Глобальне потетепління

Карбівничий А.М.

Глобальне  потетепління, як реальна техногенна загроза людству.

 

       В  сучасному  цивілізованому світі напевно нема жодної людини,  яка б не чула про глобальне потепління. При цьому , подавляючи більшість тієї інформації , яку ми  отримуємо стосовно цієї дійсно глобальної проблеми по суті зводиться до констатації того факту, що одним з результатів тих природних та техногенних процесів , які відбуваються на Землі є поступове підвищення її середньорічної температури, яке в свою чергу призводять до танення льодовиків, підвищення рівня світового океану та затоплення певної кількості міст, сіл,  островів , тощо.

Певною мірою , такі уявлення про глобальне потепління  відповідають дійсності. Адже  одним з очевидних проявів цього техногенного явища, дійсно є певна зміна кліматичних умов  та підвищення рівня світового океану. Однак проблема глобального потепління не зводиться до банального  підвищення середньорічної температури та рівня світового океану. Ця проблема є дійсно глобальною і такою, від вирішення чи не вирішення якої по суті залежить доля того біологічного виду який називають “ homo sapience” тобто “людина розумна”.  Власне про фундаментальну суть глобального потепління та фундаментальні наслідки цього процесу, ми і поговоримо в межах даної лекції.

Відразу ж зауважимо,що зрозуміти глибинну, фундаментальну суть того що називають глобальним потеплінням, без розуміння фізичної суті того , що називають життям, без розуміння причин його появи та наслідків функціонування, – не можливо. Виходячи з цього , гранично стисло поговоримо про те, що таке життя, та як і чому воно виникло на Землі.

Не дивлячись на все різноманіття існуючих форм життя, та фантастичну складність тих процесів,  які власне і утворюють це життя, фізична суть життя є надзвичайно простою. І ця суть полягає в наступному. Фотосинтизуючі організми, а  простіше кажучи рослини, беруть з навколишнього середовища воду (Н2О) та вуглекислий газ (СО2) і під дією енергії сонячного світла, перетворюють їх на енергоємні молекули глюкози (С6Н12О6). Побічним же  продуктом цього процесу , який називаються фотосинтезом , є виділення вільного , молекулярного кисню (О2). Іншими словами :

                     Рослини : 6Н2О + 6СО2 + Е☼    →    С6Н12О6 + 6О2

По суті, рослинні організми перетворюють енергію сонячного випромінювання в енергію   хімічних з’язків :      Е☼   →    Ехім

Не фото синтезуючі організми , а простіше кажучи тварини , здійснюють зворотнє перетворення. Вдихаючи кисень та споживаючи глюкозу, а точніше похідні від неї білки, жири  і вуглеводні, тваринні організми знову перетворюють їх на воду та вуглекислий газ. При цьому отримана в результаті такого перетворення енергія , йде на здійснення тих процесів (рухів) які і називаються життям. Іншими словами :

       Тварини : С6Н12О6 + 6О2  →  2О + 6СО2 + Еруху

По суті,тваринні організми перетворюють енергію хімічних зв’язків в енергію упорядкованого руху складових частин цього організму :   Ехім  →  Еруху

Таким чином , фізична суть життя полягає в  складному, багато ступеневому кругообігу речовини та енергії , результатом якого є перетворення енергії сонячного випромінювання у відповідну кількість енергії упорядкованого руху частинок речовини :

Е☼  →   Ехім  →  Е    руху

Коли , як і чому  виникло життя на Землі ? Ці  питання бентежили уяву найвидатніших людей всіх часів і народів. Здається абсолютно очевидним , що така надскладна структура як живий організм не могла з’явитись випадково та сама по собі. Тому , не дивно, що ті люди, які розмірковували над проблемою виникнення життя, неминуче приходили до висновку :     життя – це справа рук над розумного та над всесильного Творця. Наука не заперечує обгрунтованність такого висновку. Більше того – наука повністю з ним погоджується. Просто в науці цього надрозумного та надвсесильного творця називають не Ісусом Христом, на Аллахом, не Буддою не богом Ра, а Природою.

