Компьютерра PDA N122 (09.07.2011-15.07.2011)

• атмосферой и гидросферой (энергия ветров, рек и течений);

• солнечными батареями;

• термоядерная энергия предыдущих поколений звезд (ядерная энергия распада тяжелых элементов; часть тепловой энергии недр Земли);

• энергия распределения масс и импульсов в эпоху формирования Земли (выделение тепла вследствие гравитационной дифференциации планеты) и при образовании системы Земля-Луна (энергия приливов).

Ядерная энергия вносит свой вклад в проходящие на поверхности Земли процессы (известен даже естественный ядерный реактор, который действовал в геологическом прошлом), но непосредственно использует эту энергию один-единственный вид. Наш. Это одна из уникальных наших особенностей, но, вероятно, еще не самая важная.

Какой из источников энергии дает ее современному человечеству больше всего? Ископаемое топливо. Рассказать о его значении? "Нефть - кровь экономики"; "газовая труба - главное оружие России"; "действительная причина войн последних десятилетий - передел рынка энергоносителей и колебания цен на нефть": вы слышали все это.

В чем главная разница между использованием энергии современного и ископаемого фотосинтеза? На болотах каменноугольного периода росли родственники современных хвощей, плаунов и папоротников. В них шли те же процессы, что идут и сейчас. И сегодня отмершие части растений попадают на дно водоемов, богатых органикой. У дна, под слоем ила, где нет свободного кислорода, идут трансформации отмершей биомассы. Образование торфа - довольно быстрый процесс. Уголь получается за большее время...

Для нас сейчас важны две грани отличий современного и ископаемого фотосинтеза. Во-первых, потребление продуктов современного фотосинтеза ограничено его интенсивностью; потребление горючих ископаемых зависит от эффективности их добычи и сжигания. Во-вторых, продукты современного фотосинтеза - возобновимый ресурс. Ископаемое топливо - невозобновимый.

Грубо говоря, на 1 квадратный сантиметр внешней поверхности планеты, перпендикулярной солнечным лучам, падает чуть меньше двух калорий в минуту. Атмосфера что-то фильтрует, а что-то рассеивает; растения преобразуют в энергию химической связи около одной тысячной части попавшей на них солнечной энергии. Итого, возможная продуктивность фотосинтеза на планете - конечная величина, имеющая верхний предел. Естественно, реальная продукция биосферы далеко до него не дотягивает: на значительной части поверхности суши не хватает воды, на значительной части поверхности океана не хватает элементов минерального питания.

Потребители продуктов современного фотосинтеза преобразуют не больше энергии, чем ее фиксируется - конечно, в пересчете на определенный период времени. Деревья в лесу растут летом, а печку дровами топят зимой, однако на круг годовое потребление ограничено продукцией. Да, можно сжигать больше дров, чем нарастает леса, но в пересчете на столетие ограничение останется в силе.

Человечество обошло это ограничение благодаря ископаемым! Горючие ископаемые лучше и удобнее древесины - раз. Ископаемое топливо концентрируется в определенных местах - два. Копай шахту и вынимай слой за слоем уголек - топливо, которое не зависит от того, шумят над ними леса или перевеивается песок пустыни.

И тут выясняется, что уголек - невозобновимый ресурс. Это существенно? Весьма. Ручей, бегущий от горных ледников, будет течь, пока в горах будет выпадать снег зимой и дождь летом. Конечно, со временем прекратится и это (Земля находится сейчас примерно на середине своего жизненного пути), но думать об этом пока рано. Ручей, вытекающий из о-о-чень большой цистерны, обречен иссякнуть, когда она опустеет.

Виды, существующие благодаря ручейку современного фотосинтеза, потенциально могут оставаться в этом состоянии неограниченно долго. Условия будут меняться, потребуются какие-то изменения, но можно надеяться, что подобные организмы смогут вести относительно постоянный образ жизни и в достаточно далеком будущем.

Человечество, главным источником энергии которого являются невозобновимые ресурсы, уже в силу этого находится в переходном состоянии. Можно спорить о сроке, в течение которого источники нашей энергии кардинально изменятся; само такое изменение неизбежно. Сейчас мы (по очень грубой оценке) сжигаем за год столько горючих ископаемых, сколько их образовывалось за миллион лет.

Да, кстати, а источники ядерной энергии - они ведь тоже невозобновимы? Да. Но исчерпать их нелегко. Есть весьма редкие изотопы, доступность которых сильно ограничена, и есть относительно распространенные, запаса которых, как говорят, хватит весьма надолго.

Вернемся к чашке кофе. Кажется, есть решение. Греть утренний кофе на костре, а не на газовой плите (ну и, может быть, на электроплите, питаемой то ли от АЭС, то ли от ветряков) - и наши правнуки окажутся способны наслаждаться тем же ароматом? Увы. Дело в том, что производство кофе и сахара, тех самых веществ, которые мы потребляем, потребовало большего "расхода" ископаемой энергии топлива, чем современной энергии растительного фотосинтеза.