изменение энергии биосферы

энергия биосферы и ее изменение

Всем известна сказка про волшебную лампу Аладдина. Небольшой сосуд содержал в себе силу, способную в мгновение ока возводить и разрушать дворцы, рождать бури и смерчи, перемещать горы и осушать моря.
Именно такой лампой Аладдина для современного человечества является промышленность.
Трудно представить, что все населённые пункты и промышленные объекты, включая заводы, электростанции, дороги, склады, карьеры и аэродромы, занимают менее 3 % площади Земли. Но именно здесь производится основное богатство современной цивилизации, создаются те блага, которые каждодневно окружают нас одежда и электроника, машины и дома, книги и мебель. В развитых странах промышленность и основанная на ней сфера услуг дают более 95 % валового внутреннего продукта. Даже продукция сельского хозяйства создаётся сейчас не столько на полях и фермах, сколько «на заводах и фабриках», ведь для того чтобы вырастить урожай, нужны трактора, удобрения, электроэнергия и пр.
Однако промышленность не только дала человеку не виданное ранее могущество, но и стала изменять святая святых планеты — потоки энергии, круговорот веществ, химический состав биосферы.
«Солнце своим лучистым светом дарит жизнь» — так было написано на стене храма богини Артемиды в Эфесе. Действительно, вся биосфера в течение миллионов лет жила в основном за счёт этого источника энергии. За счёт него существовал и человек, причём не только в эпоху охоты и собирательства, но и в период доиндустриального сельского хозяйства. Вся получаемая людьми в то время энергия — продукты питания, работа лошадей и волов — была переработанной энергией солнца. Даже речные плотины и ветряные мельницы являлись всего лишь устройствами для преобразования солнечной энергии в механическую, ведь именно она приводит в движение атмосферу и круговорот воды. Поэтому и «энерговооружённость» человечества в те времена была небольшой. В эпоху охоты и собирательства на одного человека приходилось около 4 тыс. ккал в сутки — примерно столько энергии необходимо взрослому мужчине, чтобы выжить в суровых условиях при тяжёлой физической работе. С развитием сельского хозяйства к XV в. эта величина выросла примерно в 5 раз — до 20 тыс. ккал в сутки.
В XX в. с ростом промышленности ситуация кардинально изменилась: в качестве источников энергии использовались уголь, нефть, газ, уран. Энергетическая мощь человечества неизмеримо возросла: сегодня в развитых странах на одного человека приходится до 250 тыс. ккал в сутки! В результате человечество стало третьим по величине источником энергии на нашей планете. Люди вырабатывают примерно 0,02 % той энергии, которая приходит к Земле с солнечными лучами, и лишь немногим меньше, чем поступает из глубин Земли.
Казалось бы, 0,02 % — это очень мало. Но в экологии существует «правило одного процента»: изменение энергетики экосистемы более чем на 1 % (а иногда и меньше) выводит её из равновесия. Все мощнейшие геологические и климатические явления на Земле — извержения вулканов, тайфуны и циклоны — имеют суммарную энергию не более 1 % энергии солнечного излучения, поступающего на поверхность планеты. Даже весь растительный покров Земли за год в процессе фотосинтеза накапливает энергию, которая не превышает эту величину.
Поэтому энергетический вклад человечества не так уж мал. К тому же люди совершенно по-другому перераспределяют её по поверхности планеты. Если больше всего солнечной энергии получают экваториальный и тропические пояса, то максимум энергии, произведённой человеком, — почти 50 % — приходится на умеренные широты Северного полушария. Совершенно уникальными объектами с этой точки зрения являются крупные города. Их заводы, котельные, электростанции, транспорт увеличивают энергетический бюджет городских территорий не на 1 %, а уже на 5 %. В результате климат городов значительно отличается от климата окружающих территорий.
Ещё сильнее, чем энергетику, человек изменил интенсивность круговоротов и химию Земли. Связано это с тем, что промышленность перерабатывает огромное количество самых разных веществ. Ежегодно человечество потребляет более 3,5 трлн тонн различных ресурсов — воды, воздуха, биомассы, металлов, нефти, т. е. по 700 т на каждого жителя планеты — целый товарный поезд из 12 грузовых вагонов! В результате интенсивность потоков и круговоротов многих веществ на Земле увеличилась
в несколько раз. Наиболее ярко это видно на примере «хлеба промышленности» — металлов. Ежегодно в мир