По суті той бог , який в науці називають Природою, відрізняється від інших богів лише одним – прогнозованістю. Адже Природа діє за певними , чітко визначеними правилами , які називаються законами Природи. А ці закони є такими, що їх неможливо а ні відмінити, а ні замінити, а ні обдурити.  І ці закони стверджують, що за певних умов життя може самозароджуватись, тобто виникати з того , що називають неживою природою. Ці закони стверджують , що за певних умов , життя не лише самозароджуються , а й еволюційно само розвивається , і що практично неминучим результатом цього еволюційного саморозвитку є велике різноманіття форм життя . Іншими словами, відповідь сучасної науки на питання “ може чи не може самозароджуватись життя? “ , є однозначною , – може! Питання лише в тому, як часто зустрічаються ті умови, що є придатними для появи та еволюційного саморозвитку життя. А дослідження показують , що у Всесвіті такі умови зустрічаються дуже рідко.

Фактично нам надзвичайно пощастило, що 4,5 мільярдів років тому, в безмежних просторах Всесвіту сформувалась наша Сонячна система. Що в цій системі сформувалась така планета як Земля.  Що основу цієї планети склали не водень і гелій, а ті , більш складні атоми , які були синтезовані в надрах зірок  попередніх поколінь. Що існуючі на  Землі хімічні , температурні, магнітні, кліматичні, радіаційні, кінематичні та інші умови, виявились такими, що є сприятливими для появи життя. І це життя з’явилось. Дослідження показують , що вже через пів-мільярда років після того , як Земля стала планетою , на ній почали з’ являтися перші добіологічні форми життя.

Потрібно зауважити, що ті прадавні , до біологічні форми  життя , які почали з’являтись на Землі 4 мільярди років  тому,  були в тисячі , а то й  мільйони раз простішими за сучасні одноклітинні організми. По суті , добіологічні форми життя представляли собою відносно прості, обособлені молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти. Сьогодні подібні, але значно складніші молекули ми називаємо молекулами ДНК. Ці молекули мають одну характерну особливість.  За наявності сприятливих умов, вони беруть з навколишнього середовища необхідні матеріали і відтворюють собі подібні молекули. При цьому , після повного завершення самовідтворення, молекула ДНК розділяється на дві дзеркально симетричні частинки, які знову самовідтворюються  і т.д. Пройдуть сотні мільйонів років, перш ніж ці примітивні, по суті добіологічні форми життя, в процесі складного еволюційного відбору, трансформуються в перші одноклітинні організми схожі на сучасні бактерії. Власне, результатом цього складного еволюційного процесу, який триває ось вже 4 мільярди років і є сучасні форми та сучасне різноманіття життя.

Сьогодні ми не будемо говорити про те,  яким чином прості молекули неживої природи перетворились на перші молекули життя. Ми не будемо говорити про те, яким чином прадавні, до біологічні форми життя трансформувались в його сучасне різноманіття. Натомість , ми поговоримо про ті фундаментальні закони , які безумовно доводять, що за певних умов, життя не лише самозароджується , а й еволюційно само розвивається. Одним з таких законів є так званий принцип мінімуму  або  закон енергетичної доцільності.

Суть цього фундаментального закону зводиться до того , що енергетично доцільна подія рано чи пізно відбувається. Скажімо, підняте над землею тіло , рано чи пізно опиняється на землі. Опиняється тому, що ця подія є енергетично доцільною. Нагріте тіло рано чи пізно охолоджується. Охолоджується тому , що ця подія є енергетично доцільною . Намагнічене залізо, рано чи пізно розмагнічується. Розмагнічується тому, що ця подія є енергетично доцільною. Аморфний цукор , тобто той цукор, молекули якого розташовані хаотично, рано чи пізно кристалізується, тобто стає таким, молекули якого розташовані в певному, строго визначеному порядку.

До речі , прихильники позаземного , а по суті  , невідомо якого походження життя, полюбляють базікати про те, ніби то згідно з другим началом термодинаміки , безпорядок не може перетворитись на порядок , і що тому хаотично розташовані атоми неживої матерії не могли об’єднатись в високоорганізовані молекули життя. Реагуючи на таку  науково-подібну демагогію , не можу не зауважити : “ шановні академіки нетрадиційних наук, – читайте друге начало термодинаміки!”  Бо в цьому, дійсно важливому законі , мова йде не про те , що безпорядок не може перетворитись на порядок, а про те , що таке перетворення потребує певної енергетичної доцільності, тобто відбувається за певних енергетичних умов. І якщо такі умови існують, то безпорядок не лише може , а й неминуче перетворюється на порядок. Скажімо, якщо атоми (молекули)  практично будь-якої хімічно простої твердої речовини, будь-то заліза, золота, цукру, льоду , чи чогось іншого, розташувати безладно(хаотично),  то рано чи пізно ці атоми без видимих причин розташуються в певному, строго визначеному порядку. Розташуються тому, що таке упорядковане розташування є енергетично доцільним.

Однак, повернемося до предмету нашої розмови, тобто до питання про те, як , коли та чому виникло життя на Землі. Наукові дослідження показують, що вже на самих ранніх етапах історії нашої планети, на ній склалися сприятливі умови для самозародження та еволюційного саморозвитку життя,. Складовими частинами цих умов є. Наявність достатньо великої кількості води. Наявність потрібного різноманіття хімічних елементів. Сприятливі температурні та кліматичні умови. Сприятливий режим обертання Землі навколо своєї осі та навколо Сонця. Наявність достатньо потужного магнітного поля, сприятливого радіаційного фону, тощо. Кожна з цих умов є важливою і в тій чи іншій мірі необхідною передумовою виникнення життя. Однак,  факт існування цих умов ще не гарантує того, що на відповідній планеті виникне життя.

Напевно найважливішою та найнеобхіднішою передумовою самозародження та еволюційного саморозвитку життя є енергетична доцільність цього процесу. А на Землі ця доцільність існувала і продовжує існувати. Суть цієї доцільності полягає в наступному. Як відомо, Земля  має атмосферу, однією із складових якої є вуглекислий газ (СО2). Цей газ має одну характерну особливість. Він практично безперешкодно пропускає видиме сонячне світло і майже не пропускає те інфрачервоне випромінювання , на яке перетворюється це світло в процесі відбивання від поверхні Землі. Іншими словами, вуглекислий газ надає атмосфері Землі тих властивостей які прийнято називати парниковим ефектом.

Неминучим результатом парникового ефекту є факт того, що в навколоземному просторі акумулюється певна кількість надлишкової енергії. Ясно, що кількість цієї енергії не може бути безкінечно великою. Адже не може бути так, щоб Земля постійно отримувала більше енергії, аніж віддавала в навколишній простір. За всіма законами Природи, в подібній ситуації рано чи пізно настає момент енергетичного балансу,  тобто такий стан системи, при якому кількість наданої їй енергії в точності дорівнює кількості енергії нею втраченої. При цьому, згідно з законом енергетичної доцільності, Природа буде робити все можливе за для того, щоб енергетичний баланс наступав при   мінімально можливій кількості надлишкової енергії , а простіше кажучи, – при мінімально можливій середньорічній температурі навколоземного простору.

Реалізуючи ці прагнення , Природа, а точніше та надлишкова енергія , яка акумулюється  в навколоземному просторі, організовує в цьому просторі певні циклові процеси, які прийнято називати кругообігами речовини. Одним з таких кругообігів є кругообіг води. Його суть загально відома: під дією енергії сонячного світла, вода випаровується в одних місцях і повертається  на землю в інших;  під дією енергії сонячного світла, вода сильніше нагрівається в одних місцях і тече туди де це нагрівання є меншим. При цьому виникають гігантські океанічні та морські течії, утворюються та переміщуються вологонасичені хмари,  течуть наземні та підземні річки, утворюються та руйнуються льодовики, тощо. Результатом такого кругообігу є факт того, що певна кількість енергії сонячного світла перетворюється на енергію упорядкованого руху частинок речовини :

                                Е☼   →     Е руху.

Другим , загальновідомим земним кругообігом є кругообіг атмосферного повітря.  Суть цього кругообігу очевидно проста : під дією енергії сонячного світла, різнонагріті шари атмосферного повітря постійно переміщуються. При цьому  виникають різноманітні вітри, буревії, урагани, смерчі,  тощо. Енергетичний результат такого кругообігу також очевидний: певна кількість енергії сонячного світла перетворюється на енергію упорядкованого руху частинок речовини:

Е☼   →     Еруху.

     І відтепер ви знаєте, що на Землі існує ще один важливий кругообіг – кругообіг життя. Знаєте і про те , що в процесі цього кругообігу певна частина енергії сонячного випромінювання, перетворюється на енергію упорядкованого руху частинок речовини :

Е☼  →  Ехім   →   Еруху

Не важко  бачити, що загальна енергетична суть тих циклічних процесів, які відбуваються в живій та неживій природі є практично однаковою. І ця суть полягає в тому, щоб перетворити енергію сонячного світла в енергію упорядкованого  руху частинок речовини.

Потрібно зауважити, що будь-які рухи частинок речовини породжують відповідне електромагнітне випромінювання. Наприклад, надзвичайно інтенсивний тепловий рух цих частинок, створює таке електромагнітне випромінювання, яке ми називаємо видимим світлом. Менш інтенсивний тепловий рух створює  так зване інфрачервоне випромінювання. Якщо ж говорити про той відносно повільний рух, який ми називаємо упорядкованим (або , якщо хочете , – механічним рухом), то він породжує малопомітне низькочастотне випромінювання , яке не викликає у нас певних відчуттів.  Це випромінювання має одну характерну особливість : для нього атмосфера Землі є абсолютно прозорою. А це означає , що та електромагнітна енергія , яка створюється упорядкованим рухом частинок речоквини, легко долає “парникову пастку” і розсіюється в космічному просторі.

Таким чином , аккумульована в навколоземному просторі енергія, фактично енергія сонячного світла , організовує в цьому просторі різноманітні циклові процеси, і перш за все кругообіги води, повітря та живої матерії. В процесі цих кругообігів, енергія сонячного світла перетворюється на енергію упорядкованого руху частинок речовини, яка в свою чергу створює таке електромагнітне випромінювання, яке легко покидає навколоземний простір. При цьому говорять, що в процесі кругообігу речовини відбувається розсіювання енергії.

Організовуючи ті чи інші кругообіги, Природа вимагає одного : ці кругообіги мають бути  максимально ефективними, тобто такими, які максимально ефективно розсіюють надлишкову енергію та сприяють тому, щоб загальний рівень цієї енергії був гранично низьким.

Ви можете запитати : “ А яке відношення мають вище наведені факти до питання про те, як, коли і чому виникло життя на Землі ? І тим більше до того, що  називають глобальним потеплінням ?” А справа ось в чому. Коли ми говоримо, що за певних умов, життя може не лише самозароджуватись, а й еволюційно саморозвиватись, то маємо на увазі наступне.

Розрахунки показують , що енергетична ефективність кругообігу життя, щонайменше в сто разів вища за відповідну ефентивність кругообігів води та повітря в неживій природі.  Достатньо сказати, що повне оновлення біомаси Землі в середньому відбувається за 8 років, тоді як аналогічне оновлення гідросфери Землі – лише за 2800 років. По суті це означає , що в структурах життя, вода   обертається в 350 разів інтенсивніше , аніж в структурах неживої природи і відповідно в 350 разів ефективніше  розсіює надлишкову енергію. А це означає , що те явище , яке називають життям  є енергетично доцільним , а отже таким, яке за наявності відповідних умов , рано чи пізно відбувається.

Більше того. Дослідження показують, що по мірі ускладнення живих організмів, їх енергорозсіювальна ефективність неухильно зростає. А це означає, що той шлях який пройшло життя в своєму еволюційному саморозвитку і який характеризується поступовим ускладненням живих структур , є закономірним результатом дії того закону, який називається законом енергетичної доцільності.

Життя енергетично доцільне не лише тому , що надзвичайно ефективно розсіює ту надлишкову енергію , яка в результаті парникового ефекту накопичується в навколоземному просторі. Енергетична доцільність життя подвоюється ще й фактом того , що  воно кардинально зменшує сам парниковий ефект. Адже загально відомо, що в прадавній , добіологічній атмосфері Землі, кількість вуглекислого газу в десятки, а то й в сотні разів перевищувала сучасний рівень. Загальновідомо і те , що сучасний  , відносно низький рівень атмосферного вуглецю, це прямий  результат того процесу , який  називається життям. Адже головним атомом життя є не кисень , не азот, не водень і не золото, а вуглець (карбон). Саме атоми вуглецю утворюють становий хребет будь-якої живої структури, починаючи від вірусів та бактерій і закінчуючи різноманіттям рослинного та тваринного світу. І всі ці атоми шляхом фотосинтезу вилучені із атмосфери Землі та перетворені на складові частини живих організмів.

Більше того, в процесі кругообігу життя , величезна кількість того вуглецю , який містився в атмосферному повітрі та створював відповідний парниковий ефект, було вилучено з атмосфери і у вигляді нафти, вугілля, природного газу, торфу, сланців, тощо, надійно сховано в підземних кладових. І , сподіваюсь, ви розумієте, що сховано не випадково, а у повній відповідності з законом енергетичної доцільності.

А от тепер, ми підійшли до того моменту, коли глибинна суть того процесу, який називається глобальним потеплінням стає очевидною і неприємно вражаючою. Міркуйте самі :  Той всемогутній  Бог, який називається Природою створив життя за для виконання двох взаємопов”язаних  та взаємодоповнюючих завдань. Перше, полягає в тому , щоб максимально ефективно розсіювати ту надлишкову енергію, яка в результаті парникового ефекту акумулюється в навколоземному просторі. Суть другого завдання зводиться до того, щоб вилучити з атмосфери  Землі гранично велику кількість вуглецю та відповідно зменшити інтенсивність самого парникового ефекту.

Вирішуючи перше завдання Природа 4 мільярди  років працювала над тим, щоб створити сучасне різноманіття життя, однією з складових якого є людина. Вирішуючи друге завдання, Природа величезну кількість атмосферного вуглецю в процесі кругообігу живої матерії перетворила на вугілля , нафту, торф , сланці та горючі гази і сховала їх в підземних кладових. Сховала тому, що згідно з законом енергетичної доцільності цей вуглець має знаходитись там – під землею.

Однак знаходиться істота, яка нахабно заявляє : “ А мені наплювати на Природу. Мені наплювати на її закони. Я хочу мати і те і се, і п’яте і десяте”.

І от, потакаючи своїм ненаситним бажанням , ця нахаба, зневажаючи Бога та закони Природи , шаленими темпами викачує з надр землі нафту, вугілля, горючі  гази, торф, сланці та перетворює їх у вуглекислий газ. Запитується : “А як довго той всемогутній Бог, який, дотримуючись чітко визначених законів, створив Всесвіт і  все що в ньому знаходиться, в тому числі земне життя та нас з вами, терпітиме нахабу, що порушує ті закони, які не дозволено порушувати навіть йому – Богу?” І справа не в тому, подобаємося ми  Природі чи не подобаємося. Просто Природа, це той всемогутній Бог, який діє згідно з певними , строго визначеними законами. І якщо будь-хто , порушує ці закони, діє всупереч цим законам , то рано чи пізно Природа знайде спосіб поставити нахабу на місце.

Ми не будемо фантазувати стосовно того, якою буде помста Природи. Зауважимо тільки, що проблема глобального потепління не зводиться до підвищення середньорічної температури та рівня світового океану. Ця проблема є дійсно глобальною і набагато серйознішою та небезпечнішою, аніж ми звикли про це думати.

Можливо, а скоріш напевно, у людства нема більш нагальної, більш важливої та більш глобально небезпечної проблеми, аніж проблема глобального потепління. І дай нам Бог, усвідомити цей факт. А усвідомивши, змінити своє дикунське ставлення до Природи та її законів.

жовтень 2013.

 

      

Подобається

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *