Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи сучасної екології

Подождите немного. Документ загружается.

Ðîçä³ë 4

Åêîëîã³÷í³ çàêîíè

äëÿ âåëèêèõ ñèñòåì

4.1. Åíåðã³ÿ ó á³îñôåð³

ßê â³äîìî, ñïðàâæíÿ ñèñòåìà º ö³ë³ñíèì óòâîðåííÿì, âëàñòèâîñò³

ÿêîãî çàâæäè áàãàòø³ é ñêëàäí³ø³ â³ä ïðîñòî¿ ñóìè õàðàêòåðèñòèê

éîãî ñêëàäîâèõ (òàê çâàíèé ïðèíöèï åìåðäæåíòíîñò³). Â³äòàê, ö³ëå

çàâæäè á³ëüøå â³ä ñóìè ñêëàäîâèõ, ùî ñòâîðþº ñïåöèô³÷í³ òðóä-

íîù³ ï³ä ÷àñ äîñë³äæåííÿ âåëèêèõ ñèñòåì.

Ç îãëÿäó íà çàçíà÷åíå òâåðäæåííÿ ïåðåä ïî÷àòêîì ïîÿñíåííÿ îñ-

íîâíèõ çàêîí³â åêîëîã³¿ âåëèêèõ ñèñòåì (çàêîí³â ñèíåêîëîã³¿, àáî

ãëîáàëüíî¿ åêîëîã³¿) ïðîàíàë³çóºìî íàñàìïåðåä äâà äîïîì³æí³ ïèòàí-

íÿ  ðîëü ³ ðóõ åíåðã³¿ ó á³îñôåð³, à òàêîæ ñòàí ³ ïåðñïåêòèâè âèðîá-

íèöòâà é âèêîðèñòàííÿ åíåðã³¿ ó òåõíîñôåð³ (ñôåð³ ïðîìèñëîâîãî òà

³íøîãî âèðîáíèöòâà).

Ôóíêö³îíóâàííÿ áóäü-ÿêî¿ æèâî¿ ³ñòîòè, ùî âõîäèòü äî ñêëàäó

á³îñôåðè, ï³äòðèìóºòüñÿ íåîáõ³äíèì íàäõîäæåííÿì äî íå¿ ðå÷îâèí

òà åíåðã³¿ (ïðîöåñîì æèâëåííÿ). Éîãî ïðèïèíåííÿ âèêëèêàº ñìåðòü

àáî çìóøóº òèì÷àñîâî ïðèïèíèòè (ÿê ï³ä ÷àñ óòâîðåííÿ ñïîð áàê-

òåð³ÿìè) ÷è ìàêñèìàëüíî çàãàëüìóâàòè æèòòºä³ÿëüí³ñòü (òðèâàëà

ñïëÿ÷êà òâàðèí ³ ðîñëèí íà ïåð³îä âêðàé íåñïðèÿòëèâèõ óìîâ

äîâê³ëëÿ).

Á³îñôåðà ³ñíóº âæå ïîíàä òðè ì³ëüÿðäè ðîê³â. Óïðîäîâæ öüîãî

ïåð³îäó áàãàòî ðàç³â íà ïîâåðõíþ Çåìë³ ïàäàëè àñòåðî¿äè, çàëèøàþ-

÷è ïî ñîá³ âèðâè ä³àìåòðîì ê³ëüêàñîò ê³ëîìåòð³â. Êîíòèíåíòè òî çáè-

âàëèñÿ äîêóïè, òî ðîçêîëþâàëèñÿ é ðîçïëèâàëèñÿ (ìè æèâåìî ñàìå

íà òàê³é ñòàä³¿). Âóëêàíè, çëåäåí³ííÿ é áåçë³÷ ³íøèõ ïðè÷èí øêîäè-

ëè òèì æèâèì ³ñòîòàì, ÿê³ âõîäèëè äî ñêëàäó á³îñôåðè. ²íêîëè âîíà

âòðà÷àëà ìàëî íå 9/10 ñâî¿õ âèäîâèõ áàãàòñòâ, àëå êîæíîãî ðàçó

îíîâëþâàëàñÿ ³ ðîçøèðþâàëàñÿ.

