Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[crazy_terraformer]

Вещь хорошая. Но её производство тоже достаточно затратно, при подорожание металла такие решения могут оказаться предпочтительными, но идею заменить поля небоскрёбами это маловероятно, что спасёт. Капиталоёмкость вертикальной фермы (не говоря уж о стоимости обслуживания) в любом случае по сравнению с полем непомерная, даже если в стоимость поля включить возвращение фосфора из океанических осадков при современных темпах потерь.

Я не предлагаю заменять поля небоскрёбами без обладания достаточным количеством дешёвой энергии.
Я предлагаю заменить поля - теплицами - фитотронами и климатронами, где контролируется климат поступление удобрений, состав воздуха, влажность. Где всё выращивается на гидропонике и аэропонике, на искусственных субстратах и совсем без почвы, где рециркулируется вода и солевые растворы, где все канализационные стоки и остатки растений перерабатываются в удобрения и топливо.
В этих фитотронах исключается присутствие растений-конкурентов и паразитов; за счёт физического ограничения(герметичность) и стерилизации и фильтрации входящего воздуха и воды(УФ), субстратов(пар, прокаливание) и семян (пестициды) или выращивания клонированных растений из апикальной меристемы (безвирусный посадочный материал) достигается отсутствие потерь урожая из-за болезней. Остаются потери хим.элементов в виде продукции, но они должны большей частью восполнятся удобрениями, полученными переработкой канализационных стоков в населённых пунктах.

[ВадимZero]

Ну или как альтернатива - ничего не замыкать и соглашаться на средневековый уровень урожайности со всеми вытекающими.

Есть еще одна альтернатива...  Научиться селективно извлекать фосфор из донных отложений на месте их добычи. К примеру переводя фосфор в фосфин, используя нужные штаммы бактерий. Тем более что нечто подобное идет само собой.

[ВадимZero]

Я предлагаю заменить поля - теплицами - фитотронами и климатронами, где контролируется климат поступление удобрений, состав воздуха, влажность. Где всё выращивается на гидропонике и аэропонике, на искусственных субстратах и совсем без почвы, где рециркулируется вода и солевые растворы, где все канализационные стоки и остатки растений перерабатываются в удобрения и топливо.

Намного проще, посадить плодовое дерево, и один из его корней опустить в раствор удобрений.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Хлебное_дерево

[AlexAV]

К примеру переводя фосфор в фосфин, используя нужные штаммы бактерий. Тем более что нечто подобное идет само собой.

Бактерии разлагаю до фосфина только фосфорорганические соединения (т.е. соединения содержащие связь С-P). А в донных осадках фосфор содержится преимущественно в форме неорганических фосфатов. Никакие бактерии неорганические фосфаты в фосфин не превращают (это попрасту энергетически невыгодно). Сначала кто-то должен должен превратить в фосфаты в фосфорорганический вещества (не эфиры фосфорной кислоты, такие как АТФ или ДНК, а именно фосфорорганические, которые в живых существах тоже конечно есть, но в них находится лишь малая часть общего количества фосфора в живых организмах). А затем эти фосфорорганические вещества могут биологически разлагаться для фосфина.

В глобальном цикле фосфора цикл ассимиляция фосфатов (с переходом небольшой доли фосфатов, порядка нескольких процентов в фосфорорганику, основная часть фосфора в живых организмах - эфиры фосфорной кислоты) - разложение фосфорорганики до фосфина - перенос летучего фосфина играет существенную роль. Но вот для промышленного процесса он явно слишком энергозатратен, да и медленен.

[ВадимZero]

Но вот для промышленного процесса он явно слишком энергозатратен, да и медленен.

Думаю, это все же менее энергозатратно в сравнении с поднятием донных осадков океана, и их транспортировкой на сушу. Хотя возможно имеются и более дешевая химия извлечения фосфора.

[AlexAV]

Думаю, это все же менее энергозатратно в сравнении с поднятием донных осадков океана, и их транспортировкой на сушу.

Больше и намного. Для того чтобы превратиться в фосфин - фосфаты сначала должны быть ассимилированы живыми организмами, причём интересна только та часть, чтопереходит в фосфорорганическую форму. Бактерии содержат около 30 г фосфора на 1 кг сухого вещества. Из него органического около 4% (остальное - эфиры фосфорной кислоты).  Итого для того чтобы перевести весь фосфор в органический (который может быть расщеплён в фосфин) надо нарастить порядка  800 кг органического сухого вещества на 1 кг фосфора. Коэффициент конверсии субстрата в собственную биомассу для грибов и бактерий может быть в благоприятных условиях порядка 30%. Итого для выделения 1 кг фосфора таким способом потребуется порядка 2700 кг усвояемого бактериями органического вещества (крахмала, глюкозы и т.д.). На одну тонну донных осадков соответственно (при содержание 0.7 кг/т) соответственно порядка 1.9 тонн крахмала или сахара (при весьма оптимистических предположениях). Это никуда не годится.

Хотя возможно имеются и более дешевая химия извлечения фосфора.

Способ вообще всего один (из осмысленных). Обработка сильной кислотой для перевода нерастворимых фосфатов, в растворимые гидрофосфаты. Но из-за очень высокого содержания карбонатов в донных осадках он едва ли пригоден в этом случае (непроизводительные расходы кислоты будут гигантскими).

[ВадимZero]

Для того чтобы превратиться в фосфин - фосфаты сначала должны быть ассимилированы живыми организмами, причём интересна только та часть, чтопереходит в фосфорорганическую форму. Бактерии содержат около 30 г фосфора на 1 кг сухого вещества. Из него органического около 4% (остальное - эфиры фосфорной кислоты).  Итого для того чтобы перевести весь фосфор в органический (который может быть расщеплён в фосфин) надо нарастить порядка  800 кг органического сухого вещества на 1 кг фосфора.

Зачем вам растить избыточную биомассу. Просто создайте штамм который может переводить фосфор в органическую форму, и тут же переводить ее фосфин или иную извлекаемую форму. По отдельности это бактерии  умеют делать. Клетки химические фабрики представлены в любом многоклеточном организме, и способны переробатывать огромные объемы химических масс в сравнении со своим весом.

[crazy_terraformer]

Я предлагаю заменить поля - теплицами - фитотронами и климатронами, где контролируется климат поступление удобрений, состав воздуха, влажность. Где всё выращивается на гидропонике и аэропонике, на искусственных субстратах и совсем без почвы, где рециркулируется вода и солевые растворы, где все канализационные стоки и остатки растений перерабатываются в удобрения и топливо.

Намного проще, посадить плодовое дерево, и один из его корней опустить в раствор удобрений.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Хлебное_дерево

Можно пойти по пути создания искусственной и синтетической пищи.
Выращивать быстрорастущие водоросли в этих фитотронах в аквариумах частично для выделения витаминов,а большей частью для переработки в питательную среду для различных генетически изменённых дрожжей, микроорганизмов, грибков, грибов. Они растут и набирают массу быстрее,чем животные. Эти организмы послужат источником белка, жиров и углеводов, витаминов для создания искусственной или синтетической пищи, как замена рыбной и мясо-костной муки для корма животным. А их несъедобные остатки и несъедобные части животных и падшие животные после предварительной переработки станут питательной средой для них же.

[mbrane]

Для того чтобы превратиться в фосфин - фосфаты сначала должны быть ассимилированы живыми организмами, причём интересна только та часть, чтопереходит в фосфорорганическую форму. Бактерии содержат около 30 г фосфора на 1 кг сухого вещества. Из него органического около 4% (остальное - эфиры фосфорной кислоты).  Итого для того чтобы перевести весь фосфор в органический (который может быть расщеплён в фосфин) надо нарастить порядка  800 кг органического сухого вещества на 1 кг фосфора.

Зачем вам растить избыточную биомассу. Просто создайте штамм который может переводить фосфор в органическую форму, и тут же переводить ее фосфин или иную извлекаемую форму. По отдельности это бактерии  умеют делать.

Камрад анекдот о мудром филине и йожиках от меня слыщпл....дык вот мудрый филин - вот тебе база данных биохимических реакций http://www.genome.jp/kegg/ найди мне хоть одну реакцию образования восстановленной формы фосфора или хотя бы одну реакцию где образуется связь C-P а не связь *-O-P-O (по реакции  эфирной конденсации *-OH+HPO4^2-->*-O-PO3^2- +H2O


Ps

 За одно поясните а зачем хотя бы одному виду живых органимов понадобилось восстанавливать фосфор -из повсеместно распостраненной формы - окисленнойформы(фосфат-ион)- в восстановленную....(почему возникает неободимость азотфиксации восстановления аммония из азота - аналога фсфора из первого ряда - понятнот- в результате респирации воссановенная форма азота - аммоний окисляется до азота, а  азот в биоорганику входит в виде аминогрупп..посему дабы возместить убыль связного азота приходится идти на крайне энергозатратный механизм азотфиксации)

[mbrane]

Они растут и набирают массу быстрее,чем животные.

По серету выдамсекрет полишинеля - собирание грибов-бессмысленное хобби.Они практически неперевариваются -ибо у животных нет энзимов ,  способных расщепить хитин-равно как и целлюлозу... с целлюлозой - несколько проще у травоядных сть рубец заселенный необхоимыми бактериями

[mbrane]

к сожалению нет там про средиземное море отдельно, но на стр 10, есть диаграмма по аквакультуре - и она очень сильно пошла вверх - прям революция почти как неолетическая

Ну да только во время этой революции оказываеися - что рыбу уже добывают донным тралением на глубине 400 метров- сверху уже все выловлено.... а рыбы на этой глубине на этой глубинине достигат промыслового возрастоа ажно в 40 лет (должно быть это как раз и связно с доступностью энергии на этой глубине)..конечно морской биомассы больше чем рыбы - но она в основном преставленна бактериямии вирусами..а ракообразные и беспозвоночные - которыеипредставляютинтерес - растут исклчительно на шельфе...интенсивная аквакультура - разведение морской биомассы в прмышленных целях - это  одна из отраслей сельского хозяйства (лично знаком с человеком который разводит теляпию в промышленных масштаба)....а селское хозяйство - энергомкая отрасль - нужны корма, витамины, антибиотики, аэрацию воды, водоочистку и  санитарию, пруды, врзможно в климат-контроль,

[OratorFree]

...собирание грибов-бессмысленное хобби.

С чего бы это? Там что 146% хитина? Странные вещи пишите. Цитировать статьи о питательной ценности не буду, но уверяю такой информации море.

[snickers]

а селское хозяйство - энергомкая отрасль

В море колбаса не вырастет на бутерброд, как впрочем и банка тушенки, да и сам хлеб.

достигат промыслового возрастоа ажно в 40 лет

М да это какое же старье мы едим.
PS. И да пара интересных фактов, как в развитых странах переходят уже сейчас на постиндустриальный путь развития и ВИЭ.
-Число электромобилей на дорогах по всему миру увеличится с нынешних 2 млн до 13 млн к 2020 году.
-Капитализация Tesla за два месяца превысила 32 млрд долл.
-Для сравнения, рыночная капитализация General Motors составляет около 48 млрд долл.
-Toyota начал серийное производство первого в мире автомобиля с водородным двигателем - седан «Mirai», работает только на водороде.
-Mercedes презентовала многотоннажный электрогрузовик - Urban eTruck
- 8 мая 2016 г в Германии было солнечно и ветрено. ВИЭ (солнце, ветер, гидроэнергия и заводы биотоплива) заметно увеличили производство электроэнергии и  дали 87% всей потребляемой в этот момент энергии (55 из 63 Гвт, обычно эта доля около трети). Электроэнергии в стране оказалось так много, что на несколько часов цена на нее на оптовом рынке упала до отрицательных значений - энергетические компании доплачивали коммерческим потребителям за то, что они ее потребляли.
- По данным американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), в  2016 г. были введены в строй ветряки на 310 МВт, это  общий показатель с начала года до 830 МВт. В Европе также ожидается  рост: с июля 2016 г. по июнь 2017 г планируется инвестировать в ветроэнергетику €5,2 млрд и ввести в строй 1,4 ГВт новых мощностей.
- Боинг 737-800 впервые совершил перелет на эко-топливе из табака.
-В 2015 году Китай обогнал Германию и вышел на первое место в мире по генерации солнечной энергии, только за первую половину 2016 г, мощность солнечных электростанций в Китае выросла  на 20 гигаватт.
...............................
Как видим мир уже постепенно переходит на новые рельсы ВИЭ.

[crazy_terraformer]

Они растут и набирают массу быстрее,чем животные.

По серету выдамсекрет полишинеля - собирание грибов-бессмысленное хобби.Они практически неперевариваются -ибо у животных нет энзимов ,  способных расщепить хитин-равно как и целлюлозу... с целлюлозой - несколько проще у травоядных сть рубец заселенный необхоимыми бактериями

Цель не получать грибы, а получать из них белки, может ещё жиры, а хитин с целлюлозой пойдут на переработку в питательную среду или в аминокислоты и сахара.
К тому же в процессе варки или жарки, вы думаете, клеточные стенки грибов не разрушаются?

Во всех организмах, вырабатывающих и использующих хитин, он находится не в чистом виде, а в комплексе с другими полисахаридами, и очень часто ассоциирован с белками.

Выходит белки и полисахариды, образующие связи с хитином, не подвергаются гидролизу или денатурации в процессе термической обработки во время приготовления пищи?
Пищеварительные соки не способны растворить содержимое разрушенных клеток?
Хитин выбрасывается, но всё остальное нет, если, конечно, не есть грибы полусырыми.

[mbrane]

Они растут и набирают массу быстрее,чем животные.

По серету выдамсекрет полишинеля - собирание грибов-бессмысленное хобби.Они практически неперевариваются -ибо у животных нет энзимов ,  способных расщепить хитин-равно как и целлюлозу... с целлюлозой - несколько проще у травоядных сть рубец заселенный необхоимыми бактериями

Цель не получать грибы, а получать из них белки, может ещё жиры, а хитин с целлюлозой пойдут на переработку в питательную среду или в аминокислоты и сахара.

для получения белков соя есть...

[mbrane]

М да это какое же старье мы едим.

да нет это молодняк - они живут по 100 и более лет

[mbrane]

В море колбаса не вырастет на бутерброд, как впрочем и банка тушенки, да и сам хлеб.

морские черепахи - служили живыми консервами для корсаров...правда они всех их их и вывели

[mbrane]

С чего бы это? Там что 146% хитина? Странные вещи пишите. Цитировать статьи о питательной ценности не буду, но уверяю такой информации море.

окромя пригоршни белков там и нет ничего...
http://gribnoe.info/article3.html для сравнения соя http://www.intelmeal.ru/nutrition/foodinfo-soy-ru.php

или пшеница
http://www.activestudy.info/ximicheskij-sostav-zerna-ozimoj-pshenicy/

[crazy_terraformer]

С чего бы это? Там что 146% хитина? Странные вещи пишите. Цитировать статьи о питательной ценности не буду, но уверяю такой информации море.

окромя пригоршни белков там и нет ничего...
http://gribnoe.info/article3.html для сравнения соя http://www.intelmeal.ru/nutrition/foodinfo-soy-ru.php

или пшеница
http://www.activestudy.info/ximicheskij-sostav-zerna-ozimoj-pshenicy/

В грибах воды около 90%- трудно высушить?! Клетчатка полезна для работы пищеварительного тракта, помогает от запоров, частично перерабатывается микрофлорой кишечника.
К тому же растут они быстрее, чем соя и пшеница.

По вашей ссылке про "окромя пригоршни белков там и нет ничего...":

По содержанию жиров (липидов) грибы превосходят все овощные культуры. Жиров в грибах содержится 1,3— 2,7% , причем в значительных количествах содержатся стерины, фосфатиды, эфирные масла и полиненасыщенные жирные кислоты (до 67% массы липидов), которые не могут синтезироваться в организме человека и являются незаменимыми. Эти кислоты обеспечивают нормальный рост тканей и обмен веществ, они препятствуют отложению холестерина.

Следующим важным компонентом являются углеводы. Основная их часть, входящая во фракцию клетчатки, нормализует деятельность кишечной микрофлоры и способствует выведению из организма холестерина и различных токсических веществ.

Богаты грибы и органическими кислотами (лимонной, винной, щавелевой, фумаровой).

Из ферментов в них обнаружены амилаза, липаза, цитаза, уретаза, способствующие расщеплению жиров и гликогена. Содержание отдельных витаминов в грибах находится на уровне мясопродуктов, а по количеству пантотеновой кислоты (10,3 мг/100 г) грибы превосходят овощи, фрукты, мясо, молоко и рыбу. Содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) колеблется от II мг% в опятах, 30 мг% в маслятах, до 34 мг% в лисичках.Сыроежки, подберезовики и подосиновики богаты витамином РР (6—9 мг%), а в опятах его 10,3 мг%. Количество ниацина в грибах близко к мясным продуктам (23-108 мг/100 г), а рибофлавина больше, чем в основных продуктах питания (1-5 мг/100 г). По содержанию биотина вешенка, например, одна из самых богатых этим витамином продуктов (8-76 мкг/100 г). Витамина В (пиридоксина) в грибах больше, чем в рыбе и овощах (0,8 мг/100 г). Большинство грибов содержат тиамин, ниацин, провитамин D, витамины Е и PP.

Богаты грибы и минеральными веществами. В плодовых телах грибов содержатся: калий, регулирующий работу сердечной мышцы; фосфор, участвующий в обмене веществ и входящий в состав белков и нуклеиновых кислот; железо, принимающее участие в образовании гемоглобина и ряда ферментов, а также медь, магний, натрий, кальций, сера, кремний, цинк, хром, фтор, рубидий, молибден, кобальт, йод, марганец, никель, олово, ванадий, бор, барий, свинец, титан, цирконий, кадмий и даже серебро.

[snickers]

морские черепахи - служили живыми консервами для корсаров

Теленок от стадии "теленка" до состояния "молодой бычок" растет на пастбищных кормах ( с небольшой подкормкой) два года. Это около 200 кг телятины. Из "технологических" трат это запас сена на зиму бензокосой, если поискать 4-х тактную и заменить бензин на спирт, который можно выгнать из проросшего пшена самому  на дровяной печке, то получим практически замкнутый цикл производства мяса. Зачем мудокатся с какими то аквафермами и черепахами непонятно в принципе. У покойной бабули куры жили на чердаке, так их в принципе никто не считал, так раз в дня два дед залазил на верх, собирал ведерко яиц и все. Да и бабка кидала курам ведро зерна на кормежку.  Поле своими парой лошадей пахали пока у деда сила была, сметана не поверите в подвале в кованом сундуке хранилась, типа комода что то, я малый был чуть в сметане не утонул). Продавали мало, так как возить далеко было. Но сам факт что человек способен без всякой энергетики прокормить себя и наработать излишки говорит сам за себя. А все эти фермы и синтетические белки и прочее просто чепуха...