transportu. W 2018 roku transportem drogowym przewożone są miliony towarów. Jamie Leaderman, badacz planowania transportu na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles, twierdzi, że za 80 lat większość naszych towarów będzie dostarczana dronami lub rurami pneumatycznymi.

Niewykluczone, że sam transport w obecnej formie stanie się podstawą w przypadku dalszego rozwoju technologii druku 3D. Te maszyny mogą zrobić wszystko, od pary butów po pizzę z grzybami lub serem.

Kosmos jest nowym domem ludzkości

Dziś praca i życie w kosmosie są dostępne dla nielicznych. Ale do 2100 będzie to już codzienność. Fantazje na ten temat pojawiły się pod koniec XIX wieku. Zatem windy w kosmos są dość proste w koncepcji, ale nie w praktyce. Podstawową ideą jest to, że samochód jest uwiązany do niezwykle mocnej linki (prawdopodobnie wykonanej z nanorurek węglowych). Jego ruch odbywa się za pomocą potężnych magnesów lub robotyki, co pozwala mu podróżować tysiące kilometrów w przestrzeni kosmicznej. Dzięki tym windom podróżowanie poza Ziemię będzie tanie, łatwe i regularne.

Ale już na początkowych etapach projektu pojawiają się poważne trudności. Głównym problemem jest brak materiału, z którego wykonany jest kabel, który byłby wystarczająco mocny, lekki i tani. Ale ten problem zostanie rozwiązany do 2100 roku, a windy kosmiczne zwiększą populację na Ziemi.

„Chodzi o obniżenie kosztów dostępu do kosmosu” – mówi Kelvin Long, prezes Interstellar Exploration Initiative, „otworzenie możliwości stworzenia gospodarki obejmującej cały Układ Słoneczny, niezależnej od Ziemi, poprzez kosmiczne hotele, misje na Księżyc, Marsa i nie tylko.”

Takie windy nie są nastawione wyłącznie na turystykę kosmiczną i będą wykorzystywane do codziennych podróży. Do 2100 roku na Księżycu pojawią się samowystarczalne kolonie. Istnieją także bardziej ambitne plany stworzenia osad na Marsie. Będzie ich niewielu, zaledwie kilkaset osób, ale koloniści będą potrzebować maszyn, które będą w stanie wydobywać zasoby i samodzielnie się naprawiać.

NASA już mówi o projekcie zrobotyzowanej asteroidy. Takie wydobywanie zasobów stanie się kolejnym sposobem wspierania kolonii. Aby przedostać się z jednej asteroidy na drugą, ludzie korzystają ze statków kosmicznych zamontowanych w przestrzeni kosmicznej.

Chociaż międzyplanetarne windy i asteroidy pomogą zasilić kolonie marsjańskie, postęp w produkcji silników umożliwi głębszą penetrację galaktyki. Technologia nuklearna i potężne ukierunkowane wiązki laserowe pomogą znacznie skrócić czas podróży do najodleglejszych punktów Drogi Mlecznej.

Ustawa NASA Authorization Act, uchwalona w 2017 roku, stanowi, że postęp technologiczny poprawi efektywność misji na Marsa, zmniejszy ryzyko dla zdrowia astronautów oraz zmniejszy narażenie na promieniowanie i ilość materiałów potrzebnych do podróży. Autorem tej ustawy był senator Ted Cruz, a podpisał ją Prezydent Stanów Zjednoczonych.

Ron Litchford, główny technolog napędów NASA, powiedział Popular Mechanics: „Wydaje się, że Stany Zjednoczone są gotowe do osiągnięcia celu polityki kosmicznej, jakim jest eksploracja Układu Słonecznego przez człowieka do roku 2100”.

Litchford wyjaśnił, że głównym filarem eksploracji kosmosu jest symbioza kompaktowych systemów energii jądrowej i dużych, potężnych urządzeń laserowych. Takie rozwiązanie znacznie przyspieszy przemieszczanie się człowieka w przestrzeni kosmicznej. Szacuje, że w następnym stuleciu ludzie będą w stanie przekroczyć prędkość światła o 10-20%. Jest całkiem możliwe, że takie technologie umożliwią utworzenie kolonii na Europie, księżycu Jowisza.

Tymczasem bezzałogowe sondy kosmiczne, potomkowie Voyagera, będą penetrować jeszcze głębiej Wszechświat i docierać do Alfa Centauri.