Òàêà ôåíîìåíàëüíà ñò³éê³ñòü á³îñôåðè äî çì³í ³ ðóéí³âíèõ

âïëèâ³â ïîÿñíþºòüñÿ ÿê òèì, ùî âñ³ ö³ ðîêè ïîò³ê åíåðã³¿ â³ä Ñîíöÿ

íå ïåðåðèâàâñÿ í³ íà ìèòü, òàê ³ òèì, ùî á³îñôåðà áåçïåðåðâíî óäîñ-

êîíàëþâàëàñÿ ³ ðåãóëþâàëà âèêîðèñòàííÿ ðå÷îâèí, íàâ÷èâøèñü

çàñòîñîâóâàòè ¿õ áàãàòîêðàòíî.

Äëÿ âèêîíàííÿ öèõ çàâäàíü ó í³é, ÿê ³ â êîæí³é ïî-ñïðàâæíüîìó

ñò³éê³é åêîñèñòåì³, ñôîðìóâàëèñÿ ê³ëüêà âèðîáíè÷èõ ð³âí³â ç ïåâ-

íîþ ñïåö³-àë³çàö³ºþ.

• Ïðîäóöåíòè  ðîñëèíè ³ ÷àñòèíà íàéïðîñò³øèõ, ÿê³ çäàòí³ âëî-

âëþâàòè åíåðã³þ Ñîíöÿ (ïðîöåñ ôîòîñèíòåçó) àáî äæåðåë õ³ì³÷-

íèõ ñïîëóê íà Çåìë³ (õåìîñèíòåç). Çà ðàõóíîê ö³º¿ åíåðã³¿ âîíè

áóäóþòü ç âóãëåêèñëîãî ãàçó òà ³íøèõ ñïîëóê âåëèê³ á³îìîëåêó-

ëè (á³ëêè, æèðè, âóãëåâîäè, íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè) âëàñíèõ ò³ë.

Òàê åíåðã³ÿ çîâí³øí³õ äæåðåë àêóìóëþºòüñÿ ³ êîíñåðâóºòüñÿ â

¿õí³é ðå÷îâèí³.

• Êîíñóìåíòè (ñïîæèâà÷³)  á³ëüø³ñòü âèä³â òâàðèí ð³çíîìàí³ò-

íèõ ôîðì ³ ðîçì³ð³â, ÿê³ âèêîðèñòîâóþòü íàãðîìàäæåíó âèðîá-

íèêàìè åíåðã³þ àáî áåçïîñåðåäíüî (ðîñëèíî¿äí³), àáî îïîñåðåä-

êîâàíî, æèâëÿ÷èñü êîíñóìåíòàìè íèæ÷èõ ð³âí³â (õèæàêè).

Ëþäèíà íàëåæèòü äî êîíñóìåíò³â ç øèðîêèì ñïåêòðîì æèâëåí-

íÿ, áî ñïîæèâàº ³ ðîñëèíè, ³ ìÿñî.

• Çàâåðøàëüíèì êîìïîíåíòîì á³îñôåðè º ðåäóöåíòè (â³äíîâëþ-

âà÷³, äî ÿêèõ íàëåæàòü íàñàìïåðåä áàêòåð³¿ ³ ãðèáè), ÷èÿ æèòòº-

ä³ÿëüí³ñòü ðÿòóº äîâê³ëëÿ â³ä ìåðòâèõ ðåøòîê ³ âèä³ëåíü ïðîäó-

öåíò³â òà êîíñóìåíò³â. Âîíè ðîçêëàäàþòü ñêëàäí³ á³îìîëåêóëè

äî ãðàíè÷íî ïðîñòèõ íåîðãàí³÷íèõ ñïîëóê (âîäè, âóãëåêèñëîãî

ãàçó, àçîòó òîùî). Áåç öüîãî ïðîöåñó ôóíêö³îíóâàííÿ æèòòÿ

âïðîäîâæ ì³ëüÿðä³â ðîê³â áóëî á íåìîæëèâèì.

