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ENERGIA ED EVOLUZIONE UMANA

di David Price
traduzione di Carpanix

 


Da “Population and Environment: A Journal of Interdisciplinary Studies”, Volume 16, Numero 4, Marzo 1995, pp. 301-19, 1995 Human Sciences Press, Inc.

 

La vita sulla Terra è alimentata dall’energia. Gli organismi autotrofi la ricavano dalle radiazioni solari e gli organismi eterotrofi la ricavano dagli organismi autotrofi. L’energia lentamente catturata dalla fotosintesi viene immagazzinata e, man mano che nel corso della storia della Terra venivano impiegate riserve di energia più concentrate, si evolvevano organismi eterotrofi in grado di usare più energia per sfruttarle. L’Homo sapiens è uno di quegli organismi eterotrofi; in effetti, la capacità di usare l’energia in modo extrasomatico (ovvero al di fuori del proprio corpo) permette agli esseri umani di usare ben più energia di qualsiasi altro organismo eterotrofo che si sia mai evoluto. Il controllo del fuoco e lo sfruttamento dei combustibili fossili hanno permesso all’Homo sapiens di rilasciare in breve tempo grandi quantità di energia accumulatesi ben prima che la specie comparisse.

Usando l’energia extrasomatica per modificare sempre più il suo ambiente per piegarlo alle proprie necessità, la popolazione umana ha efficacemente incrementato le risorse alle quali poter attingere, tanto da superare per lunghi periodi le esigenze del momento. Ciò ha consentito un’espansione della popolazione simile a quella delle specie introdotte in nuovi ambienti estremamente propizi, come i conigli in Australia o gli scarafaggi giapponesi negli Stati Uniti. La popolazione mondiale attuale di oltre 5,5 miliardi viene mantenuta e continua a crescere per via dell’impiego di energia extrasomatica [la popolazione mondiale era di 5,5 miliardi di persone nel 1995, all’epoca della stesura di questo articolo; nell’estate del 2005, cioè dieci anni dopo, supera i 6,45 miliardi di individui - N.d.T.].

Ma l’esaurimento dei combustibili fossili, che forniscono i tre quarti di tale energia, non è lontano, e nessun’altra fonte energetica è abbastanza abbondante ed economica per prenderne il posto. Un collasso della popolazione umana della Terra non può che essere pochi anni più in là nel futuro. Se ci saranno dei sopravvissuti, non saranno in grado di portare avanti le tradizioni culturali della civiltà, che richiedono energia abbondante ed economica. È però improbabile che l’Homo sapiens possa durare senza quell’energia lo sfruttamento della quale è divenuto parte integrante del modus vivendi della specie stessa.

La specie umana può essere vista come una specie che si è evoluta al servizio dell’entropia, e non ci si può aspettare che duri più a lungo degli accumuli di energia concentrata che l’hanno aiutata a definire la sua nicchia. Agli esseri umani piace pensare di poter controllare il proprio destino, ma quando si guarda in prospettiva la storia della vita sulla Terra, l’evoluzione dell’Homo sapiens non è che un episodio transitorio che serve a ristabilire l’equilibrio energetico del pianeta.

Almeno fin dall’epoca di Malthus è risultato chiaro che i mezzi di sussistenza non crescono velocemente quanto la popolazione. Nessuno ha mai gradito l’idea che la fame, le pestilenze e la guerra siano il modo in cui la natura rimedia agli squilibri — Malthus stesso suggeriva che un’operazione di “controllo preventivo”, atto a ridurre il tasso di natalità, avrebbe potuto aiutare a prolungare l’intervallo tra eventi di quel genere (1986, vol. 2, p. 10 [1826, vol. 1, p. 7]). [1] Nei duecento anni dal momento in cui Malthus si sedeva per scrivere il suo saggio, non ci sono stati cataclismi a livello mondiale ma, negli stessi due secoli, la popolazione mondiale è cresciuta esponenzialmente, mentre venivano consumate risorse insostituibili. Un qualche tipo di aggiustamento è inevitabile.

Oggi molta gente preoccupata dalla sovrappopolazione e dal degrado ambientale crede che le azioni umane possano sviare la catastrofe. Secondo il punto di vista prevalente, una popolazione stabile che non pesasse sulla “capacità di carico” dell’ambiente sarebbe sostenibile indefinitamente. Secondo questo punto di vista, questo stato di equilibrio potrebbe essere raggiunto per mezzo di una combinazione di controllo delle nascite, risparmio e tutela, e conversione alle energie “rinnovabili”. Sfortunatamente, l’implementazione a livello globale di un programma rigoroso di controllo delle nascite è politicamente impossibile. Il risparmio e la tutela sono futili, fintanto che la popolazione continua a crescere. E nessuna risorsa è veramente rinnovabile. [2]

L’ambiente, inoltre, non è per nulla tenuto a sostenere per un periodo di tempo indefinito una popolazione costante di alcuna specie. Se tutta la natura fosse in perfetto equilibrio, ogni specie avrebbe una popolazione costante, sostenuta indefinitamente al livello della capacità di carico. Ma la storia della vita comprende la competizione tra le specie, con nuove specie che si evolvono e vecchie specie che si estinguono. In questo contesto, ci si aspetterebbe che le popolazioni fluttuino e, nel caso delle specie che sono state studiate, così generalmente accade (testi di ecologia come quello di Odum, del 1971, e quello di Ricklefs, del 1979, forniscono degli esempi).

Il concetto di equilibrio in natura è parte integrante della cosmologia tradizionale occidentale. Ma la scienza non ha verificato quell’equilibrio. Secondo la Seconda Legge della Termodinamica, l’energia fluisce dalle zone di maggiore concentrazione verso le aree di minore concentrazione, e i processi locali tendono a indebolirsi. Gli organismi viventi possono accumulare temporaneamente energia ma, alla fine, l’entropia prevale. Il tessuto della vita che ricopre il pianeta Terra è andato immagazzinando energia per oltre tre miliardi di anni, ma non può continuare a farlo indefinitamente. Presto o tardi, l’energia che si accumula deve essere rilasciata. Questo è il contesto bioenergetico nel quale si è evoluto l’Homo sapiens, ed è responsabile tanto della crescita selvaggia della popolazione quanto del suo imminente collasso.

 

L’energia nell’evoluzione

Siamo coinvolti, come esseri organici, nel processo naturale per mezzo del quale la Terra riceve energia dal sole per poi rilasciarla. C’è stata vita sulla Terra per almento tre miliardi e mezzo di anni e, in questo arco di tempo c’è stata una chiara e costante evoluzione nel modo in cui l’energia viene utilizzata. I primi esseri viventi possono avere ottenuto l’energia da molecole organiche accumulatesi nell’ambiente, ma gli organismi autotrofi fotosintetici (in grado di catturare l’energia dalla luce del sole) si evolsero presto, rendendo possibile per la vita abbandonare una nicchia così limitata. L’esistenza degli organismi autotrofi preparò il terreno agli organismi eterotrofi (che usano l’energia che è già stata catturata dagli autotrofi).

Oggi è chiaro come ebbe inizio la fotosintesi, sebbene sia una combinazione di due sistemi che possono trovarsi singolarmente in alcune forme di vita ancora esistenti. Ma già le alghe blu-verdi, che sono tra i primi organismi che compaiono negli strati fossili più antichi, impiegavano il processo a due stadi che alla fine fu passato alle piante verdi. Si tratta di una sequenza di eventi complessa che ha portato a un risultato semplice. Il biossido di carbonio (del quale c’era grande abbondanza nell’atmosfera primitiva della Terra) reagisce con l’acqua tramite l’energia fornita dalla luce, fissando il carbonio e liberando ossigeno. Le piante rilasciano quest’energia quando e dove necessario per portare avanti il proprio metabolismo (Starr & Taggart, 1987).

Con l’andar del tempo, la massa complessiva degli esseri viventi crebbe, così che sempre più energia venne immagazzinata nella materia vivente. L’energia aggiuntiva venne immagazzinata quando il carbonio proveniente dalla materia che fu vivente finì per essere poco a poco seppellito sotto la superficie della Terra, in depositi che diventarono carbone, petrolio e gas naturale, ma anche in rocce sedimentarie contenenti carbonati di calcio e magnesio derivati da conchiglie. Di tutto il carbonio che ha giocato un ruolo nel processo vitale, molto poco venne accantonato in questo modo ma, nel corso di milioni e milioni di anni, la quantità complessiva è divenuta consistente. Sempre più carbonio imprigionato nel sottosuolo e sempre più ossigeno nell’atmosfera. La separazione del carbonio e dell’ossigeno di quell’atmosfera primitiva nella quale anidride carbonica ed acqua erano abbondanti, costituisce un grande immagazzinamento dell’energia solare del passato.

La vita si evolve per sfruttare ogni nicchia possibile e, quando gli organismi autotrofi svilupparono modi migliori per captare e immagazzinare l’energia del sole, gli eterotrofi svilupparono modi migliori per appropriarsene. La mobilità indipendente costituiva un adattamento per la ricerca di nutrienti, sebbene richiedesse un po’ più energia di quella fornita dagli elementi. I pesci e gli anfibi a sangue freddo furono seguiti da specie a sangue caldo che raccolsero i benefici del poter rimanere attivi a temperature inferiori, pur dovendo impiegare più energia per farlo. Lo sviluppo della predazione fornì l’accesso a cibo a maggior contenuto energetico, anche se a spese di un ancora maggiore investimento energetico per procurarselo. Nell’intera storia della vita, non appena divenivano disponibili riserve energetiche più concentrate, si evolvevano specie che impiegavano maggiori quantità di energia (si veda Simpson, 1949, pp. 256-57). Questo è il contesto naturale dell’Homo sapiens, la specie più avida di energia che il mondo abbia mai conosciuto.

 

L’animale umano

Le proporzioni dell’uso umano di energia sono la conseguenza della capacità umana di adattamento extrasomatico. Questa capacità rende possibile per gli esseri umani l’adattamento ad un’ampia varietà di nuove circostanze senza dover aspettare per molte generazioni che l’evoluzione modifichi i loro corpi. Un confronto tra adattamento somatico ed extrasomatico evidenzierà quanto questa capacità sia rimarchevole: se denti più lunghi ed affilati costituiscono un adattamento per un predatore, gli animali con i denti leggermente più lunghi e più affilati di quelli dei loro simili avranno un leggero vantaggio riproduttivo, così che i geni per i denti più lunghi e più affilati avranno una probabilità leggermente maggiore di essere passati alla generazione successiva; in questo modo, col passare del tempo, i denti della media degli individui della popolazione diverranno poco a poco più lunghi e più affilati. Per contrasto, un cacciatore umano può immaginare una punta di freccia più lunga e più affilata, modellarla con mani abili e, se è veramente più efficiente delle punte corte e smussate che tutti gli altri hanno sempre usato, i suoi pari adotteranno presto la nuova invenzione. La differenza principale tra i due mezzi di adattamento è la velocità: gli umani possono adattarsi, relativamente parlando, in un lampo.

L’adattamento extrasomatico è possibile perché gli umani sono, per esprimersi col linguaggio dell’era dei computer, programmabili. L’adattamento somatico è come costruire un nuovo computer per eseguire un certo compito meglio del modello precedente. L’adattamento extrasomatico è come scrivere un nuovo programma per eseguire meglio il compito, senza dover costruire un nuovo hardware. L’uso del linguaggio, con le sue relazioni arbitrarie tra simboli e referenti, rende possibile un’ampia varietà di diversi software.

La programmabilità — cioè la capacità di imparare — non è una caratteristica esclusiva degli esseri umani, ma questi hanno sviluppato quella capacità in modo molto più avanzato rispetto a qualsiasi altra specie. La programmabilità, probabilmente, si è sviluppata come risposta evolutiva alla pressione verso la flessibilità. La capacità di usare una varietà di risorse diverse risale ad antenati umani molto antichi, poiché i mammiferi placentati derivano da forme ancestrali dell’ordine degli insettivori che, presumibilmente, mangiavano insetti, semi, germogli, uova ed altri animali. Quando i nostri antenati ominidi scesero dagli alberi per sfruttare le savane africane, la flessibilità si rivelò nuovamente vantaggiosa. L’Homo abilis e i suoi simili erano piccoli spazzini furtivi che prendevano tutto ciò che potevano dalle carcasse che i leopardi lasciavano dietro di loro e integravano la propria dieta con frutta, semi e radici (vedi Binford, 1981; Brain, 1981). Essi vivevano del proprio ingegno, e la selezione naturale favorì l’hardware che avrebbe permesso una intelligenza brillante.

La programmabilità — e la conseguente capacità di adattamento extrasomatico — hanno permesso agli esseri umani di portare avanti una tendenza evolutiva molto vecchia ad una velocità alquanto più rapida. Gli umani sono i più recenti, nella serie degli eterotrofi che usano sempre maggiori quantità di energia, ma sono diversi dalle altre specie di questa linea evolutiva per la loro capacità di usare più energia senza ulteriori specializzazioni. Nel corso della breve storia dell’umanità, quantità di energia sempre maggiori sono state usate dalla stessa specie biologica (vedi White, 1949, capitolo 13).

 

Energia extrasomatica

Alcune innovazioni umane hanno avuto a che fare con il destino dell’energia convogliata nei processi metabolici. Lo sviluppo delle armi, per esempio, ha reso possibile concentrare l’energia somatica in modo da ottenere con efficienza alquanto maggiore alimenti ad alto contenuto energetico. L’uomo è diventato un cacciatore. Questa potrebbe essere stata l’innovazione che ha consentito all’Homo erectus di prosperare e che ha permesso alla sua specie di lasciare la “culla” africana, estendendo i giochi oltre i tropici del Vecchio Mondo (Binford, 1981, p. 296). In modo analogo, il ricorso agli abiti ha portato a quella conservazione dell’energia corporea che ha contribuito a rendere possibile la conquista di regioni più temperate.

Ma l’innovazione umana più rimarchevole è l’uso dell’energia extrasomatica, cioè quell’uso tramite il quale l’energia è piegata ai fini umani all’esterno dei corpi dei suoi utilizzatori. E la fonte principale di energia extrasomatica è di gran lunga il fuoco. Il fuoco è stato usato dall’Homo erectus nella Cina Settentrionale oltre 400.000 anni fa, ed esistono prove sommarie che indicano che esso potrebbe essere stato usato ben prima di quel momento (Gowlett, 1984, pp. 181-82). Con l’impiego del fuoco, non era più necessario che la carne venisse strappata per mezzo della pura forza; essa poteva essere cotta fino a divenire tenera. Il fuoco poteva essere impiegato per scavare un tronco, o per indurire la punta di un bastone. Il fuoco era in grado di stanare la selvaggina e permetteva di cacciare le api da un favo col fumo. Il fuoco poteva tenere a bada gli animali feroci.

Lo sfruttamentp della forza degli animali ebbe un ruolo importante in quell’aumento della densità della popolazione che fu alla base di quella che siamo soliti chiamare “civiltà”. Gli animali tiravano l’aratro, gli animali portavano i prodotti al mercato, gli animali fornivano una integrazione alimentare ricca di proteine a una dieta a base di cereali. La forza del vento venne presto impiegata per spingere le navi da carico. Ma il fuoco rimase la fonte di energia extrasomatica più importante, e rese possibile lo sviluppo della lavorazione della ceramica e la metallurgia.

Fino a tempi piuttosto recenti, però, non ci furono reali innovazioni nel campo dei combustibili usati per ottenere il fuoco. Per centinaia di migliaia d’anni, il fuoco si ottenne dai tessuti di organismi morti da poco — principalmente dal legno. Il ricorso al carbone di legna migliorò la densità energetica del legno non trattato, dando un contributo sostanziale alla metallurgia. Alcuni millenni dopo, lo stesso processo di combustione in condizioni di carenza d’ossigeno venne applicato al carbone fossile. In Inghilterra, il carbone era stato usato per riscaldare gli spazi abitativi fin dalla conquista Normanna, ma furono lo sviluppo del carbone e la sua idoneità per l’industria dell’acciaio a dare il via alla Rivoluzione Industriale. Nel giro di un batter d’occhio evoluzionistico, vennero sottoposti a sfruttamento anche il petrolio e il gas naturale, e l’Homo sapiens cominciò a dissipare i ricchi depositi di energia organica che si erano andati accumulando fin dall’inizio dello sviluppo della vita. Se il lento accrescimento di questi depositi, a fronte dell’entropia universale, può essere paragonato all’accumularsi dell’acqua dietro una diga, allora, con la comparsa di una specie in grado di dissiparne l’energia, quella diga crolla.

 

Energia e risorse

Secondo il Vocabolario della lingua italiana di Nicola Zingarelli, le risorse sono “mezzi, espedienti che possono venire in aiuto in caso di necessità di vario genere e che possono cavare d’impaccio” e “mezzi di cui si dispone e che possono costituire sorgente di guadagno o di ricchezza”. In altre parole, le risorse comprendono tutte quelle cose che esistono in natura e che la gente usa — non solo le cose che la gente usa per sopravvivere, ma le cose che usa per qualsiasi scopo. Si tratta di un concetto molto ampio, così come richiede la natura dell’animale che ha creato la definizione. Le risorse usate dagli altri animali consistono principalmente nel cibo, più alcuni altri materiali come quelli usati per costruire un nido. Ma per l’Homo sapiens, quasi ogni cosa “può venire in aiuto in caso di necessità e cavare d’impaccio”.

Perché qualcosa costituisca una risorsa, deve essere concentrata o organizzata in un modo particolare, e separata o separabile dalla sua matrice. I minerali di una miniera di ferro sono una risorsa in un modo diverso dal suolo di un giardino — sebbene entrambi contengano ferro. Analogamente, il legno del tronco di una quercia è una risorsa in modo diverso dai rametti della stessa pianta.

Usare una risorsa significa disperderla. Quando estraiamo del marmo e lo usiamo per costruire monumenti, o quando estraiamo del carbone e lo bruciamo per far funzionare delle turbine, stiamo usando una risorsa concentrata e la stiamo disperdendo. Un’unica, grande massa di marmo finisce per essere una quantità di blocchi sparsi in diversi luoghi; il carbone, dopo avere fornito per breve tempo calore e luce, si trasforma in una piccola quantità di cenere e in una grande quantità di gas. Le risorse possono essere temporaneamente accumulate a costituire una scorta, ma il loro uso dà sempre luogo ad una dispersione.

Le risorse possono essere usate per ottenere materiali o per l’energia che contengono. La bauxite è una risorsa che fornisce un materiale, mentre il carbone è una risorsa che fornisce energia. Alcune risorse possono essere usate in entrambi i modi; il legno, per esempio, può essere usato come materiale da costruzione o bruciato in una stufa, e il petrolio può essere usato per fabbricare della plastica o per fornire energia alle automobili

Lo sfruttamento di tutte le risorse richiede un investimento in termini di energia; spaccare la selce o trivellare un pozzo di petrolio richiede energia. Lo sfruttamento di una risorsa energetica deve comportare un buon profitto rispetto all’investimento che richiede; se l’energia che una risorsa fornisce non è considerevolmente maggiore di quella usata per ottenerla, non vale la pena sfruttarla.

Dal momento che nulla costituisce una risorsa se non è possibile sfruttarla, le risorse dipendono dalla tecnologia che rende possibile lo sfruttamento. Dal momento che sfruttare una risorsa richiede sempre energia, l’evoluzione della tecnologia ha significato l’applicazione di energia a una gamma crescente di sostanze, così che potessero “costituire sorgente di guadagno o di ricchezza”. Nel poco tempo da che gli umani hanno cominciato a vivere in città, essi hanno usato sempre più energia per sfruttare sempre più risorse.

 

L’esplosione demografica

Il costo dell’energia ha limitato la crescita della tecnologia fino a quando si cominciarono ad usare i combustibili fossili, un po’ meno di trecento anni fa. I combustibili fossili contengono così tanta energia da fornire un rimarchevole utile in relazione all’investimento, anche se usati in modo inefficiente. Quando il carbone viene bruciato per far girare una dinamo, per esempio, solo il 35% dell’energia che contiene viene trasformata in elettricità (Ross & Steinmeyer, 1990, p. 89). Ciò nonostante, si può comprare una quantità di elettricità equivalente all’energia che una persona impiega per lavorare tutto il giorno, bruciando 1000 calorie di cibo, per meno di dieci centesimi di dollaro (Loftness, 1984, p. 2). [3]

L’energia abbondante ed economica fornita dai combustibili fossili ha reso possibile agli umani lo sfruttamento di una incredibile varietà di risorse, accrescendo efficacemente le risorse a loro disposizione. In particolare, lo sviluppo dell’agricoltura meccanizzata ha permesso a relativamente pochi contadini di lavorare ampie estensioni di terreno, producendo cibo in abbondanza e rendendo possibile una crescita selvaggia della popolazione.

Tutte le specie si espandono fin dove le risorse lo consentono ed i predatori, i parassiti e le condizioni fisiche lo permettono. Quando una specie viene introdotta in un nuovo habitat nel quale sono presenti risorse abbondanti che si sono accumulate prima del suo arrivo, la popolazione si espande rapidamente fino al momento in cui le risorse sono state sfruttate completamente. Nel processo di vinificazione, per esempio, una popolazione di cellule di lievito cresce esponenzialmente in un succo d’uva appena spremuto fino a quando le sostanze nutrienti sono esaurite — o fino a quando i prodotti di scarto diventano tossici (Figura 1).

 

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Figura 1. Crescita del lievito in una soluzione zuccherina al 10% (secondo Dieter, 1962:45). La caduta della curva viene rallentata dalla citolisi, che ricicla i nutrienti contenuti nelle cellule morte.

 

Un esempio che riguarda i mammiferi è fornito dalle renne dell’Isola di St. Matthew, nel Mare di Bering (Klein, 1968). Quell’isola era ricoperta da un tappeto di licheni spesso più di dieci centimetri. Nessuna era presente su di essa fino a l 1944, quando ne venne introdotta una mandria di 29 esemplari. Nel 1957, la popolazione era cresciuta fino a 1350 esemplari e, nel 1963, era di 6000 esemplari. Ma i licheni erano ormai esauriti e, nell’inverno successivo, la mandria incappò in una moria. Quando venne la primavera, erano sopravvissuti solo 41 femmine e un maschio apparentemente male in arnese (Figura 2). [4]

 

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Figura 2. Crescita della mandria di renne introdotta sull’isola di St. Matthew, in Alaska (secondo Klein, 1968:352).

 

L’uso dell’energia extrasomatica, e specialmente dell’energia proveniente dai combustibili fossili, ha reso possibile agli umani lo sfruttamento del patrimonio di risorse accumulatosi prima che essi si evolvessero. L’effetto è una crescita della popolazione tipica delle specie di nuova introduzione (Figura 3).

 

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Figura 3. Crescita della popolazione umana globale (adattata da Corson, 1990:25).

 

Verso l’8000 a.C., la popolazione mondiale si aggirava intorno ai 5 milioni di individui. All’epoca di Cristo, era compresa tra i 200 e i 300 milioni di individui. Nel 1650, era di 500 milioni, e nel 1800 era di 1 miliardo. La popolazione mondiale raggiunse i due miliardi nel 1930. All’inizio degli anni ‘60 era di 3 miliardi; nel 1975 era di 4 miliardi; e dopo soli altri 11 anni era di 5 miliardi (McEvedy & Jones, 1978; Ehrlich & Ehrlich, 1990, pp. 52-55) [nell’estate del 2004, secondo il US Census Bureau, ha raggiunto i 6,4 miliardi - N.d.T.]. Questo stato di cose non può proseguire per sempre; il collasso è inevitabile. La sola domanda è quando avverrà.

 

La scorta energetica

Oggi, l’energia extrasomatica usata dalla gente nel mondo equivale al lavoro di qualcosa come 280 miliardi di persone. È come se ogni uomo, donna e bambino del mondo avesse 50 schiavi. In una società tecnologica come quella degli Stati Uniti, ogni persona ha più di 200 di quegli “schiavi fantasma”. [5]

 

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Figura 4. Consumo energetico globale. Stime del consumo mondiale annuale di energia, ad intervalli ventennali a partire dal 1860, sono presentate d Dorf, 1981:194. La popolazione mondiale per quegli anni è calcolata da Corson, 1990:25. I dati sull’uso pro capite di energia degli anni più recenti proviene da Energy Statistics Yearbook, che è pubblicato ogni anno dalle Nazioni Unite. Le cifre differiscono in qualche misura da volume a volume; ho scelto di impiegare quelle più recenti, che sono presumibilmente basate su informazioni più accurate.

 

La maggior parte di questa energia proviene dai combustibili fossili, che forniscono quasi il 75% dell’energia mondiale. [5] Ma i combustibili fossili vengono esauriti centomila volte più rapidamente di quanto si formino (Davis, 1990, P. 56). Con l’attuale velocità di consumo, le riserve note di petrolio saranno esaurite in circa 35 anni; quelle di gas naturale in 52 anni; e quelle di carbone in circa 200 anni (PRIMED, 1990, p. 145) [nel valutare queste cifre, tenete conto di quanti anni sono già passati dalla stesura dell’articolo e del fatto che, nel frattempo, i consumi sono cresciuti notevolmente - N.d.T.]. [ 6]

Non si dovrebbe supporre che riserve addizionali, ancora da scoprire, modifichino significativamente questi dati. I recenti passi avanti nelle scienze geologiche hanno eliminato gran parte dell’aleatorietà dalle attività di localizzazione degli idrocarburi fossili, e la superficie della Terra è stata mappata in grande dettaglio con l’aiuto dei satelliti. Inoltre, questi sono dati ottimistici, dato che la domanda di energia non rimarrà ai livelli attuali; ci si può aspettare che cresca a un passo sempre più rapido. Più una risorsa è concentrata, meno energia è richiesta per usarla; e meno essa è concentrata, più energia è richiesta. Di conseguenza, i depositi più ricchi di qualsiasi risorsa sono quelli che vengono sfruttati per primi, dopo di che si passa a sfruttare quelli di minore qualità, a costi sempre maggiori. Man mano che vengono esauriti i giacimenti minerali di maggior qualità, si rende necessaria sempre più energia per estrarre e raffinare minerali di qualità via via minore. Man mano che gli alberi a lenta crescita svaniscono, è necessaria sempre più energia per fabbricare legname da costruzione e carta da alberi di minori dimensioni. Man mano che si riduce la pescosità, ci vuole sempre più energia per trovare e catturare i pesci rimanenti. E man mano che il suolo viene perduto — al passo di 75 miliardi di tonnellate l’anno (Myers, 1993, p. 37) — bisogna usare sempre più energia per compensare la diminuita fertilità dei terreni agricoli residui.

Il sistema che sostiene la popolazione mondiale è già sotto stress. La crescita dell’uso pro capite di energia, che è andato crescendo continuamente dall’avvento dei combustibili fossili, ha cominciato a rallentare circa vent’anni fa — e il passo sempre più rapido al quale va rallentando suggerisce che non ci sarà alcuna crescita nell’anno 2000 (Figura 4). L’agricoltura è nei guai; richiede sempre più fertilizzanti per compensare la perdita del suolo (Ehrlich & Ehrlich, 1990, p. 92), e quasi un quinto della popolazione mondiale è malnutrita (Corson, 1990, p. 68). Nei fatti, il tasso di crescita della popolazione mondiale ha già cominciato a scendere (Figura 5) [ATTENZIONE! Dire che “il tasso di crescita della popolazione mondiale ha già cominciato a scendere”, non significa affatto dire che la popolazione in sé ha cominciato a scendere! Essa continua infatti a crescere notevolmente, anche perché i minori tassi di crescita si applicano a una popolazione più numerosa, per cui la quantità assoluta di umani aggiunti alla popolazione globale continua ad essere, anno dopo anno, decisamente eccessiva - N.d.T.]

 

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Figura 5. Tasso di crescita della popolazione mondiale. Basato sulle stime medie di Willcox (1940) e Carr-Saunders (1936), come adattate e presentate in Nazioni Unite, 1953,12; Nazioni Unite, 1993:67; e CIA, 1993:422.

 

Chi crede che una popolazione stabile possa vivere in equilibrio con la capacità produttiva dell’ambiente, può intendere questo rallentamento nella crescita della popolazione e dei consumi energetici come la prova che stiamo raggiungendo un punto di equilibrio. Ma quando si comprende il processo che è stato responsabile della crescita della popolazione, diviene chiaro che la fine della crescita è l’inizio del collasso. La popolazione umana è cresciuta esponenzialmente esaurendo risorse limitate, come il lievito in un tino o le renne sull’isola di St. Matthew, ed è destinata ad una fine simile.

 

False speranze

Per prendere il posto dei combustibili fossili man mano che questi si esauriscono, una fonte energetica alternativa dovrebbe essere economica e abbondante, e la tecnologia per sfruttarla dovrebbe essere matura e pienamente implementabile in tutto il mondo in quello che potrebbe rivelarsi un tempo piuttosto breve. Nessuna fonte di energia nota ha queste caratteristiche.

La fonte di energia oggi seconda per importanza, dopo i combustibili fossili, è la conversione delle biomasse. Ma tutta la legna bruciata nel mondo, tuttto l’alcol derivato dai cereali e aggiunto alla benzina e tutti gli scarti di natura agricola bruciati come combustibile, forniscono solo il 15% dell’energia mondiale (WRI/IIED, 1988, p. 111). E la conversione delle biomasse ha poco potenziale di crescita, dal momento che entra in competizione, per i terreni fertili necessari, con le colture alimentari e forestali.

L’energia idroelettrica fornisce circa il 5,5% dell’energia correntemente consumata (vedi nota 5). Il suo potenziale può crescere di cinque volte (Weinberg & Williams, 1990, p. 147), ma ciò non sarebbe sufficiente a sostituire i combustibili fossili, e le enormi dighe necessarie sommergerebbero ricchi suoli agricoli.

La produzione di elettricità per mezzo della fissione nucleare è andata crescendo, ma il nucleare fornisce ancora solo il 5,2% delle esigenze energetiche totali mondiali (vedi nota 5). I reattori a fissione potrebbero produrre molto di più, specialmente se si usassero reattori autofertilizzanti. [7] Ma chiunque disponga di un reattore autofertilizzante può costruire armi nucleari, per cui esiste una considerevole pressione politica per impedire la loro proliferazione. La fiducia della gente nei confronti di tutti i tipi di reattore è bassa, e il costo della loro costruzione è elevato. Questi limiti sociali rendono improbabile che il contributo della fissione nucleare alle esigenze energetiche mondiali cresca di quindici volte nei prossimi pochi anni.

La fusione termonucleare controllata è una soluzione allettante per i problemi energetici mondiali, poiché il “combustibile” che impiegherebbe è il deuterio, che può essere estratto dall’acqua comune. L’energia ricavabile dall’1% del deuterio contenuto negli oceani del mondo sarebbe cinquecentomila volte quella di tutta l’energia ricavabile dai combustibili fossili. Ma la fusione controllata è ancora ad uno stadio sperimentale, la tecnologia per la sua commercializzazione non è ancora stata sviluppata e il primo impianto operativo non potrebbe essere in funzione molto prima del 2040 ((Browne, 1993, p. C12).

I visionari sostengono il potenziale del vento, delle onde, delle maree, della conversione dell’energia termica oceanica e delle fonti geotermiche. Tutto ciò potrebbe fornire una parte dell’energia in certe località, ma nessuna è in grado di fornire il 75% delle esigenze energetiche mondiali. Le apparecchiature solari termiche sono utilizzabili in zone calde e soleggiate, e il fotovoltaico è troppo inefficiente per supplire all’energia a buon mercato ricavabile dai combustibili fossili.

Mentre nessuna singola fonte di energia è pronta per prendere il posto dei combustibili fossili, la sempre più ridotta disponibilità di questi ultimi può essere compensata da un regime di risparmio e da una combinazione di fonti energetiche alternative. Però, ciò non risolverà il problema. Finché la popolazione continua a crescere, il risparmio è futile; con l’attuale tasso di crescita (1,6% all’anno), anche una riduzione del 25% nell’uso delle risorse verrebbe resa vana nel giro di soli diciotto anni. E l’uso di una combinazione di risorse che permetta alla popolazione di continuare a crescere non farà altro che rimandare il giorno della resa dei conti.

 

Il meccanismo del collasso

Il meccanismo operativo del collasso della popolazione umana sarà costituito dalla fame, dai conflitti sociali e dalle malattie. Questi gravi disastri erano noti ben prima di Malthus e sono stati rappresentati nella cultura occidentale come i Cavalieri dell’Apocalisse. [8] Essi sono tutti una conseguenza della scarsità di risorse e della elevata densità di popolazione.

La fame sarà la diretta conseguenza dell’esaurimento delle risorse energetiche. L’attuale popolazione, con la sua alta densità, per gli approvvigionamenti alimentari dipende dall’agricoltura meccanizzata e da un sistema di trasporti efficiente. L’energia viene impiegata per costruire e far funzionare le attrezzature agricole, e per distribuire il cibo. Man mano che ci si ritrova a dovere utilizzare risorse energetiche meno efficienti, il cibo diverrà più costoso e la cerchia dei consumatori privilegiati per i quali sarà disponibile in modo adeguato si farà sempre più ristretta.

I conflitti sociali sono un’altra conseguenza dei costi crescenti dell’energia commerciale. La produzione di tutto ciò che la gente vuole richiede energia e, man mano che l’energia diviene più costosa, sempre meno gente ha accesso ai beni che desidera. Quando i beni sono abbondanti, e in particolare quando l’accesso pro capite ai beni è in crescita, le tensioni sociali risultano attenuate: popolazioni etnicamente diverse trovano spesso modo di vivere in armonia, i governi possono essere inefficaci e agire con lentezza, e ci vuole poco per mantenere la tranquillità interna. Ma quando i beni divengono scarsi, e specialmente quando l’accesso pro capite ai beni è in calo, le tensioni etniche riemergono, i governi diventano autoritari, e l’accesso ai beni avviene sempre più per mezzo di attività criminali.

Una carenza di risorse spesso mette in crisi anche i sistemi sanitari pubblici, mentre un’alta densità di popolazione favorisce la diffusione delle malattie contagiose. Nell’intero corso della storia umana, lo sviluppo di popolazioni ampie e ad alta densità, ha condotto alla comparsa di malattie contagiose che si sono evolute per sfruttarle. Il vaiolo e il morbillo erano apparentemente sconosciute fino al II e III secolo, quando devastarono la popolazione del bacino del Mediterraneo (McNeill, 1976, p. 105). Nel XIV secolo, una popolazione ancora più numerosa e ad ancora maggiore densità fornì, tanto in Europa quanto in Cina, una nicchia favorevole alla Morte Nera [la peste - N.d.T.]. Oggi, con una popolazione estremamente fitta e con ogni parte del mondo collegata all’altra per mezzo di trasporti aerei, le nuove malattie come l’AIDS si diffondono rapidamente — e un virus altrettanto letale dell’AIDS ma più contagioso potrebbe comparire in qualsiasi momento.

La fame, i conflitti sociali e le malattie interagiscono in modo complesso. Se la fame fosse il solo meccanismo del collasso, la specie potrebbe estinguersi in modo piuttosto improvviso. Una popolazione che cresce in risposta alla disponibilità di risorse abbondanti ma finite, come le renne dell’isola di St. Matthew, tende a esaurirle completamente. Nel momento in cui gli individui si accorgono che le risorse residue non saranno adeguate per la generazione successiva, tale generazione è già al mondo. E nei suoi sforzi per sopravvivere, l’ultima generazione sfrutta ogni briciola disponibile, così che alla fine non resta nulla per sostenere anche una popolazione più ridotta. Ma la fame raramente agisce da sola. Essa è esacerbata dai conflitti sociali, che interferiscono con la produzione e la distribuzione del cibo. La fame, inoltre, indebolisce le difese naturali per mezzo delle quali gli organismi combattono le malattie.

Paradossalmente, le malattie possono consentire di salvaguardare le risorse. Se, per esempio, una nuova epidemia dovesse ridurre la popolazione umana a una piccola quantità ad essa resistente prima che le risorse mondiali vengano gravemente esaurite, la specie potrebbe essere in grado di sopravvivere più a lungo.

 

Dopo il crollo

Ma anche se alcuni riusciranno a sopravvivere al collasso globale della popolazione, la civiltà non ce la farà. La complessa associazione di tratti culturali dei quali gli umani moderni sono così orgogliosi, è la conseguenza dell’abbondanza di risorse, e non può sopravvivere al loro esaurimento.

La civiltà deriva dall’abitudine di vivere in insediamenti ad alta densità, che comparvero quando la popolazione crebbe in risposta all’abbondanza delle risorse. Molte cose sembrano conseguire automaticamente quando la gente vive in città e, ovunque la civiltà si sia presentata, ha implicato il consolidamento politico, la specializzazione economica, la stratificazione sociale, una qualche forma di architettura monumentale e il fiorire di attività artistiche ed intellettuali (Childe, 1951).

Episodi localizzati di una tale elaborazione culturale sono sempre stati associati ad una rapida crescita della popolazione. Le ragioni dell’abbondanza delle risorse che hanno promosso tale crescita variano da un caso all’altro. In alcuni casi, la popolazione si è trasferita in una nuova regione fornita di risorse intatte; in altri casi, lo sviluppo o l’adozione di nuove colture, di nuove tecnologie o di nuove strategie sociali hanno incrementato la produzione. Ma tanto tra i Sumeri quanto tra i Greci, i Romani, i Maya e anche tra gli abitanti dell’Isola di Pasqua, l’attività creativa sorse quando la popolazione crebbe rapidamente.

In tutti i casi, questa fase creativa, nutrita dalla stessa abbondanza che promosse la crescita della popolazione, terminò quando si interruppe la crescita. Non è necessario andare in cerca di ragioni esoteriche per il declino dei Greci o per la caduta di Roma; in entrambi i casi, la crescita della popolazione esaurì le risorse che l’avevano permessa. Dopo l’Età dell’Oro, la popolazione della Grecia si ridusse continuamente per oltre mille anni, da 3.000.000 a circa 800.000 individui. La popolazione dell’Impero Romano, scese da 45-46 milioni nel momento del suo culmine, a circa 39 milioni nel 600 d.C., e la popolazione della parte europea dell’impero andò incontro ad un calo della popolazione del 25% (McEvedy & Jones, 1978).

Anche se la popolazione mondiale potesse essere mantenuta costante, in equilibrio con le risorse “rinnovabili”, l’impulso creativo che è stato responsabile delle conquiste umane durante il periodo della crescita si esaurirebbe. E il crollo che è molto più probabile lascerà, nel migliore dei casi, una manciata di sopravvissuti. Questa gente potrebbe tirare avanti, per un po’, sfruttando ciò che resterà della civiltà, ma in breve tempo dovrebbero ripiegare verso una vita più semplice, come i cacciatori e gli agricoltori dediti a colture di sussistenza del passato. Essi non avrebbero le risorse necessarie per costruire grandi opere pubbliche o portare avanti la ricerca scientifica. Essi non potrebbero lasciare che gli individui rimangano improduttivi per scrivere racconti o comporre sinfonie. Dopo alcune generazioni, potrebbero arrivare a pensare che i rottami tra i quali vivono siano i resti di città costruite dagli dei.

O il cavarsela con le misere risorse lasciate nella scia della civiltà potrebbe rivelarsi impossibile anche solo per pochi sopravvissuti. I figli della società altamente tecnologia nella quale sempre più gente al mondo viene trascinata, non sapranno come vivere di caccia e raccolta, né sapranno come praticare una pur semplice forma di agricoltura. In più, la ricca disponibilità di animali selvatici che un tempo consentiva alle società di cacciatori di sopravvivere non esisterà più, e il suolo rovinato dai trattori concederà poco alle zappe. Una specie che è divenuta dipendende da tecnologie complesse per le sue relazioni con l’ambiente non può sopravvivere a lungo alla loro perdita.

 

Nell’oscurità

Per Malthus, lo squilibrio tra la crescita della popolazione e i mezzi di sussistenza potrebbe essere corretto, di quando in quando, per mezzo di disastri naturali, ma la specie umana, in linea di principio, potrebbe sopravvivere indefinitamente. Malthus non sapeva che l’universo è governato dalla Seconda Legge della Termodinamica, non comprendeva le dinamiche della popolazione delle specie di nuova introduzione e non coglieva che gli umani, essendosi evoluti di gran lunga dopo le risorse sulle quali fanno affidamento, sono a tutti gli effetti una specie di nuova introduzione sul loro stesso pianeta.

Il breve regno della specie umana segna un punto di svolta nella storia della vita sulla Terra. Prima della comparsa dell’Homo sapiens, l’energia veniva accumulata più rapidamente di quanto venisse dissipata. Dopo di che, gli esseri umani si evolsero, con la capacità di dissipare molta dell’energia che era stata accumulata, in parte ristabilendo l’equilibrio energetico del pianeta. L’evoluzione di una specie come l’Homo sapiens può costituire una parte integrante del processo vitale, ovunque si verifichi nell’universo. Quando la vita si sviluppa, gli organismi autotrofi si espandono e preparano il terreno agli eterotrofi. Se l’energia organica viene accumulata in riserve di una certa rilevanza, come accade nei processi geologici, allora la comparsa di una specie in grado di liberarla è pressoché certa. Una specie di questo genere, evolutasi al servizio dell’entropia, riporta rapidamente il pianeta a un livello energetico più basso. In un istante evolutivo, esplode e scompare.

Se il passaggio dell’Homo sapiens per i vari stadi dell’evoluzione modificasse significativamente l’atmosfera della Terra, praticamente tutti gli esseri viventi potrebbero estinguersi piuttosto rapidamente. Ma anche se ciò non accade, l’ascesa e la caduta dell’Homo sapiens eliminerà parecchie specie. Si è stimato che le specie si stanno estinguendo al ritmo di 17.500 all’anno (Wilson, 1988, p. 13) e che, nei prossimi venticinque anni, si potrà perdere un quarto delle specie della Terra (Raven, 1988, p. 121).