Mapa współczesnej Antarktydy pokazująca tempo cofania się (2010-2016) „linii trakcji”, na której lodowce tracą kontakt z dnem, a także temperaturę oceanu. Samotną czerwoną strzałką na Antarktydzie Wschodniej jest lodowiec Totten, który zawiera wystarczającą ilość wody, aby podnieść globalny poziom mórz o 3 metry.

Wszystko, co nas spotkało, to tylko prolog.
– William Szekspir, „Burza”

Rok 2100 wygląda jak linia ograniczających flag stojących na mecie zmian klimatycznych – jakby na tym kończyły się wszystkie nasze cele. Ale parafrazując ostrzeżenie na lusterku wstecznym, jest bliżej nas, niż się wydaje. Dzisiejsze dzieci będą miały własne wnuki, kiedy osiągną punkt, w którym kończą się wszystkie prognozy klimatyczne.

Jednak w roku 2100 klimat nie przestanie się zmieniać. Nawet jeśli uda nam się ograniczyć ocieplenie w tym stuleciu do 2°C, zawartość CO 2 w powietrzu wyniesie 500 części na milion (ppm). Nasza planeta nie widziała takiego poziomu od połowy miocenu, czyli 16 milionów lat temu, kiedy nasi przodkowie byli jeszcze małpami. Jak wynika z raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), temperatury były wówczas o -8°C wyższe, a nie o 2°C, a poziom mórz był o 40 metrów lub nawet więcej – czyli nie o pół metra oczekiwano do końca tego stulecia. od 2013 roku.

Skąd wzięła się ogromna rozbieżność między przewidywaniami końca ery a wydarzeniami z przeszłości Ziemi? Czy historia klimatyczna planety mówi nam, że coś przeoczyliśmy?

Czas

Jeden z głównych powodów tej luki jest prosty: czas.

Ziemia potrzebuje czasu, aby zareagować na zmiany w gazach cieplarnianych. Niektóre zmiany trwają latami, innym osiągnięcie nowej równowagi zajmuje całe pokolenie. Topnienie lodu i wiecznej zmarzliny, nagrzewanie się głębin oceanów, powstawanie warstw torfów, reorganizacja szaty roślinnej – procesy te trwają stulecia i tysiąclecia.

Ten typ powolnej reakcji nie jest brany pod uwagę w modelach klimatycznych. Częściowo wynika to z braku mocy obliczeniowej komputera, aby je obliczyć, częściowo dlatego, że skupiamy się wyłącznie na tym, co wydarzy się w ciągu najbliższych kilku dekad, a częściowo dlatego, że procesów tych nie można przewidzieć w 100%. Chociaż modele klimatyczne jak dotąd skutecznie przewidywały obserwowane zmiany, istnieją niepewności nawet w przypadku reakcji zachodzących dość szybko, takich jak tworzenie się chmur lub zwiększone ocieplenie na biegunach.

Z drugiej strony przeszłość Ziemi pokazuje nam, jak faktycznie nastąpiły zmiany klimatyczne, podsumowując całe spektrum szybkich i powolnych reakcji planety. Podczas wcześniejszych zmian klimatycznych, podczas których na Ziemi znajdowały się czapy lodowe (tak jak ma to miejsce obecnie), zazwyczaj ocieplała się ona o 5–6°C przy każdym podwojeniu poziomu CO2, a cały proces trwał około tysiąc lat. To około dwukrotnie więcej niż wartości „równowagowej wrażliwości klimatycznej” (ECS) stosowane w modelach prognozowania klimatu do roku 2100, które oblicza się głównie na podstawie obserwacji historycznych.

„Wszystko, co nam się przydarzyło, to tylko prolog” – tak brzmi rycina na budynku Archiwum Narodowego w Waszyngtonie.

„Oczekujemy, że czułość systemu Ziemi (zmiana CO 2 i wszystkie systemy zareagują – czapy lodowe, rośliny, poziom metanu, aerozole itp.) będzie wyższa niż ECS. Nasze badanie pliocenu mówi, że jest o około 50% wyższe, chociaż to nie jest granica” – powiedział mi Gavin Schmidt, dyrektor Instytutu Studiów Kosmicznych im. Goddarda w NASA w Nowym Jorku.

Lub, jak to ujęła Dana Royer z Wesleyan University: „Mówiąc najprościej, modele klimatyczne zazwyczaj nie doceniają zasięgu zmian klimatycznych w porównaniu z dowodami geologicznymi”.

Wolniej reagujące systemy ziemskie odpowiedzialne za ogólne ocieplenie są częściowo odpowiedzialne za większe tempo zmian. Nawet jeśli jutro całkowicie ustaną wszystkie emisje gazów cieplarnianych, poziom mórz będzie się podnosił przez wiele stuleci z powodu rozszerzalności cieplnej i topnienia lodowców; Czapy lodowe Antarktydy i Grenlandii również będą nadal topnieć z powodu narosłych już temperatur powstałych w wyniku kilku dziesięcioleci zmian klimatycznych. A ponieważ CO 2 pozostaje w atmosferze przez długi czas, w przypadku braku rozwiązań geoinżynieryjnych pozwalających go usunąć, temperatura na świecie przekroczy ustalony na koniec stulecia limit temperatur i pozostanie wysoka jeszcze przez kilkaset lat.

Nie wyjaśnia to jednak całkowicie tej luki, co oznacza, że ​​nie bierzemy pod uwagę żadnego innego wzmacniającego sprzężenia zwrotnego. Jak stwierdzono w amerykańskiej Narodowej Ocenie Klimatu z 2017 r.: „Rozbieżność między modelami a danymi dotyczącymi przeszłego ocieplenia sugeruje, że w modelach klimatycznych brakuje co najmniej jednego, a być może więcej, procesów kluczowych dla przyszłego ocieplenia, szczególnie w regionach polarnych”.

Czy miocen może przepowiedzieć nam przyszłość?

Optymalne klimaty środkowomioceńskie (MMCO) to starożytne ocieplenie klimatu, podczas którego poziom CO 2 wzrósł z mniej niż 400 ppm do 0,00. Pomiar starożytnego CO 2 odbywa się różnymi metodami pośrednimi, takimi jak izotopy boru i węgla w glebach kopalnych i starożytnych, lub metodą porów w liściach kopalnych. Przyczyną wezbrania było rzadkie zjawisko wulkaniczne, „główna prowincja pirogeniczna”, podczas której 16,6 miliona lat temu w zachodniej części Stanów Zjednoczonych wytrysnęły na powierzchnię ogromne ilości bazaltu. Yvette Eley i Michael Hren z Uniwersytetu Connecticut badali, jak to wpływa na klimat.

Wykorzystali takie narzędzie, jak cząsteczki tłuszczu pozostawione w osadach przez żyjące wówczas rośliny i drobnoustroje. Eley i Horseradish wyodrębnili pozostałości chemiczne drobnoustrojów mioceńskich z błota z epoki w stanie Maryland, a następnie przełożyli procentową zawartość różnych cząsteczek tłuszczu na temperaturę gleby, korzystając z kalibracji opartych na ponad dziesięciu latach badań tłuszczów drobnoustrojowych we współczesnych glebach całej planety. „Z pewnością moment wypływu bazaltu i czas zmian klimatycznych są ze sobą bardzo ściśle powiązane”, powiedział Eley. „Nasze biomarkery z pewnością śledzą zachowanie CO 2 . Cokolwiek spowodowało zmianę w systemie ekologicznym planety, z pewnością było następstwem pCO 2”.

Ale wśród różnych przykładów wahań klimatycznych MMCO był bardzo łagodny w porównaniu z końcem okresu permu, okresem triasu i innymi wydarzeniami związanymi z masowym wymieraniem. Mioceńskie emisje CO2 były wystarczająco powolne, aby uniknąć znacznego zakwaszenia oceanów, w przeciwieństwie do dzisiejszych lub ekstremalnych przykładów z przeszłości.

W podobny sposób obliczyli temperaturę mórz, wykorzystując chemiczne pozostałości drobnoustrojów morskich: „Podczas MMCO uzyskaliśmy względną zmianę temperatury powierzchni morza o 4–5 stopni, a następnie temperatura morza była o 6 stopni wyższa niż obecnie” – powiedział Eley .

Cieplej, wilgotniej, bardziej sucho?

Życie w środkowym miocenie na terenie współczesnej Hiszpanii w wyobrażeniach artysty

Sądząc po roślinach europejskich, różnica temperatur pomiędzy porami roku była mniejsza.

Jeżeli współczesny wzrost poziomu morza okaże się podobny do pliocenu – 1,2 m na sto lat, czy w miocenie – 2,4 m na sto lat, a nie jak IPCC – pół metra na stulecie, to nasza przyszłość będzie zupełnie inny. Podnoszący się poziom mórz, spotęgowany przez powodzie i sztormy, sprawi, że w ciągu kilku pokoleń ogromna część infrastruktury przybrzeżnej i nieruchomości stanie się bezużyteczna.

Innym przyspieszaczem topienia jest topienie wody na powierzchni, co wymaga osiągnięcia temperatur powyżej zera. Wnika w pęknięcia, zamarza i rozłupuje lód niczym łuparka do drewna – zjawisko zaobserwowane podczas zanikania lodowca Jakobshavn na Grenlandii. A dzisiaj w niektórych częściach Antarktydy dochodzi do topnienia powierzchni. Takie procesy zwiększania stopienia dopiero niedawno dodano do nowych modeli komputerowych i obecnie pokazują, że obserwowane w starożytności tempo wzrostu poziomu morza mogą być obserwowane przez naszych potomków.

Cofający się lód zwiększa ocieplenie, ponieważ jasne, odbijające światło powierzchnie zastępują ciemna, pochłaniająca ciepło woda i ląd. W rezultacie temperatura będzie powoli rosła.

Jak mogła wyglądać pokrywa lodowa Antarktyki w miocenie od 14 do 23 milionów lat temu.

Nadzieja na niepewność?

Czy rozbieżność między klimatem miocenu a przewidywaną przez nas przyszłością mogła wynikać po prostu z niedostatku i niedokładności starożytnych danych klimatycznych?

„Zmiany poziomów CO 2 w środkowym miocenie mogą przekroczyć szacowaną wartość średnią. O innych czynnikach nic nie wiadomo. Nie określono zawartości metanu ani N2O. Gavin powiedział mi, że ilość ozonu lub sadzy (pochodzącej z pożarów lub działalności roślin) również jest mało znana. „Więc nawet gdybyśmy mieli doskonałe wskaźniki globalnej temperatury (a nie mamy), szacunków wrażliwości uzyskanych poprzez proste podzielenie temperatury przez poziom CO2 nie można porównać z dzisiejszymi szacunkami ECS”.

A jednak, pomimo rozproszenia wartości poziomów, mają one tendencję do kumulowania się w okolicach wartości 500 ppm dla środkowego miocenu. Niektóre badania sugerują nawet możliwość, że niższy poziom CO 2 prowadzi do wyższych temperatur. Obraz stosunkowo ciepłego klimatu potwierdzają dowody geologiczne świadczące o wysokim poziomie mórz i skamieliny znajdowane na całym świecie, w tym w dnie morskim u wybrzeży Antarktydy.

Czy optymalne warunki klimatyczne wzrosły w wyniku cyklicznej zmiany orbity? Chociaż na poszczególne cykle lodowcowe miocenu miały wpływ wahania orbit, jak miało to miejsce w przypadku ostatniej epoki lodowcowej, ciepła pogoda i maksymalne cofanie się lodu utrzymywały się przez kilka cykli orbitalnych i lodowcowych, wraz z wyższym poziomem atmosferycznego CO 2 . Nie możemy więc przypisać wzrostu optymalnego wyłącznie do orbity Ziemi wokół Słońca.

Jeszcze bardziej zagmatwane jest to, że początek miocenu różnił się od dzisiejszego. Klimat wczesnego miocenu był cieplejszy niż w czasach przedindustrialnych, było mniej obszarów trawiastych, a oceany komunikowały się ze sobą w inny sposób. Przepływ z Pacyfiku do Oceanu Atlantyckiego udał się tam, gdzie obecnie znajduje się Panama, a Cieśnina Beringa została zablokowana. Naukowcy uważają jednak, że prądy te mogły nie mieć większego wpływu na klimat i pod wieloma względami planeta była bardzo podobna do dzisiejszej.

Istnieje zatem duża niepewność co do tego, jak dobrze sytuacja w miocenie opisuje przyszłość naszych potomków. I oczywiście, przynajmniej w ciągu ostatnich 66 milionów lat, nie było procesów o podobnym tempie emisji do atmosfery. Na tej podstawie można słusznie odmówić porównania sytuacji z jakimikolwiek starożytnymi analogiami. Trzeba tylko pamiętać, że niepewność to miecz obosieczny: może działać nie tylko w kierunku korzystniejszym dla oceniającego.

Jeśli to wszystko wydaje ci się zbyt przygnębiające, wiedz, że jest nadzieja! Leży to w małej szybkości reakcji Ziemi, która otwiera przed nami małe okno możliwości.

Ręka w ogniu

Jeśli wystarczająco szybko przesuniesz rękę przez płomień świecy, nie poparzysz się. Ta sama zasada dotyczy Ziemi – jeśli zminimalizowamy czas, jaki planeta spędza narażona na temperatury wyższe od temperatur przedindustrialnych, być może uda nam się uniknąć wzrostu poziomu morza porównywalnego z miocenem.

Jednak to założenie będzie prawdziwe tylko wtedy, gdy technologie o ujemnej emisji będą mogły zostać wdrożone na dużą skalę już w latach 30. XX wieku – jest to scenariusz o „ograniczonym realistycznym potencjale”. Co pięć lat opóźnienia w realizacji skazują naszych potomków na dodatkowy metr poziomu morza do 2300 roku. Scenariusz ten zakłada także, że w procesie walki z ociepleniem nie doprowadzimy do zapadnięcia się pokryw lodowych na dużą skalę. W przeciwnym razie proces ten stanie się nieodwracalny w skali kilku tysiącleci, nawet jeśli uda nam się usunąć CO 2 z atmosfery.

Nasze obecne możliwości nie pozostaną otwarte długo, dopóki naukowcy będą próbowali zrozumieć, czy pokrywa lodowa na jednym z największych lodowców Antarktydy Zachodniej zaczęła się już zapadać. „Sytuacja zmienia się bardzo, bardzo szybko w porównaniu z wszystkim, co odkryliśmy w zapisie geologicznym” – mówi Eley. „Naprawdę chciałbym wierzyć, że nie mamy do czynienia z jednym z najgorszych scenariuszy, ale wydaje mi się, że jesteśmy już na drodze do tych poziomów”.

„W środkowym miocenie poziom CO 2 wzrósł o 100–200 ppm. Od początku ery przemysłowej osiągnęliśmy już wzrost o 127 ppm. Jesteśmy już w połowie drogi” – powiedział Hren. „Niepewność dotyczy nie tylko tego, jaki poziom CO2 ostatecznie osiągniemy, ale także tego, jak system zareaguje na tak szybkie zmiany”.

Szybki rozwój technologii, metamorfozy klimatyczne i stały wzrost liczby ludności w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat radykalnie zmienią życie na naszej planecie.

strona dowiedziała się, co czeka ludzkość w najbliższej przyszłości. Przed końcem XXI wieku ludzie mogą stanąć w obliczu globalnych zmian, a ich życie stanie się zupełnie inne,

2022: Indie staną się najludniejszym krajem na świecie

Przez wiele lat palma w rywalizacji najludniejszych krajów należała do Chin, jednak badacze twierdzą, że w ciągu pięciu lat Indie przejmą przewodnictwo. Wcześniej sądzono, że stanie się to w 2028 roku. Jednak analiza światowych trendów demograficznych sugeruje, że Chiny stracą pozycję znacznie szybciej.

2030: człowiek wyląduje na Marsie

Dyskusje na temat wyprawy na Marsa toczą się od wielu lat. Jednak nie tak dawno zaczęto podejmować bardzo konkretne kroki w kierunku osiągnięcia tego celu. Latem 2011 roku przedstawiciele 10 największych agencji kosmicznych świata spotkali się w ramach spotkania Międzynarodowej Grupy Koordynacyjnej ds. Badań Kosmosu. Naukowcy dyskutowali głównie na temat kolonizacji Marsa. Podjęto szereg decyzji i rozpoczęto przygotowania do wyprawy.

Stało się już jasne, że za kilka dekad Czerwona Planeta może stać się nowym domem dla ludzi. Planuje się, że zostanie zasiedlony już w latach 30. XXI wieku. W przygotowaniach do wyprawy, która zmieni bieg historii, bierze udział utalentowany inżynier i przedsiębiorca, który wynalazł specjalne paliwo rakietowe, którego komponenty można wydobywać bezpośrednio na Marsie.

2037: Stopnieją lody Arktyki

Klimatolodzy z różnych krajów są zgodni co do tego, że w ciągu zaledwie 20 lat Ziemia może stracić swoją północną „pokrywę lodową”. Według badań przeprowadzonych w 2009 roku lód Arktyki pokrył wówczas około pięciu milionów kilometrów kwadratowych powierzchni Oceanu Arktycznego. Sytuacja zmienia się z każdym rokiem - lód zaczął aktywnie topnieć.

Według najbardziej optymistycznych prognoz do 2037 roku w Arktyce pozostanie zaledwie milion kilometrów kwadratowych skorupy lodowej. Niektórzy naukowcy uważają, że do tego czasu lód całkowicie zniknie. W rezultacie siedliska wyjątkowych zwierząt zostaną całkowicie zniszczone, a w oceanach świata będzie znacznie więcej wody. Zmiany te grożą zalaniem dużych części lądu.

2040: sztuczna inteligencja zmiażdży ludzki umysł

Ale ta przepowiednia sprawia, że ​​jest to w jakiś sposób przerażające. Amerykańscy naukowcy są tego pewni, biorąc pod uwagę prawo Moore'a(obserwacja, że ​​wydajność komputerów podwaja się co dwa lata), za 20 lat sztuczna inteligencja będzie mogła podejmować własne decyzje i w pełni angażować się w kreatywność.

Proces ten jest obarczony wieloma niebezpieczeństwami (wszyscy pamiętamy słynną sagę science-fiction „Terminator”), ale eksperci nadal uważają, że komputerowy umysł nie będzie w stanie uciec spod kontroli człowieka.

2050: Afryka i Azja zamienią się w gigantyczne wysypisko śmieci

W większości cywilizowanych krajów problem śmieci został rozwiązany, ale w wielu krajach Afryki i Azji ludzie po prostu tonęli w odpadach domowych. Z roku na rok śmieci jest coraz więcej. Władze lokalne nie zawsze są w stanie zorganizować ich wywóz na wysypisko, nie mówiąc już o odpowiednim recyklingu.

Jeśli w najbliższej przyszłości doświadczeni „czyściciele” nie pomogą krajom trzeciego świata, Afrykę i Azję staną w obliczu prawdziwej katastrofy ekologicznej. Może się zdarzyć, że za 30 lat na skutek zatrucia gleby i wód gruntowych zaczną ginąć zwierzęta, a ludzie zaczną masowo przenosić się z miejsc, które nie nadają się już do zamieszkania – Europę i Amerykę ogarnie nowa fala migracji. W tym przypadku naprawdę może nie wystarczyć miejsca dla wszystkich.

2075: Warstwa ozonowa całkowicie się odnowi

O warstwie ozonowej nie mówi się ostatnio zbyt wiele, ale w latach 80. XX wieku ludzkość była zszokowana wiadomością, że chlorofluorowęglowodory zawarte w puszkach aerozolowych „wybiły” ogromną dziurę w naszej naturalnej tarczy ochronnej przed promieniowaniem ultrafioletowym. Kilka lat później producentom aerozoli zakazano stosowania substancji szkodliwych dla warstwy ozonowej.

Minęło trochę czasu i ogromna dziura nad Arktyką zaczęła się stopniowo „zamykać”. Proces regeneracji osłony ozonowej jest powolny, dlatego jej całkowite przywrócenie nastąpi dopiero po ponad 50 latach.

2100: Lasy amazońskie prawie znikną

A teraz przejdźmy do smutnej części.Wymienione wcześniej fakty można przypisać pozytywnym zmianom. Jednakże postęp naukowy i technologiczny, przeludnienie i uzależnienie człowieka od zasobów naturalnych spowodowały szereg katastrof ekologicznych.

Naukowiec w Poczdamskim Instytucie Badań nad Klimatem Wolfganga Kramera Jestem pewien, że za 80 lat amazońska dżungla praktycznie zniknie z powodu suszy, która zaczęła tam występować coraz częściej w związku z globalnym ociepleniem. Ponadto te wyjątkowe lasy są aktywnie wycinane, pomimo licznych protestów „zielonych”. Naukowcy przewidują, że w następnym stuleciu pozostanie tylko 83% amazońskiej dżungli.

Radykalne zmiany klimatyczne stopniowo niszczą nie tylko florę, ale także faunę. Jeśli ogólna temperatura będzie nadal rosła, stracimy około 900 gatunków ptaków: ptaki ze wszystkich zwierząt są najbardziej podatne na problemy środowiskowe.

2100: Wenecja znajdzie się pod wodą

W ciągu ostatnich 100 lat jedno z najpiękniejszych europejskich miast zapadło się w morzu o 23 centymetry. Mieszkańcy Wenecji zawsze cierpieli z powodu powodzi, ale teraz sytuacja prawie wymknęła się spod kontroli. Obecnie słynny Plac św. Marka zalewany jest wodą niemal sto razy w roku, podczas gdy na początku XX wieku zdarzało się to 10 razy rzadziej.

Jak pokazują prognozy wielu naukowców, za 15 lat życie w Wenecji będzie prawie niemożliwe, a za 80 lat morze całkowicie pochłonie miasto.