ПЕРВОПРИЧИНА ДЕГРАДАЦИИ БИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ - ОДНА. ВСЕ ОСТАЛЬНОЕ - ДЕСТАБИЛИЗАЦИЯ КЛИМАТА,

ПЛОХАЯ ЭКОЛОГИЯ И НАШИ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, - ЛИШЬ ЕЁ СЛЕДСТВИЯ.

И СОСТОИТ ОНА В НЕДОПУСТИМО ВЫСОКОЙ ЧИСЛЕННОСТИ ЛЮДЕЙ НА ЗЕМНОМ ШАРЕ.

понедельник, 28 марта 2011 г.

Энергетические этюды ( I )

Думаю, человечество озаботилось в последнее время вопросами биоемкости экологических систем и продуктивностью биоценозов Земли не столько из научно-познавательных побуждений, сколько из чисто шкурных интересов. Ибо генерируемая ежегодно биомасса планеты есть в первую очередь ЭНЕРГИЯ ЖИЗНИ. Энергия пищи (пищевые килокалории) и энергия теплохимического преобразования биомассы (древесины, угля, нефти). Кстати, надеюсь никто из серьезных читателей не станет оспаривать биогенную природу происхождения ископаемого топлива – угля, нефти и газа (из растительных и животных остатков, преимущественно планктона).
Так что поговорим далее об энергии биомассы в двух ее главных ипостасях: пищевой энергии биомассы физиологически необходимой каждому индивидууму для поддержания жизни, и об энергии теплохимического преобразования биомассы (в основном ископаемой и невозобновимой), без которой сама человеческая цивилизация, как заправский наркоман, уже не может существовать.

Но для начала, несколько занудных но непреложных истин:
Вся энергия, необходимая для поддержания жизни на Земле поставляется солнечным излучением. Из общей мощности солнечного излучения в 174 ПетаВатт (174•1015ПВт) направленной на нашу планету, лишь 80-89 ПВт достигают поверхности земли и океана. Однако, энергия солнечных фотонов не может накапливаться сама по себе, ибо они (фотоны) не обладают массой. Поэтому энергия солнечного излучения, рассеивается из атмосферы и с поверхности Земли в виде довольно бесполезного теплового излучения. И только лишь мизерная часть излучения, а именно та которая улавливается растениями путем фотосинтеза, может накапливаться, превращаясь из солнечной энергии в энергию органического вещества (биомассу), используемую далее всеми другими живыми организмами планеты, а также самими растениями. В свою очередь, мощность потребления энергии растениями ограничена потоком энергии солнечного излучения и коэффициентом фотохимического преобразования энергии солнечного излучения в энергию органического вещества.


Говорят, что энергетическая "ценность" планетарного фотосинтеза в годовом исчислении составляет 3000 эксаджоулей (3000•1018 Дж)
Годовой солнечный поток и
энергопотребление человеческой цивилизации
Солнечная энергия поглащаемая атмосферой и поверхностью планеты
          3,850,000 EJ
Ветровая энергия
2,250 EJ
Энергия фотосинтеза (Биомасса)
3,000 EJ
Первичное энергопотребление человечества (2005 г.)
487 EJ
ИсточникEnergy from the Sun
Также как и биопродуктивность, энергопродуктивность растительного покрова сильно отличается в различных биоценозах. Максимальная энергетическая продуктивность растительной биомассы в тропиках достигает 2 Вт/м2, уменьшаясь до 0,5 Вт/м2 в умеренной (бореальной) зоне.
В то же время, метаболическая мощность одного человека расходуемая на поддержание биохимических процессов в человеческом теле составляет не менее 100 Вт., и так же как и у остальных животных зависти от размера тела. Однако 2 Вт (усредненно) собираемые с 2 квадратных метров это очень мало и не может обеспечить потребности даже неподвижно лежащего человеческого тела, которое требует, в расчете на квадратный метр, в 50 раз больше биоэнергии. 
В физиологии существует даже такой термин как «Основной Обмен» - минимальные затраты энергии для бодрствующего в положении лежа, в состоянии эмоционального покоя организма, и составляющие в среднем 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен приблизительно равен 1700 ккал, у женщин 1500 ккал.
Однако, чтобы набрать ежедневно такое колличество каллорий, человеку необходимо двигаться, собирать, ловить, выращивать эту самую растительную либо животную биомассу. Или зарабатывать как-то иначе, что бы купить эту самую пищу. В любом случае нужно двигаться, поэтому реальный ежесуточный расход энергии намного больше: от 10000 КДж (2390 Ккал) до 15000 КДж (3580 Ккал).
Вот почему, согласно непреложным законам биологической жизни на Земле, человек и все остальные животные могли и могут существовать только обладая и передвигаясь по некой достаточной личной территорией покрытой энергетически активным слоем растений генерирующих биомассу.
Причем, эти самые законы так хитро устроны, что чем больше масса тела живого организма тем меньше доля общих биоресурсов потребляемых данным видом. Скажем, самые маленькие организмы - бактерии и грибки потребляют 90 % производимой биомассы (в основном отмирающей), в то время как на долю всех организмов с размером тела более одного сантиметра (вкл. млекопитающихся и человека) отведено потребление лишь одного процента глобальных ресурсов биомасы (около 30 ЭДж). (См.: «КТО КЕМ ЗАКУСЫВАЕТ?» – основа биологической жизни на Земле)