Si tratta di una riduzione drastica della biodiversità, sebbene la vita sia sopravvissuta ad altre morìe, simile al grande collasso che si ebbe alla fine del Permiano. È però improbabile che questa volta si ripresenti una specie anche lontanamente simile a quella umana. Le risorse che hanno reso gli umani ciò che sono saranno esaurite, e potrebbe non esserci il tempo, prima che il sole si esaurisca, per la formazione di nuovi depositi di combustibili fossili e per l’evoluzione di una nuova specie di spazzini intelligenti. Sembra che l’universo abbia avuto un singolo punto di partenza, qualche dieci o venti miliardi di anni fa (Hawking, 1988, p. 108). A partire da quel momento, una stella dovette vivere e morire per fornire il materiale per la formazione del sistema solare — che è esso stesso vecchio di parecchi miliardi di anni. Forse la vita non si sarebbe potuta sviluppare prima di quanto abbia fatto. Forse l’Homo sapiens non si sarebbe potuto evolvere prima. Né dopo. Forse ogni cosa ha una suo tempo, una finestra di opportunità che si apre per un momento e poi si chiude.

 

Ringraziamenti

I want to acknowledge the advice and encouragement of Virginia Abernethy, Thomas Eisner, Paul W. Friedrich, Warren M. Hern, David Pimentel, Roy A. Rappaport, Peter H. Raven, and Carl Sagan, who read earlier drafts of this paper.

Dr. David Price,
254 Carpenter Hall,
Cornell University,
Ithaca, NY 14853.

 

Note

[1] Nella versione del 1798 del suo saggio, Malthus disse che la popolazione cresce geometricamente, mentre i mezzi di sussistenza crescono aritmeticamente. In edizioni successive, egli disse che la crescita aritmetica era l’ipotesi più ottimista possibile; era ben consapevole del fatto che la disponibilità di suolo fertile, in realtà, non può che ridursi.
[2] La distinzione tra “non rinnovabile” e “rinnovabile” è arbitraria. Il petrolio è considerato non rinnovabile perché usandolo lo si esaurisce; mentre la luce del sole è considerata rinnovabile poiché la sua energia può essere utilizzata oggi e il sole splenderà nuovamente domani. Però, dato un tempo sufficiente, le foreste di oggi potrebbero diventare il petrolio di domani e, dato un lasso di tempo astronomico, il sole stesso si spegnerà. Una fonte di energia è quindi rinnovabile o non rinnovabile solo su scala temporale umana; e non è neppure chiaro come dovrebbe essere misurato il tempo su scala umana. Il legname è spesso considerato una risorsa rinnovabile, dal momento che se si abbatte un albero, ne crescerà un altro al suo posto. Ma se si abbatte un albero sulle pendici di un monte e lo si porta via piuttosto che lasciarlo marcire dove si trova, le sostanze nutrienti che alimenterebbero il suo successore vengono rimosse. Se il legname viene continuamente rimosso, la fertilità complessiva della foresta si riduce e, nel corso di poche generazioni umane, la foresta stessa scompare.
[3] Loftness in realtà parla di sei centesimi di dollaro. Ho cambiato questa cifra in dieci centesimi per compensare approssimativamente l’inflazione.
[4] Quando le risorse sfruttate da una specie di nuova introduzione sono organismi viventi, questi possono riprodursi — e alla fine possono anche sviluppare dei meccanismi di difesa che portino ad un equilibrio tra predatore e preda (vedi Pimentel, 1988). Però, il suolo, i minerali e i combustibili fossili sfruttati dagli esseri umani non hanno questa capacità. Essi sono più come la quantità finita di zuccheri in un tino, o come i licheni abbondanti ma a crescita lenta dell’isola di St. Matthew.
[5] La produzione globale di energia ricavata da combustibili fossili, nel 1992, era di 302,81x10 15 Btu, mentre l’energia ricavata da reattori nucleari ammontava a 21,25x1015 Btu e quella ricavata da fonti idroelettriche era di 22,29x1015 Btu (Energy Information Administration, 1993:269). Si pensa che le biomasse costituiscano il 15% circa dell’energia extrasomatica del mondo (WRI/IIED, 1988:111). Altre fonti di energia forniscono solo un contributo minimo (Corson, 1990:197). Così, l’energia extrasomatica totale usata nel mondo deve essere nell’ordine dei 407,45x1015 Btu all’anno. La popolazione mondiale è valutata in 5,555 miliardi di persone (CIA, 1993:422). L’energia spesa da un individuo nel corso di una giornata di lavoro pesante è valutata in 4.000 Btu (Loftness 1984:2, 756). I consumi energetici negli Stati Uniti sono nell’ordine degli 82,36x1015 Btu (Energy Information Administration, 1993:5). La popolazione degli Stati Uniti è valutata in 258 milioni di persone (CIA, 1993:404) [il lettore tenga presente che l’articolo risale al 1995, per cui tutti i dati dovrebbero essere aggiornati per una maggiore attendibilità - N.d.T.].
[6] Queste sono le riserve note nel 1988, coi tassi di esaurimento del 1988. Ho sottratto sei anni dalle cifre citate per tenere conto del tempo già trascorso [a costo di diventare noioso, ricordo che l’articolo è del 1995; procedete voi alle ulteriori sottrazioni necessarie - N.d.T.]
[7] Loftness (1984:48) dice che la stessa quantità di uranio, usata in un reattore autofertilizzante, provvederebbe 60 volte più energia di quella che fornirebbe se fosse usata in un reattore ad acqua leggera. Hafele (1990:142) dice che sarebbe 100 volte tanto.
[8] Secondo un’interpretazione tradizionale, i quattro Cavalieri dell’Apocalisse rappresentano la guerra, la fame, la pestilenza e il Cristo risorto. Il testo originale (Rivelazione 6:2-8) non è molto chiaro.

 

Riferimenti

 

Traduzione di Carpanix
Versione originale in inglese: fate click qui.
Versione originale inglese in formato PDF: fate click qui.