Electricityивотворна електрична енергија - Како живите суштества ја споделуваат енергијата на сончевата светлина ScienceBlog
Поголемиот дел од светлината што стигнува од Земјата од сонцето се трансформира во топлина и порано или подоцна повторно го напушта нашиот свет. Како и да е, сончевата енергија стана животен електрицитет во кој учествуваат сите - преку синџирот на исхрана.
«Сонцето изгреа во близина на Падерборн/Со многу бурен гест./Тоа е навистина морозна работа -/Осветли ја глупавата земја! “ - Со овие зборови од «Германија. Зимска бајка »му дава огромно значење на Хајнрих Хајне за нашата земја, иако во спротивно, малку му преостанува во неговата епска горчлива стих. Сонцето ни дава само десет милијардити дел од својата светлина - а повеќе од половина потоа се проголта од нашата атмосфера или се рефлектира назад во вселената.
Секој квадратен метар од површината на земјата во просек прима околу 1700 килокалории енергија во вид на видлива светлина, која во голема мера се трансформира во топлина и порано или подоцна ја напушта земјата како инфрацрвени зраци.
Фаќање на сончева енергија
Како и да е, едноклеточните организми успеаја да фатат мал дел од оваа светлосна енергија и да живеат од неа пред скоро четири милијарди години. Другите живи суштества наскоро научиле да се хранат со овие светлојади - а со тоа и индиректно со сонцето. Сончевата енергија стана животворна електрична енергија, чии безброј гранки ја хранат разновидноста на животот на нашата планета. Само примитивни едноклеточни организми кои живеат длабоко под површината на земјата или во близина на вулкански пукнатини и користат геохемиски процеси како извор на енергија да избегаат од оваа струја.
Енергијата е способност за работа. Ниту може да се создаде ниту уништи, туку само да се претвори од една во друга форма: од светлина во топлина, од движење во електрична струја - и од ова во скоро сите други форми на енергија. Иако килокалоријата е официјално застарена како мерка на енергија, сепак се користи од пошироката јавност. Една килокалорија може да загрее еден литар вода за еден степен Целзиусов - и да дозволиме да одиме околу тринаесет метри или да живееме една минута. Под погрешното име „калории“, таа ги тиранизира животите на безброј луѓе кои задржуваат енергија од своите тела за да се занесат во бизарниот идеал на виткост.
Без разлика колку ние луѓето уживаме во загревачката светлина на сонцето - тоа не може да нè храни директно. Секој гладен тропски жител е модерен тантал. Само растенијата и едноклеточните организми кои користат светлина можат да го користат магичното стапче светлина за да ги трансформираат јаглерод диоксидот и водата во органска „биомаса“. Ова ги снабдува тревојадите со гориво за пожарите на дишењето на клетките, а со тоа и животната енергија.
Истекување на сончевата енергија во синџирот на исхрана
Таквиот паразитизам доаѓа многу скапо за тревопасните животни: Тие можат да заштедат само околу една десетина од светлината што се складира во растенијата во нивната сопствена биомаса затоа што користат енергија за движење и за одржување на температурата и хемискиот состав на нивните тела константни. Еден килограм храна за растенија затоа често обезбедува помалку од сто грама месо. Губењето на енергијата е уште поголемо за предаторите, бидејќи тие обично го ловат својот плен со голема потрошувачка на енергија на долги растојанија.
„Пропуштањето“ на сончевата енергија во овој синџир на исхрана е драматично. Во дивината, растенијата складираат само околу половина процент од сончевите зраци како биомаса за време на нивниот живот, тревопасни животни неколку стотинки и предатори десет пати помалку. Затоа знаеме за големи стада ирваси или антилопи, но не и за тигри или леопарди. Би било уште полошо за животните кои се хранат со други предатори. Предатор кој главно јадел леопарди, би морал да чека во редот толку многу назад во редот за соларна енергија што никогаш не би можел да се размножува доволно. Затоа, не е ни чудо што леопардот нема природен непријател. Овие неисцрпни правила на синџирот на исхрана важат и за нас луѓето. Секој од нас треба да потроши околу 700.000 килокалории хемиска енергија годишно во форма на употреблива храна со цел да води здрав и нормален живот на долг рок. Како вегетаријанци, жителите на градот Цирих можеа да живеат на помалку од сто квадратни километри површина за одгледување, но со диета со чисто месо, површината што се бара - а со тоа и цената на храната - ќе биде околу пет до десет пати поголема.
Култури, гени
Потрагата по сончева енергија исто така го обликувала развојот на човечките култури. Како ловци и собирачи, нашите номадски предци мораа да шетаат по широки области со цел да си обезбедат дел од сончевата енергија. Земјоделството и интензивното одгледување говеда им овозможија да се согласуваат со помалите области, да се населуваат, да основаат градови и да развиваат висока култура. Со цел да се произведува повеќе и повеќе храна во сè помали простори, денес користиме огромна количина на вода, вештачки ѓубрива, пестициди и нафта. За да создадеме една килокалорија храна, често мора да согориме една килокалорија нафта. Нашето индустриско производство на храна стана гротеска машина што го претвора маслото во храна.
Нашите гени ни помагаат и во потрагата по сончева енергија. Пример за ова даваат два тесно поврзани аријални кланови во Кенија, од кои едниот живее како номадски сточари во планините, а другиот како седечки земјоделци во низините. Ретка генска варијанта (варијанта на генот на рецепторот на допамин DRD4 (забелешка на уредникот)), што е особено честа кај луѓето со агресија, недостаток на концентрација, импулсивност и хиперактивност, се наоѓа кај номадските ариали главно кај добро хранети и мускулни ариалци, но главно кај седечки ариалци неухранети и мускулести мажи. Ова укажува дека оваа генетска варијанта е поволна за номадите, но неповолна за земјоделците кои не седат. Импулсивноста, агресивноста и можноста за брза реакција можат да им помогнат на номадите да ги бранат стадата, да откријат нови пасишта или да научат како деца дури и под нестабилни услови за живот - и на тој начин да обезбедат соодветна исхрана. Меѓутоа, во селската заедница ваквите карактеристики ќе бидат повеќе пречка.
Независно од сончевата енергија - нуклеарна фузија?
Ние, луѓето, тргнавме напред рано во редот за сончева енергија: со припитомувањето на огнот, ја отворивме сончевата енергија што ја чуваа живите суштества што користат светлина со години или дури милиони години. И со тркала од ветер и вода, соларни централи и соларни ќелии, целосно ја избегнавме оваа редица. Но, токму нуклеарната фисија отвори широко применлив извор на енергија што не е наследство на нашето сонце. Можеби еден ден ќе можеме да создадеме вештачки сонца преку скротената фузија на атомските јадра во фукционите реактори. Овие ќе ни дадат топлина и електрична енергија на луѓето, но не и доволно светло за живот на нашата „глупава земја“. Тие никогаш не би можеле да го заменат животворниот прилив на природна сончева светлина.