Примерно все так и было на протяжении всей истории эволюции человека: и в эпоху мускульной энергетики (с момента первого зажженного костра и вплоть до Х века нашей эры), и в эпоху механоэнергетики на возобновимых ресурсах использующих силу ветра и воды (с IX-XI веков до конца XVIII века). (См.: Реквием по техносфере)
Однако XIX все изменил/испортил...
Как только оказалось, что созданное и контролируемое человеком изделие - машина, состоящая из топки, котла и парового двигателя, может развивать мощность многих лошадиных сил, направление общественного прогресса и дальнейших взаимоотношений человека с природой было однозначно предрешено.
Наступила эпоха химической теплоэнергетики на невозобновимых энергоресурсах
С добычей первой тонны нефти из буровой скважины в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку началась заключительная фаза энергетического безумия человеческой цивилизации.
В 1860 году человечество еще вмещалось в природное энергетическое "прокрустово ложе": мировое энергопотребление составляло 18 ЭДж (5•1012 КВт∙час в год), однако к концу ХХ века энергопотребление уже достигло 420 ЭДж (116,5•1012 КВт∙час в год), чтобы в 2007 году впервые перевалить за отметку 500 ЭДж - 508,5 эксаджоулей.
Зачем человечеству понадобилось такое огромное количество энергии, да еще и невозобновимой?
Неужели для осуществления благороднейшей миссии: накормить досыта всё голодающее земное население? Однако, не очень-то похоже на правду, при миллиарде ныне недоедающих по всему свету... 
Вот почему пришлось немного попотеть, собирать по крупицам информацию, чтобы в конце-то концов отделить зерна от плевел, то-бишь энергию потреблюемую в пищу от всего остального энергопотребления:

Как видите, до начала эпохи нефтяного безумия, доля пищевой энергии составляла 19% от всего энергетического бюджета нашей цивилизации, в то время как сегодня пищевая энергия составляет лишь 5% от общего баланса энергопотребления. 
Зачем же нам тогда остальная энергия?
А дело в том, что остальные 95 % - это наши цивилизационные понты. Наращивание военного, технологического и инфраструктурного могущества в геополитических играх, или попросту говоря, в безобразных внутривидовых разборках за те же самые невозобновимые ресурсы без которых так прекрасно обходились и жили в гармонии с природой еще 150 лет назад.
Вот такая дебильная энергетическая диалектика...

7 комментариев:

  1. Переход на новый энергетический уровень был шагом на пути перехода человечества на новый уровень - сперва пар, потом бензин, затем атом - и вот человечество летит к звездам, покоряет другие миры - еще тридцать лет назад все свято верили в то, что вот-вот и космос откроет нам свои просторы и мы из своей земной колыбели вырвемся на просторы Вселенной. Так вот думали, но...
    ... но в реальности НТ прогресс без прогресса морали ни к чему не привел. Человечество не полетит к звездам - какие-то высшие силы не пустят обуреваемых алчностью существ в далекий космос. НТ прогресс без морали = гибели как самого человека, так и мира в котором он живет. Первобытному человеку нельзя было бы давать в руки гранату - он бы убил и себя и других. Так вот, а если задуматься, а было ли человечество морально готово к использованию всех тех плодов, которые принесла с собой НТ революция и правильно их использовать или же оно наоборот отбросило мораль и скатилось в техноварварство?

    Вопрос риторический однако....

    ОтветитьУдалить
  2. а ведь еще диоклетиан кажется отказался когда-то давно от наивысших понтов и удалился выращивать капусту...
    когда у меня появился выбор - купить машину или дом в деревне, я выбрал дом. и не пожалел ни разу... )

    ОтветитьУдалить
  3. Анонимный14 июля 2011 г., 14:44

    По расчёту, самому жёсткому, Земля и солнечная энергия способны прокормить в полном достатке и комфорте - 500 млрд. человек.
    Кстати, именно такое количество т.н. душ человеческих ("питрисов") известно было испокон веков тайноведам и прорицателям.
    Сходимость - абсолютная!!!
    Президент Русского Физического Общества - Владимир Родионов
    http://www.rusphysics.ru

    ОтветитьУдалить
  4. только-лишь культура во всех ее аспектах является залогом выживания человечества.и конечно-же западная цивилизация никогда не имела ничего общего с культурой

    ОтветитьУдалить