Мистер Томпкинс внутри самого себя. - Гамов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
198
Мистер Томпкинс внутри самого себя
стала возможна эволюция животных. Животные питаются растениями и используют содержащиеся в растениях сахара и другие соединения, «сжигая» их с помощью кислорода. При этом животные получают много энергии в количествах, недоступных до появления растений и атмосферного кислорода.
На лице мистера Томпкинса появилось озадаченное выражение.
— Если животные сжигают органические соединения, соединяя их с кислородом, то каким образом кислород может накапливаться в атмосфере?
— Ответ заключается в том, что не все органические вещества обладают способностью подвергаться сожжению повторно. Часть их, сгорая, превращаются в твердые породы, например, в сланец и каменный уголь, и в нефть. Процесс превращения идет все время, и постепенно накапливается избыток кислорода. Все живые существа, взятые вместе, образуют своего рода гигантский двигатель, приводимый в движение солнечной энергией через вещество, циркулирующее в живых организмах. Около двух миллиардов лет назад, до появления хлорофилла, этот двигатель был очень маломощным, но затем он начал получать огромные количества энергии и существенно прибавил оборотов, мощность этого сверхдвигателя продолжает нарастать и поныне.
Вас может заинтересовать сравнение развиваемой им мощности с нашей собственной деятельностью. Недавно я спросил об этом у одного из знакомых физиков и был потрясен его ответом. По оценке современных ученых, общее количество солнечной энергии, падающей ежегодно на поверхность Земли, составляет 4 х 1017 киловатт-часов, или квт-ч, из них 1,7 х 1015 квт-ч, что составляет около половины процента, запасается в растениях в результате процесса фотосинтеза. Между прочим замечу, что только х/10 этого количества запасают растения, обитающие на суше, а остальные 9/10 приходятся на долю водорослей в океане. Если говорить не о долях, а о более осязаемом весе, то растительность ежегодно превращает в органические соединения 1,6 х 1011 тонн углерода из атмосферного воздуха. Большая часть этого количества снова возвращается в атмосферу в результате дыхания растений, гниения опавшей листвы и поваленных деревьев, лесных пожаров и т. п. И только один процент синтезированного вещества используется в качестве растительной пищи людьми, а еще полтора процента идут в пищу домашним животным. Кроме того, один процент идет на топливо — для обогрева жилых и производственных помещений.
По волнам океана
199
ПОЛНАЯ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕрГиД |||
— На этом рисунке, — продолжал натуралист, доставая из кармана своего сюртука листок бумаги, — который нарисовал один из моих друзей, по профессии физик, — поток солнечной энергии, падающий на Землю, и его последующее распределение изображены в виде системы больших и малых труб. По самой большой трубе поступает весь поток солнечной энергии, падающей на поверхность Земли, труба среднего диаметра соответствует энергии, поглощаемой растениями, а еще меньшая труба — энергии, запасаемой в ходе фотосинтеза. Доля сол-
200
Мистер Томпкинс внутри самого себя
нечной энергии, запасенной растениями и используемой человечеством, изображена в виде тонкой трубки, отходящей влево; она настолько тонка, что детали дальнейшего распределения энергии мы можем разглядеть только в лупу со 100-кратным увеличением. Взглянув в нее, вы сможете увидеть, что тонкая трубка разветвляется на три еще более тонкие, соответствующие энергии, потребляемой с пищей человеком, животными, и используемой в качестве дров. Кстати, обратите внимание на узкую трубочку, соединяющую трубку «пища животных» с трубкой «пища людей». Это — усредненная нерастительная (в основном рыбная) диета людей, населяющих Землю. Трубка с надписью «дрова» впадает в более широкую трубу, соответствующую энергии, ежегодно получаемой из угля, нефти и природного газа. Это незаменимые источники энергии стали доступны для нас в результате фотосинтеза, который растения осуществляли в далеком прошлом на протяжении геологических эпох. Теперь мы подходим к превращению всех этих потоков энергии в полезное тепло, т. е. к процессам, в которых мы несем огромные энергетические потери. Даже в нашу лупу со 100-кратным увеличением трубки, несущие полезную энергию, выглядят очень тонкими. Из 2,1 х 1012 квт-ч полезного тепла только 1,2 х 1012 квт-ч превращаются в механическую энергию, 0, 2 х 1012 квт-ч — в затраты на физический груд, а 0,1 х 1012 квт-ч — в работу, производимую тягловыми животными. Тонкая трубка, идущая прямо из основного потока солнечной энергии, несет внутри себя 0, 2 х 1012 квт-ч гидроэлектрической энергии. Общее количество в 2,9 х 1012 квт-ч полезной энергии расходуется главным образом на промышленную обработку материалов (1,8 х 1012квт-ч), домашние потребности (0,8 х 1012 квт-ч) и добычу сырья (0,3 х 1012 квт-ч). Нарисованная моим приятелем-физиком картинка дает ясное представление о том месте, которое мы, люди, занимаем в мире живого.
— Теперь я вижу, — подтвердил мистер Томпкинс, — что мы используем лишь малую толику имеющейся энергии. Но наша цивилизация непрестанно развивается, и мне не раз приходилось слышать, что практически предел нашего роста просто не существует.
