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Geopolis-Modell der Weltbevoelkerung

Ein utopisch philosophisches Gedankenspiel

Heute leben ueber 50% der Weltbevoelkerung in Staedten, bis 2050 sollen es knapp 70% sein. Wir leben in einer Zeit der rasanten Urbanisierung. Zum Beispiel lebten 1950 erst knapp 30% der Weltbevoelkerung in Staedten [1]. Vor etwa 2000 Jahren war ROM die erste Stadt mit mehr als einer Million Einwohnern und vor nur 6000 Jahren gab es – so Stand der Wissenschaft – noch keine einzige Stadt. Wenn man den Gedanken der Urbanisierung einmal konsequent zu Ende denkt, kann dies zu fruchtbaren Ergebnissen fuehren. Dieses Gedankenspiel moechte ich hier einmal durchdenken und anhand von Zahlen seine Plausibilitaet absichern.

Belegt durch [2] wonach in Afrika und Asien die typische Groesse eine Bauernhofs 1,6 Hektar ist, moechte ich heute einmal wieder ein Modell neu rechnen, was ich schon seit zwanzig Jahren immer mal wieder gerne als Gedankenmodell durchexerziert habe, und dass mir immer verlaesslich ein gutes Gefuehl fuer bestimmte Groessenverhaeltnisse gebracht hat. Es ist das Einstadt-, oder Geopolis-Modell der Weltbevoelkerung. Ein besserer Name ist mir nicht eingefallen. Die Frage lautet einfach, wie gross muesste eine einzige Stadt sein, die die gesamte Menschheit beherbergt und auch ernaehrt?

Afrikanischer Bauernhof

Die typischen Bauernhoefe Afrikas und Asiens ernaehren, obwohl sie meist vorindustriell bewirtschaftet werden jeweils eine ganze Familie. Die durchschnittliche Familiengroesse liegt in Afrika bei 7 bis 10 und in Asien bei 5 bis 6 Familienmitgliedern. Wir wollen in diesem Modell eine Kleinfamilie mit 4 Familienmitgliedern annehmen, so dass die Bevoelkerung mit der Zeit konstant bleibt. Die Sterberate bei hohem medizinischen Standard und das Vorkommen von Zwillingsgeburten sollen sich ungefaehr die Waage halten. Jede Familie hat also das Recht auf zwei Geburten. Familien, die keine Kinder haben moechten oder koennen, koennen ihr Geburtenrecht uebertragen, so dass es hier und da auch Familien mit vier Kindern oder mehr gibt. Insgesamt bleibt die Bevoelkerung konstant. Unser Bauernhof soll grosszuegig 2 ha umfassen und damit problemlos vier Personen alt hergebracht, ohne die Methoden der neuzeitlichen Landwirtschaft gut ernaehren, oder anders ausgedrueckt ein ha ernaehrt zwei Personen.

Colorado-Modell

Nehmen wir mal den US-Bundesstaat Colorado als unseren Stadtstaat „Geopolis Colorado“ an. Colorado hat eine Ausdehnung von 612 km mal 451 km, das sind ca. 276.000 qkm oder 27 Mio ha. Dann koennte die Flaeche von Colorado so 52 Mio Menschen ernaehren. Das klingt erst einmal nach viel, ist es aber nicht, denn diese Menschen betreiben Landwirtschaft wie im Mittelalter.

Denken wir uns nun erst einmal die Stickstoffduengung hinzu, um den verbrauchten Bodenstickstoff auszugleichen, dann steigert sich der Ertrag gleich um das Vierfache und der ha koennte 8 Personen ernaehren, bzw. Colorado ca. 200 Mio Menschen [3].

Nun bewaessern wir alle Anbauflaechen, um den Ertrag um weitere 50% zu erhoehen, der ha ernaehrt nun 12 Personen und Colorado 300 Millionen. Duengung, Pflanzenschutz und konsequente Bewaesserung sind die heute ueblichen Techniken, hohe Ertraege einzufahren. Wie koennen wir noch mehr Menschen mit der Flaeche von Colorado komplett ernaehren?

Wir bauen Treibhaeuser und erhoehen die CO2-Konzentration auf einen fuer Pflanzen viel besseren Wert. Damit machen wir uns unabhaengig vom Wetter und den Jahreszeiten, fuehren den Pflanzen mehr ihres Baustoffes CO2 zu und erreichen nun pro Flaeche die etwa sechsfache Produktivitaet [4]. Die Nahrung fuer 70 Personen pro Hektar wurde in Versuchstreibhaeusern schon in den Siebziger Jahren, also vor 40 Jahren erreicht, und stellt heute kein grosses Problem mehr dar. Nun koennten wir also durch Treibhaeuser 70 Personen pro Hektar ernaehren und 1,8 Milliarden Menschen in unserer Geopolis Colorado ernaehren.

Bis jetzt war alles sehr konservativ, werden wir jetzt mal etwas optimistischer. Wir wollen die modernsten, heute sich noch in Forschung befindlichen, mehretagigen Treibhaeuser bauen, um den Vegetations-Etagen-Effekt des Urwaldes zu nutzen und wirklich jeden einzelnen Lichstrahl in Pflanzenproduktion zu wandeln. Es sollen Hydrokulturen sein, die den Pflanzen die Naehrstoffe optimal zufuehren, der CO2-Gehalt soll fuer Menschen bereits toxisch sein, fuer Pflanzen ideal, so dass man die Treibhaeuser nur mit Atemmaske betreten kann. Zusaetzlich sollen die Treibhaeuser nachts durchgehend mit einer dem Tag vergleichbaren Lichtleistung beleuchtet werden und im Winter durchgehend beheizt. Durch diese fuenf Massnahmen: Hydrokultur, maximale CO2-Zufuhr, Etagenwuchs, warme Temperaturen und naechtliche Beleuchtung steigern wir die Pflanzenproduktion noch einmal gut um den Faktor Vier und sind damit an der aeussersten heute denkbaren Grenze angelangt. Dann sind wir bei 280 Personen pro Hektar oder 7,2 Milliarden Menschen, die durch Geopolis Colorado ernaehrt werden koennten.

Jetzt ist noch die Frage, wo diese 7,2 Milliarden Menschen leben sollen? Bisher redeten wir ja nur von Anbauflaechen.

Dystopischer Loesungsansatz 1: Der gigantische Zentralquader. Angenommen im Zentrum Colorados befindet sich eine Grossstadt mit 30km mal 30km Ausdehnung. Wenn man sie flach baut und jedem Einwohner eine Wohnflaeche von 100qm zusteht, kann sie immerhin schon 9 Millionen Menschen beherrbergen. Wenn man ihr 800 Etage gibt und sie 1000 Meter in die Hoehe und 1000 Meter in die Tiefe baut, koennen dort 7,2 Milliarden Menschen bequem leben. Ein riesiger Quader von 1000 Metern Hoehe ueber dem Erdboden und 1000 Metern Tiefe und 30km mal 30km Seitenlaenge. Eine Stadt wie ein riesiger Ameisenhaufen.

Utopischer Loesungsansatz 2: Die Stadt der gruenen Glasdaecher. Angenommen die gebauten mehretagigen Hydrokulturtreibhaeuser haben von Vornherein drei bewohnte Untergeschosse vorgesehen. Diese Geschosse besitzen Glasdecken und Boeden, das ein Restlicht von den oberen Treibhaeusern durchscheint. Wenn nun wieder jedem Buerger 100 qm zustehen, kann Colorado mit einer Gesamtflaeche von 276 * 10^11 qm so 2,76 Milliarden Menschen und auf drei Ebenen 8,2 Milliarden Menschen bequem beherrbergen. Das heisst, bei 7,2 Milliarden Buergern liegt die Wohnflaeche bei 114 qm pro Person. Die Menschen leben unterhalb der oberen Gewaechshausebenen auf drei Wohnetagen. Im Erdgeschoss befindet sich die Infrastruktur, d.h. Verkehrswege, Fabriken, Lager, etc.

Geopolis Colorado – mit zwei Zufahrtsstrassen und der Sicht auf das Erdgeschoss, die drei Wohnetagen und die Treibhausetagen darueber

Utopischer Loesungsansatz 3: Die Stadt der Einmillionen Tuerme. In einem riesigen Feld von zusammenhaengenden Glashaeusern von 612 mal 451 km Flaeche, der Ausdehnung Colorados, stehen eine Million Tuerme, also Tausend mal Tausend Tuerme mit jeweils im Durchschnitt 530 Metern Abstand zueinander. Diese Tuerme sind im Durchschnitt 1000 m hoch und 100m tief im Boden verankert, haben im Durchschnitt 400 Etagen und im Durchschnitt eine Grundflaeche von 50 mal 50 Metern also 2500 Quadratmetern. Sie bieten insgesamt 7,2 Milliarden Einwohnern eine Flaeche von 138 Quadratmetern pro Kopf. Der Verkehr findet mit Hubschraubern, Bahn und Elektroautos statt. Die Infrastruktur mit allen Bahnlinien, Strassen, Fabriken und Lagern befindet sich wiederum im Erdgeschoss der Treibhaeuser. Es dominiert eine Architektur des Hochbaus ueber der riesigen Glasebene. Die Wohnungen und Arbeitsplaetze der Einwohner befinden sich in diesen herrlichen Tuermen.

Geopolis Colorado als Glasboden-Stadt der Einmillionen Tuerme

Man wuerde Geopolis Colorado vom Weltraum aus als kleines glitzerndes Viereck gut sehen. 7,2 Milliarden Menschen, alle Menschen, die heute auf dem Planeten Erde leben haetten in Geopolis Colorade viel Platz, viel Nahrung, die beste medizinische Versorgung und ein langes, gesundes Leben. Sie wuerden 0,05% der Erdoberflaeche, 0,18% der Landoberflaeche der Erde oder 2,8% der Landflaeche der USA verbrauchen. Der Rest der Erde waere absolut menschenleer! Ein ganzer Planet ohne Menschen, wie vor 2 Millionen Jahren.

Geopolis Colorado ist nur ein Gedankenspiel und kein ernstgemeinter Vorschlag. Es ist gedacht, ein Gefuehl fuer Groessenverhaeltnisse zu bekommen. Ich moechte in dieser utopischen Stadt sicher nicht leben.

USA mit Geopolis Colorado

Eine logische Weiterfuehrung des Gedankenspiels Geopolis koennte jetzt noch lauten: wieviele Geopolis Colorados passen in die USA? Vielleicht zwanzig – grosse Teile des Landes sind durch Gebirge Fluesse, Suempfe und Seen nicht ohne weiteres bebaubar. Die letzte Frage waere dann, wieviele Geopolis Colorados passen auf die Erde? Das kann sich jeder selbst ausrechnen. Ich moechte jedoch etwas nachhelfen.

Die Erde verfuegt ueber 13 Mio qkm Ackerland (47 Colorado-Flaechen) und  25 Mio qkm Grasland (90 Colorado-Flaechen). Das sind ihre fruchtbarsten Regionen, die zusammen 7,5% der Erdoberflaeche oder 25% der Landflaeche der Erde ausmachen, und die nach dem Vorbild Geopolis bebaut knapp eine Billion Menschen technisch relativ problemlos in Wohlstand und mit viel Lebensraum beherbergen und sehr gut ernaehren koennten.

Die Steppen, Wuesten und Eiswuesten der Erde, wie auch all ihre Gebirge, Seen- und Flusslandschaften, und natuerlich ihre Ozeane blieben trotz einer Billion Menschen so von einer Bebauung voellig unberuehrt. Diese riesige Wildnis, die absolut menschenleer waere, immerhin 75% der Landflaeche der Erde, koennte den Gegenpool zu der extremen Bebauung der Geopolis darstellen und waere meiner Meinung nach fuer das psychologische Wohlbefinden der Menschen als Ausgleich zum emsigen Stadtstaat entscheidend. Trotz einer Billion Menschen: mit einem Gelaendewagen und einem Wanderrucksack ausgeruestet wuerde man sich vom Stadtrand aus sehr schnell in der fast unendlichen Einsamkeit der Erde verlieren. Das kingt paradox aber Zahlen luegen nicht.

[2] http://www.weltagrarbericht.de/themen-des-weltagrarberichtes/baeuerliche-und-industrielle-landwirtschaft.html

[3] http://www.presseportal.de/pm/29845/2220498/stickstoffduengung-sichert-brot-fuer-51-millionen-bundesbuerger

[4] http://www.adlershof.de/newsview/article/oekologische-gewaechshaeuser-mit-durchblick/?no_cache=1&cHash=2209e293f41e5a19a7f11956e77dc34c

Über monstermaschine

Blogger, Diplom-Ingenieur, TU, Raumfahrttechnik, Embedded Systems, Mitglied VDI, DGLR

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