Íà ðèñ. 11 ïîêàçàíî íàéãîëîâí³ø³ æèâ³ ñêëàäîâ³ á³îñôåðè (ó âå-

ëèêèõ ïðÿìîêóòíèêàõ), õ³ì³÷í³ ðå÷îâèíè (â åë³ïñàõ) ³ äæåðåëî åíåðã³¿

(Ñîíöå). Øòðèõîâ³ ë³í³¿ äàþòü óÿâëåííÿ ïðî íàïðÿì îáì³íó åíåðã³ºþ,

òîíê³ ñóö³ëüí³  ì³íåðàëüíèìè ðå÷îâèíàìè, à òîâñò³ ñòð³ëêè

îðãàí³÷íîþ ðå÷îâèíîþ. Îñíîâíèì ïðîöåñîì, ùî âåäå äî óòâîðåííÿ

íîâî¿ îðãàí³÷íî¿ ðå÷îâèíè íà îñíîâ³ ïîãëèíàííÿ ñîíÿ÷íîãî ïðî-

ì³ííÿ, º ôîòîñèíòåç. ßê çàçíà÷àëîñÿ, ³ñíóº ³ õåìîñèíòåç. Â³í º âåëü-

ìè ö³êàâèì ïðîöåñîì ³ âàðòèé óâàãè áîäàé òîìó, ùî ó ðîçâèòêó æè-

âî¿ ðå÷îâèíè ì³ã çÿâèòèñÿ çàäîâãî äî ïîÿâè ôîòîñèíòåçó, àëå éîãî

ñó÷àñí³ ìîæëèâîñò³ ó íàêîïè÷åíí³ åíåðã³¿ äóæå ïîñòóïàþòüñÿ ôîòî-

ñèíòåçó. Îñòàíí³é º ãîëîâíîþ åíåðãåòè÷íîþ ñòàíö³ºþ æèòòÿ íà

Çåìë³, òîìó ðîçãëÿíåìî éîãî äîêëàäí³øå.

Â³äîìî, ùî ðå÷îâèíîþ, ÿêà â³ä³ãðàº ãîëîâíó ðîëü ó ïîãëèíàíí³

åíåðã³¿ âèäèìèõ ïðîìåí³â Ñîíöÿ, º õëîðîô³ë. Ìåíø â³äîìèé òîé

ôàêò, ùî º ê³ëüêà âàð³àíò³â ö³º¿ íàäâàæëèâî¿ ìîëåêóëè, à òîìó êîë³ð

÷àñòèí êë³òèí, ùî ¿õ ì³ñòÿòü, íå çàâæäè çåëåíèé. Íàâ³òü çåëåíèõ õëî-

ðîô³ë³â º äâà, ÿê³ òðîõè ð³çíÿòüñÿ õàðàêòåðèñòèêàìè ïîãëèíàííÿ

ñâ³òëà (âò³ì, îáèäâà ïîãëèíàþòü ÷åðâîí³ ³ áëàêèòí³ ôîòîíè, äîáðå

â³äáèâàþ÷è çåëåí³). Öåíòðàëüíå ì³ñöå ó äîñèòü âåëèêèõ ìîëåêóëàõ

õëîðîô³ëó çàéìàº àòîì ìàãí³þ. Çà áóäîâîþ âîíè íàâ³òü ñõîæ³ íà ãå-

ìîãëîá³í, àëå öåíòðàëüíèì ó íüîìó, ÿê â³äîìî, º àòîì çàë³çà.

Ïîãëèíóòà åíåðã³ÿ ôîòîí³â ó ñêëàäíîìó é áàãàòîñòóï³í÷àñòîìó

ïðîöåñ³ âèòðà÷àºòüñÿ íà ðîçùåïëåííÿ ìîëåêóë âîäè Í

Î ³ âóãëåêèñ-

ëîãî ãàçó ÑÎ

³ íà ïîäàëüøó ïîáóäîâó ç ¿õí³õ ôðàãìåíò³â ãëþêîçè

òà ³íøèõ îðãàí³÷íèõ ìîëåêóë (ãëþêîçó âçÿòî ