地球/8c. 未來的解決方案

地球
8c. 未來的解決方案

引言

地球沒有面臨任何危險，但它的居民卻面臨著。在這本書中，你已經接觸到科學的現實，科學基於你從宇宙中我們所處的位置，在這個你出生和生活於上的獨特星球上旋轉，所觀察到的敏銳觀察。作為我們唯一的家園，解決威脅我們長期繼續在這個宇宙中佔據這個獨特位置的能力的問題至關重要。地球正在發生變化，它的大氣層正在富含二氧化碳，氣候變得更暖，陸地表面變成了混凝土和鋪路，森林被砍伐用於種植，用於消費的植物排列成行，並施肥。物種正在以驚人的速度滅絕，因為棲息地正在消失，但地球將繼續旋轉，繞著太陽旋轉，無論我們是否在這裡。今天地球面臨的變化並不獨特，地球表面在其45億年的歷史中遭受了更糟糕的經歷，最終將在遙遠的未來被太陽吞噬。人類對它沒有任何威脅。對地球來說，終結還很遙遠，但對地球的生命和居民來說，為了你持續生存，變化無處不在。一旦像你一樣的類人生物消失，你們都會留下富含二氧化碳的大氣層，植物會繁茂，但許多其他物種，包括你們自己，很可能會滅絕。海洋將會發生轉變，受到不斷變化的水化學和酸化嚴重影響，但它們不會沸騰。城市要麼被巨大的沙丘吞沒，要麼被紮根的樹木和附著植被摧毀，慢慢侵蝕你留下的的人造景觀。由人類繁榮佔據留下的垃圾最終會被掩埋並變成石頭。在短短1億年的時間裡，除了埋藏在岩石中的骨骼化石和貝殼製品之外，你曾經宏偉地佔領這顆星球的痕跡將不復存在。地球將繼續繞著太陽旋轉，如果生命仍然存在，它會像往常一樣進化、適應和改變。我們今天面臨的真正悖論是，如何使地球成為一個適合你自己的地方，一個人類可以在地球未來繁榮昌盛的地方。

這就是你介入的地方。透過更多地瞭解地球，閱讀這本教科書，並透過參加這門課程，你可以應用這些知識來幫助保護地球作為我們家園的獨特位置。

更好的治理

自1960年代以來，人們發起了大型運動，號召人們瞭解保護地球資源以造福後代的重要性。1970年地球日的建立就是其中的一項努力。其根源在於1969年的一場重大生態災難，即一場巨大的石油洩漏事件，覆蓋了加利福尼亞州聖巴巴拉的海灘，石油從洛杉磯以北的文圖拉延伸到聖巴巴拉。石油從海上鑽井平臺破裂，無法封堵或停止，並持續洩漏到海洋中數日。海洋海岸和海灘充滿了有毒石油，殺死了加州的魚類和野生動物。對這場災難的憤怒迫使兩位美國參議員提議一項新的倡議，以提高公眾對環境的認識，並幫助推動法規的出臺。這項努力是由參議員蓋洛德·尼爾森（民主黨人）和參議員皮特·麥克洛斯基（共和黨人）發起的。這項努力是為了教育人們瞭解地球和保護環境的重要性，透過將一年中的某一天專門用於向公眾宣傳和教育，並透過在全國許多大學和大學組織當地團體。學習日擴充套件到高中和小學，都專注於學習地球。地球日倡議由年輕的活動家和熱心的揹包客丹尼斯·海耶斯領導。地球日理念引發了保護環境的新全國運動，並蔓延到國際上。這些倡議導致了抗議活動，並呼籲公民參與制定法律和法規，確保環境安全，並保護美國境內的自然區域。在令人驚歎的新立法浪潮中，我們今天擁有的該國最重要的法律中的一些得以透過，包括成立了 **美國環境保護署**。

環境保護署是第一個致力於保護地球自然資源的政府組織，包括保護你呼吸的空氣和飲用的水。該組織得到了美國兩項最重要的法律的支援，即《清潔空氣法》和《清潔水法》。這兩項法案側重於保護你健康生活所需的空氣和水。《職業安全與健康法》的頒佈，以及停用有毒和危險的殺蟲劑、殺真菌劑和滅鼠劑，幫助恢復了對保護人類健康的信心。其中最重要的法律之一是1973年頒佈的《瀕危物種法》。該法保護美國瀕危動植物，有助於確保所有物種都有必要的棲息地以確保其生存。

在美國，取得這一進展並非易事。代表工業和跨國公司的遊說者一直在苦苦抗爭，試圖廢除這些法律，並恢復到以前不受監管的將汙染物排放到水體和空氣中的做法，而不保證人類健康和幸福所需的自然資源的安全。物種保護受到了挑戰，因為政府官員繼續受到賄賂，規則和法律對那些在幕後談判中提供激勵措施和交易的公司進行了軟化。為了保護地球自然資源，繼續為其不斷增長的人口提供支援，良好的治理至關重要。但是你如何做到這一點呢？

一個國家的治理必須在方法上具有科學性。不受公眾輿論、迷信和宣傳的狂熱想法的影響，以收集和支援實際資料為基礎，並進一步檢驗所有人的假設和所有人的信念，無論它們對你或你的背景知識多麼可怕或明確。良好的治理來自於對現實的承認，即你、你的家人、你的朋友和你的愛人走向這個未知未來的過程中所面臨的現實。你有一點發言權來說明你希望地球的未來是什麼樣子，你應該明智地使用那微弱的聲音。

土地保護的重要性

保護地球表面至關重要，建立機構保護地球上的廣闊區域，以保護其生物多樣性、森林和您賴以生存的清潔空氣和水，併為休閒提供有益資源。在美國，只有約 3.5% 的土地受到政府命令保護，限制或禁止企業從土地上提取資源。其餘 96.5% 的美國土地對資源開採開放。事實上，這包括美國政府公信託管的約 28% 或 22.7 億英畝土地。大部分土地由聯邦政府租賃用於石油和天然氣開採，汙染空氣和水。大部分土地對採礦和煤炭開採開放，以及砍伐樹木用於木材和農業。一項簡單的國會法案可以永久保護 28% 的美國土地，以確保該國長期生存，保護空氣和水，並將極大地促進該國的整體健康。這樣的法案並非不可能，隨著該國資源枯竭，保護這些土地的經濟激勵措施會增加，因為石油和天然氣田在開採這些資源方面變得不經濟，並且只剩下投機性的破壞。各州管理著美國境內 9% 的土地，因此如果聯邦內所有州都參與，美國 37% 的土地可以得到保護——超過該國三分之一的土地，但這僅限於政府官員和立法者透過限制或取消租賃計劃和補貼來推動保護這些土地。一項簡單的國會法案將以相同數量減少碳氫化合物產生汙染物排放到空氣中。

其他國家也需要遵循類似的計劃，以利用不斷壯大的國家公園和保護區網路，保護其邊界內的動植物和土地，並對非法開採自然資源進行嚴格的執法和處罰。人們非常擔心，這些舉措會導致經濟增長放緩，但這些努力具有長期效益，這對人類的長期生存至關重要。

野化和生物多樣性保護

墨西哥塔毛利帕斯州埃爾塞羅生物圈保護區內鬱鬱蔥蔥的熱帶雲霧森林如今是保護區，但在 20 世紀 40 年代末，保羅·馬丁穿過潮溼的空氣和覆蓋著苔蘚岩石和藍綠色水池的深紅色植被。這片景觀是一個被遺忘的地方，一個史前世界。對保羅·馬丁來說，這個地方充滿了魔力，充滿了豐富多彩的花朵、鳥類、蜥蜴和蛇。他勤奮而欣喜地研究著動物，記錄它們的棲息地和生態位，以及它們如何以如此奇妙的方式利用景觀中的自然資源。他將這些觀察結果寫成文章，記錄了該地區的生物多樣性，最終幫助保護了今天的景觀。保羅·馬丁於 1957 年加入亞利桑那大學的教職員工，開始研究更廣泛的滅絕主題，特別是更新世晚期的大規模滅絕，大約發生在 11,000 年前，當時美洲大陸失去了巨型駱駝、猛獁象、乳齒象、大地懶、雕齒獸和 toxodonts 等巨型動物群，以及美洲獅、獵豹和劍齒虎以及恐狼的消失。史前世界就在美國西南部沙漠沙子和充滿塵土的乾涸河道中。這個專案成為了他畢生的工作，記錄美洲大陸這些標誌性滅絕動物最後出現的確切年代，並確定它們是如何滅絕的。保羅·馬丁利用放射性碳年代測定法的工作揭示了一個深刻的事實——這些大型哺乳動物的滅絕與人類的到來相吻合。他提出的理論被稱為過度捕獵假說。過度捕獵假說理論認為，過度捕獵和人類對這些最近過去標誌性大型動物的開發導致了它們的最終滅絕。進一步的年代測定和研究的完善繼續有力地支援這一觀點，尤其是當小型哺乳動物（如齧齒動物）在最近過去（距今 25,000 年前）沒有出現這種滅絕時。人類導致大型哺乳動物滅絕的觀點，尤其是獵物動物（這些動物是食物來源，因此對美洲大陸早期人類獵人在史前時代很重要），過度捕獵和過度採集自然資源，在人類歷史上根深蒂固。保羅·馬丁的工作將保護現存動物和植物的巨大責任推向了對狩獵和採集的更多限制，消除了過度捕獵和過度採集自然界中存在的動植物所帶來的威脅。今天的象、犀牛、長頸鹿、角馬、野牛、駝鹿和麋鹿都容易被過度開發而滅絕。當保羅·馬丁眺望廣闊的美國景觀時，他看到了曾經稱這個地方為家園的動物的鬼魂。2005 年，在他去世前不久，保羅·馬丁寫下了他關於美國偉大野化的勇敢而模稜兩可的想法。他提議在美國建立大型保護區和國家公園，讓動植物可以在那裡繁衍生息，並引進大型標誌性動物以及支援這些動物群的野生公園。保羅·馬丁看到了一個未來輝煌的國家，可以在健康的景觀中支援這些偉大的生物，使地球表面的一部分迴歸到荒野生存狀態。

太陽能和碳氫化合物的終結

當今人類生存面臨的最大威脅是地球大氣層快速變化。二氧化碳氣體濃度上升不僅會導致地球越來越快地變暖，還會影響海洋化學和動物在地球上生存所需的空氣可呼吸性。上世紀人類碳氫化合物能源使用量的快速增長也導致了地球表面的深刻變化，因為公路、高速公路、停車場和路面網路迅速擴充套件，覆蓋了越來越多的地球陸地表面。這些城市景觀的灰色區域從外太空就可以看到，從市中心蔓延到長長的、交織在一起的高速公路和道路網路。

認識到問題的存在，催生了大量新穎的解決方案，尤其是在應用於電動機、電池、儲能和太陽能的科技領域。太陽能是一種更容易獲得的能源，因為它可再生，並且在白天持續時間足夠長，足以滿足能源需求。這種碳氫化合物使用終結面臨的挑戰是，既要捕獲這種能量，又要將其儲存起來以供長期使用。能量從一種狀態轉移到另一種狀態時會發生能量損失，但利用激發的光電電池產生的電子流，並將這種能量以化學形式儲存，仍然具有巨大的潛力，可以減少甚至在不久的將來消除碳氫化合物的使用。隨著碳氫化合物燃料價格上漲，人們將越來越少地使用它們作為能源，特別是在內燃機中。有人提議徵收簡單的碳稅，這將推動人們更多地使用電動機和可再生能源。美國能源資訊署估計，該國只有 12% 的能源來自可再生能源，其中 8% 來自核能，其餘 80% 來自碳氫化合物燃燒，包括石油液體的燃燒、煤炭固體的燃燒以及甲烷和其他碳氫化合物氣體的燃燒。美國交通運輸和工業能源使用量佔最終使用量的 72%，而住宅能源使用量僅佔該國能源消耗量的 16%。

如果這些電動機使用的能源來自太陽能和風能等可再生能源，那麼用電池供電的電動機取代內燃機將大大減少碳氫化合物燃料的使用。核能也具有巨大潛力，因為它在發電過程中不會排放二氧化碳汙染。電池也是可重複使用的，透過深迴圈電子轉移和電池元件的回收利用，也消除了碳氫化合物使用所需的天然資源的大規模消耗，而碳氫化合物使用需要燃燒材料以從中獲取能量，而這些材料一旦釋放能量就無法再利用。減少並最終消除對石油和煤炭等碳氫化合物的使用和依賴，將對地球的可居住性產生積極影響。

回收和減少浪費

這聽起來可能很奇怪，但垃圾填埋場可能會成為資源提取的新礦產機會，因為它們包含著越來越稀缺的自然資源，但這也需要分離危險物質，並將一次性垃圾分類以便回收和妥善處理。金屬、玻璃和塑膠等材料的再利用有可能變得越來越重要，因為傳統的金屬、玻璃（二氧化矽）和塑膠原材料來源變得越來越昂貴。必須鼓勵廢物的可重複使用性。包裝稅和法規可以幫助降低成本並減少無用廢物的產生。對產品包裝的監督可以消除我們購買的日常產品帶來的大部分紙板和塑膠廢物。這並不意味著食品和飲料產品的包裝將完全消除，但這些產生廢物的材料必須得到更合理的管理和規範，並制定具體的措施來減少和重複利用公司生產的產品包裝。回收紙板包裝將極大地減少森林砍伐，並提供可持續的森林。據估計，目前美國每年需要約 10 億棵樹來滿足紙板的年度使用量，相當於每位美國人每年需要 7 棵樹。減少紙板包裝和回收至關重要，因為所有這些都會造成寶貴自然資源的浪費，特別是地球的森林和樹木。網際網路購物產品的運輸和材料的出現對紙板的需求量很大，其中大部分從未被回收利用，最終被填埋或倒入海洋。根據美國環境保護署 2017 年的一項研究 (https://www.epa.gov/facts-and-figures-about-materials-waste-and-recycling/paper-and-paperboard-material-specific-data)，從 1969 年到 2017 年，紙板的回收率從 17% 上升到 67%，但每年從樹木砍伐中獲得的紙板總需求量仍接近 2270 萬噸。隨著越來越多的森林得到保護，紙板和紙製品將需要來自回收材料，或者可以更有效地重複利用的材料。隨著越來越多的產品在城市之間運輸，可重複使用的運輸箱應該成為常態。

目前，肥料中使用的磷酸鹽、氮（氨）和鉀的來源通常來自富含這些元素的原礦石或沉積物，但許多這些來源將在目前的消費水平下很快枯竭或受到限制，因為露天開採或剝離採礦會導致肥料價格上漲，並降低作物收益。必要的關鍵變化之一是擴大從人類廢物和汙水中製造肥料的規模。原汙水中富含這些元素，可以捕獲並迴圈利用，並清除細菌和病毒，用作作物肥料。捕獲這些營養物質對於保護淡水和防止淡水湖泊和河流富營養化也至關重要。每個城市都需要建立基礎設施，以便能夠處理廢物，並將提取的磷酸鹽、氮和鉀用於農業。

能源效率

能源效率是減少能源消耗的最簡單方法之一，例如碳氫燃料。對機動車燃油經濟性的法規導致消費者和汽車使用者節省了更多的錢，但也大大降低了運輸車輛的運營成本。能源效率還可以降低建築物供暖和製冷的成本，以及電器和機械的成本。當燃料成本大幅增加時，產品的能源效率通常會迅速提高，例如在 1970 年代初石油高峰期之後，更加節能的汽車開始主導市場。從經濟自由放任資本主義的角度來看，能源效率幾乎不需要政府監管，相反，隨著資源枯竭或裝置運營成本過高，能源效率可以自然而然地實現。如今，一輛汽車的成本低於在其整個生命週期內執行該機器所需的燃料成本，隨著新型電動汽車或混合動力汽車越來越成為標準，這些燃料成本可能會使交通變得更加實惠，同時還能減少城市中心的空氣汙染並減少二氧化碳排放。燃料排放標準很重要，因為它們可以幫助向新技術和創新產品過渡。

總結

為了使地球適宜居住，併成為人類未來成功的場所，人類與地球資源之間互動方式需要發生重大轉變。首先，要透過更好的治理，消除腐敗的民選官員和政府任命的代理人。其次，結束對私營公司進行公共擁有的自然資源的撥款和租賃，以獲取利潤和進行開發，並保護土地，嚴格限制或消除這些開發行為。透過保護地球上三分之一的土地，森林可以充滿樹木和植物，這些樹木和植物將有助於捕獲和減少二氧化碳，恢復荒野，減少滅絕，並減緩氣候變化程序。第三，保護野生動物，並引進本地植物和動物，地球的一部分可以恢復到更加野生和自然的狀態，這將有利於人類在星球上的生存。第四，推動減少並最終消除碳氫燃料，並將其替換為太陽能、風能和核能等可再生能源。使用電動機或混合動力節能電機而不是過時的內燃機將有助於減少二氧化碳排放，並恢復地球的大氣。現在已經存在技術來使這成為標準。第五，重複利用和回收紙製品和其他廢物，以彌補日益枯竭的原材料，以及被劃為景觀保護區的公共土地。這些材料的來源將必須來自這些材料的重複利用和回收。只要採取五個簡單的行動，地球就可以轉變為一個更可持續的人類居住場所。

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