¿Cuál es la población más alta que la Tierra podría sostener?

Todo se reduce a algunas suposiciones. ¿Tu civilización tiene que considerar la posibilidad de una guerra en algún momento? ¿Cuán frágil es el sistema que está dispuesto a aceptar? ¿Están las personas en su mundo trabajando conscientemente para maximizar la población?

Pero supongamos que podemos ignorar algunas de las cosas prácticas y simplemente maximizar.

Tienes energía de fusión, así que voy a suponer que puedes generar cantidades de energía bastante arbitrarias, lo que a su vez implica que el agua dulce no es un problema, ya que puedes usar esa energía para purificar el agua de mar y crear fertilizante.

Así que vas a necesitar muchos almacenes como este.

En condiciones óptimas, se necesitan unos 50 metros cuadrados para cultivar suficiente alimento y oxígeno para una persona. Dupliquemos eso para estar seguros y para que sea una ronda de 100.

http://www.tylerdwyer.com/files/OASIS_Final_Report.pdf

Se necesitará una gran parte de la tierra para simplemente vivir, trabajar y construir reactores de fusión, así que supongamos que no más del 50% de la superficie terrestre de la Tierra se utiliza para el cultivo de alimentos.

Así que voy a suponer que construir demasiado alto a gran escala no es razonable, así que supongamos que no superen los 100 metros.

La superficie terrestre de la tierra es de unos 148.300.000 km cuadrados o 148.300.000.000.000 metros cuadrados.

asumir el 50% del espacio utilizado en nuestras torres de cultivo para pasarelas o áreas en mantenimiento.

Supongamos 100 bandejas separadas por 1 metro, lo que nos da 3.707.500.000.000.000 metros cuadrados de plantas en crecimiento para trabajar.

Entonces, usando la mitad del área terrestre del mundo y energía casi ilimitada y una coordinación perfecta y todos dispuestos a vivir muy, muy cerca, podrías alimentar a unos 37 billones de personas con una dieta y oxígeno absolutamente sencillos.

Gran parte del agua del mundo estará atada dentro de estas torres en crecimiento que el nivel del mar del mundo bajará significativamente y la energía requerida de sus plantas de fusión será tan grande que es probable que esté calentando el planeta a través del calor físico a un nivel insostenible. tasa por lo que es posible que necesite la ayuda de sus colonias lunares para construir sombras solares.

Fremlin realmente calculó esto. Encontré una copia de su artículo en línea: https://web.archive.org/web/20180713203419/http://www.claychipsmith.com/Population.doc

Etapa 1: hasta 400.000 millones en 260 años Utilizando plantas y métodos de cultivo existentes, puede que no sea factible producir alimentos adecuados para más de cuatro veces la población mundial, aunque la eliminación completa de toda la vida silvestre terrestre, el uso agrícola de techos sobre ciudades y carreteras, la eliminación del consumo de carne y la recolección eficiente de alimentos marinos podrían permitir dos o tres duplicaciones más, digamos siete en total. Eso nos daría, con el tiempo de duplicación actual de 37 años, 260 años para desarrollar métodos menos convencionales, y permitiría que la población del mundo aumentara a unas 130 veces su tamaño actual, o unos 400.000 millones.

Continúa:

Etapa 2: hasta 3 millones de millones en 370 años El área del mar sin hielo es unas tres veces la de la tierra. La fotosíntesis de los organismos marinos unicelulares puede ser más eficiente que la de las mejores plantas terrestres. Si se pudieran encontrar organismos capaces de la eficiencia máxima teórica (8 por ciento de la radiación solar total, según AA Niciporovic) deberíamos ganar un factor de tres en rendimiento. Luego, podríamos duplicar nuestro número tres veces más si toda la vida silvestre en el mar también fuera eliminada y reemplazada por los organismos más útiles que crecen en condiciones controladas, con la concentración óptima de carbonatos, nitratos y minerales. (Por supuesto, podría conservarse una reserva de especímenes de especies potencialmente útiles, tal vez en un estado latente). Nuevamente, para lograr la máxima eficiencia, debemos recolectar y consumir directamente los organismos primarios de la fotosíntesis, en lugar de permitir la pérdida de eficiencia involucrada en las cadenas alimenticias que conducen a organismos secundarios como el zooplancton o los peces. En esta etapa, deberíamos haber tenido diez duplicaciones, lo que al ritmo actual llevaría unos 370 años, con una población mundial final de 3 millones de millones. Dado que la superficie del mundo (tierra y mar) es de 500 millones de millones de metros cuadrados, cada persona tendría un poco más de 160 metros cuadrados para su mantenimiento -alrededor de una trigésima parte de un acre- lo que no parece descabellado por más de un factor de dos, siempre que no tenga lugar en la superficie ninguna actividad humana importante distinta de la producción de alimentos. Hasta el momento no es necesario prever una grave escasez de elementos importantes,

Y la conclusión final (el artículo continúa, pero la calidad de vida se deterioraría tanto hasta el punto de que las personas pasarían toda su vida viviendo en una cápsula):

Etapa 4a: hasta 12.000 millones de millones en 800 años. Callejón sin salida Por encima de dos personas por metro cuadrado, se producen graves problemas de refrigeración. Si los océanos se usaran como disipadores de calor, su temperatura media tendría que aumentar alrededor de 1 °C por año para absorber 500 vatios por metro cuadrado. Esto estaría bien para el tiempo de duplicación de 37 años, al final de los cuales deberíamos tener cuatro personas por metro cuadrado. Se podría ganar la mitad de otro tiempo de duplicación si se pudieran usar bombas de calor eficientes (que, por razones de eficiencia térmica, requerirían fuentes de energía primaria de muy alta temperatura) para hervir el océano. Se permitirían dos duplicaciones más si los océanos se convirtieran en vapor, aunque eso crearía una presión atmosférica comparable con la presión media del fondo del océano en la actualidad.

En una nota interesante, la presión atmosférica de Venus es igual a la de los océanos de la Tierra a 1 kilómetro.

Con energía limpia infinita , puede producir alimentos, oxígeno y agua en casi cualquier cantidad que desee.

1. Energía + agua salada$\rightarrow NaCl + H_2O$(a través de la desalinización)
2. Energía +$CO_2 + 2H_2O \rightarrow 2O_2 + CH_4$
3. Energía + desechos humanos + spiralina (alga) +$H_2O \rightarrow$comida + limpia$H_2O + O_2$

Si esto funciona, entonces los factores limitantes se convierten en espacio personal y calor residual. Como siempre podemos construir verticalmente si el espacio se convierte en un problema, creo que nos encontramos con problemas de calor antes de que nos quedemos sin espacio.

¿Cuánto calor?
Suponiendo que Spaceship Earth en la que debemos configurar todo el soporte vital y el mundo natural ya no hace nada por nosotros, Atomic Rockets dice que esto consumirá ~ 0,36 kW / persona en electricidad y necesitará expulsar ~ 0,1 kW / persona en calor.

¿Comparado con que?
suposiciones

1. La Tierra está en equilibrio térmico.
2. Solo podemos aumentar la temperatura de la Tierra en unos 10 C
3. Esto equivale a aproximadamente un 15% de aumento en la entrada de energía.
4. La energía radiada por la Tierra está dominada por el sol y equivale a 173.000 TW de potencia.
5. Estamos autorizados a generar 25.950 TW.

Esta Tierra puede generar suficiente energía de fusión para 259,5 billones de humanos.

Ay

Eso parece demasiado grande. Esto es aproximadamente 37,000 veces la cantidad de personas en la Tierra hoy. Esto significa que 500.000 personas viven en cada kilómetro cuadrado de la Tierra.

Visto de otra manera, si asumimos que cada persona necesitaba$900 sq m$de espacio habitable, entonces necesitaríamos cubrir cada metro cuadrado de la Tierra con 458 pisos de edificios. Con 10 pies por piso, estás hablando de edificios que cubren toda la Tierra hasta una altura de 4/5 de milla o aproximadamente 4 veces los edificios más altos actualmente en la Tierra.

O mis matemáticas están muy mal , mis suposiciones no son buenas o el espacio vital se convierte en un problema mucho antes del rechazo del calor.

y los requisitos de espacio vital dependen de cuánto le moleste estar rodeado de otras personas.

Intentaré dar una respuesta, sin citar fuentes y leyendo la pregunta de manera que mi respuesta pueda estar un poco fuera de tema. ¡Pero ese soy yo!

Con las cifras de población actuales, todos deberíamos poder vivir como reyes, literalmente hablando. La única razón por la que no lo hacemos es que no tenemos líderes que sean capaces de cooperar y hacer amistades sólidas con otras naciones en lugar de ir a la guerra con ellas, ser capaces de comprender el ecosistema del planeta y trabajar con él en lugar de contra él. ser capaz de poner orden en el caos mega-corporativo y bancario, y también nuestra población es criada con principios bastante desagradables (cultivados nuevamente por nuestros líderes malintencionados).

Entonces, ¿cuál es el número máximo de personas que nuestro planeta puede albergar sin que nos muramos de hambre? Diría que es unas 100 veces la población actual y sin sus suposiciones futuristas, siempre que fijemos nuestra actitud. La mayoría de la gente cuenta la tierra disponible para producir alimentos, pero tiende a olvidar que la mayor parte de la superficie del planeta son océanos que también producen alimentos, mientras que son brutalmente cosechados, contaminados y destruidos sin motivo alguno. Si existieran regulaciones que hicieran posible que las poblaciones de peces crecieran en número y preservaran los océanos limpios de contaminantes, OGM que eliminen organismos que funcionan bien y otras amenazas, los alimentos provenientes de los océanos podrían marcar una gran diferencia (lo haré proporcione un enlace a un documento aquí, aunque aún no lo he leído, pero imagino que comparte algunos de mis puntos de vista:http://bioscience.oxfordjournals.org/content/59/11/967.full ). La cantidad de material, alimentos y energía que se desperdicia hoy en día es impensable. Estados Unidos parece ser el rey del despilfarro de recursos, pero les puedo asegurar que todos los países lo hacen de manera extrema. En resumen, nuestras formas de construcción de viviendas son terribles, nuestras formas de producción, almacenamiento y distribución de energía son terribles, nuestra forma de vida está organizada de una manera terrible e ineficiente. ¡Vivimos como si ya tuviéramos energía ilimitada y gratuita! Seguramente, la tecnología futura podría ayudar, pero (1) el problema es que actualmente no necesitamos eso y (2) la historia enseña que la tecnología rara vez hace eso, especialmente en nuestro caso, ya que el problema no es tecnológico.

Pero creo que debería desviar su pregunta a otro camino. Seguramente está en nuestra naturaleza soñar y esperar. Pero creo que todos deberíamos soñar y esperar cosas diferentes a las que tenemos actualmente. El enemigo de la humanidad no es la supuesta falta de recursos, energía, espacio vital o alimentos. El enemigo siempre está dentro de nosotros. Son nuestras elecciones, nuestros deseos, nuestras ideologías, nuestra forma de vida, nuestros hábitos, nuestro deseo de disfrutar y nuestros mismos sueños los que están corruptos. Esos son los que siempre nos destruyen a lo largo de la historia y nos destruirán en el futuro.

Pero si necesita desesperadamente alguna otra amenaza para la humanidad que no emane de la humanidad misma, ese sería nuestro genoma en descomposición. Al contrario de lo que Dawkings quiere que creas, la humanidad y el reino animal/vegetal se están desvaneciendo genéticamente rápidamente. A pesar de que un gran porcentaje de este problema se atribuye nuevamente a nosotros mismos y a nuestras elecciones (se puede decir tanto sobre este tema...), evitarlo no es posible. Y si uno sueña con nosotros subestimando y arreglando nuestro genoma, buena suerte con eso... Incluso las cosas más simples en el funcionamiento interno de las bacterias desconciertan a los científicos durante décadas. Y si comprender esos sistemas en su totalidad parece imposible, arreglarlos simplemente no es factible.

La tierra es nuestro hogar. Nuestro único hogar. La NASA, hambrienta de recursos, puede lograr plantar alguna planta transgénica tóxica en otro planeta, haciendo creer a la humanidad que pronto podremos tener un hogar nuevo, fresco, limpio y no contaminado. Pero ese nunca se convertirá en nuestro hogar y si lo hace solo sería una desgracia para nosotros. Nuestro hogar es uno y nuestro futuro es limitado. Acepte eso y hagamos que el tiempo que tenemos importe.

Las poblaciones máximas en la Tierra podrían ser más de lo que la gente piensa. SI esto se hiciera simplemente para maximizar la población, entonces la Tierra posiblemente podría maximizarse a muchos miles (o incluso más) de veces nuestra población actual.

Primero: El Espacio y las Utilidades. --Los seres humanos han estado construyendo rascacielos durante siglos, por lo que podemos subir una vez que hayamos utilizado todo el espacio en tierra. Esto permitirá también una captura de energía más fácil a través de paneles solares, por ejemplo. No habría necesidad de viajar, por lo que hacer que la tierra sea básicamente un gran rascacielos podría permitirle elevarse a miles de pies. También podemos utilizar el espacio del océano. Dado que el océano es desconocido en un 95%, probablemente haya una gran cantidad de espacio para utilizar. Si bajáramos el nivel del mar extrayendo agua de mar de los océanos y luego reciclamos el agua, eso no solo podría crear más espacio sino también aumentar los recursos. Este espacio adicional donde una vez estuvo el mar podría usarse para crear energía nuclear que tiene una de las proporciones más altas de energía/desperdicio.

Segundo: Necesidades de la Población. --Aunque diferentes personas consumen diferentes cantidades de alimentos/agua, esto se puede estandarizar. Hay 2 formas. Una es la modificación genética. El uso de científicos de modificación genética podría hacer que las personas fueran más pequeñas o más bajas, lo que no solo aumentaría el espacio disponible, sino también la comida y el agua necesarias. La genética también podría usarse para permitir que los padres tengan la máxima descendencia utilizando un útero artificial que amamanta a miles de niños a la vez. En segundo lugar está la modificación hormonal. Incluso si la población no estuviera genéticamente estandarizada, se podría detener el crecimiento deteniendo la hormona del crecimiento en una persona antes de que pase el mínimo requerido para vivir y reproducirse. Estas personas más pequeñas consumirán menos, lo que permitirá que se necesite menos espacio para cultivar alimentos por persona.

Tercero: Selección de alimentos. --Se podría obtener agua del agua extraída del océano que abastecería a generaciones de poblaciones y no se olvide de los casquetes polares. Los OGM (organismos genéticamente modificados) también podrían usarse para hacer que los alimentos sean más densos con ciertos nutrientes y permitirles producir solo los nutrientes necesarios. Estos OMG ocuparían mucho menos espacio e incluso podrían modificarse por motivos distintos a la alimentación.

Cuarto: Dependencia de oxígeno. --Esta población más pequeña todavía necesitará oxígeno, aunque necesitará menos por persona. El oxígeno podría extraerse de los casquetes polares que tienen oxígeno atrapado dentro e incluso del agua del océano en el peor de los casos. Con esta población alojada en este "Rascacielos de la Tierra", el techo podría utilizarse para plantas OGM que podrían producir el máximo de oxígeno por área y nutrirse utilizando los desechos de la población (CO2, materia fecal, etc.). Esta relación simbiótica puede maximizar la capacidad de población de la Tierra.

Actualmente hay más de 7 mil millones de humanos que habitan la Tierra y ese valor está aumentando exponencialmente. Se estima que para fines de siglo la población humana alcanzará números de más de 10 mil millones , pero los científicos no están seguros de si incluso esto es sostenible.

Comencemos con la comida; Si tomara toda el área de tierra que se utiliza para la ganadería moderna y la colocara en un solo lugar, ocuparía toda África (7500 millones de acres), de hecho, incluso África no sería lo suficientemente grande, ya que requeriría 8-9 mil millones de acres. Hacer lo mismo para la producción de cultivos ocuparía un área del tamaño de América del Sur (4.400 millones de acres), pero después de un tiempo, el suelo en estas áreas se degradará hasta que la fertilidad disminuya y se erosione, dejándolo inútil para el cultivo y no solo eso, sino los científicos no están seguros de si los agricultores pueden incluso mantener sus rendimientos actuales de copa debido a los cambios en el medio ambiente.

Mira, el promedio mundial de emisiones de dióxido de carbono por persona es de aproximadamente 5 toneladas métricas por año, pero para los estadounidenses ese promedio se acerca a las 17 toneladas métricas por año. Recuerde que esto es por persona, por lo que si tenemos alrededor de 3 mil millones de personas más viviendo en este planeta y todos adoptan un estilo de vida similar al de un estadounidense, los efectos del calentamiento global empeorarán aún más, de hecho, se proyecta que la temperatura del La Tierra aumentará en 2 grados centígrados para fines del siglo XXI y con ese aumento vendrán condiciones climáticas más extremas que inevitablemente interrumpirán aún más la producción de alimentos. Esto se puede remediar parcialmente obligando a todos en la Tierra a una dieta puramente vegetariana y reclamando la tierra para cultivar más cultivos en lugar de criar ganado, pero los cultivos no10 mil millones de personas y lo más probable es que la mayoría de las personas no cambien voluntariamente a una dieta vegetal. Después de todo, el tocino es algo hermoso.

Pero, ¿qué pasa con el agua disponible? Los seres humanos actualmente utilizan hasta el 30% del suministro de agua accesible de la Tierra y el resto se utiliza para la agricultura y el agua disponible para algunas personas en los países de vida Etiopía, Camboya y Haití ni siquiera es lo suficientemente limpia para beber. Entonces, la cantidad que llega a los humanos tendría que aumentar con el aumento de la población, por lo que para responder a la pregunta original, la Tierra puede albergar hasta 10 mil millones de personas que viven vidas decentes y puede albergar más, pero la calidad de vida de esas personas ( más allá de la marca de los 10 mil millones) sería mucho menor de lo que es ahora.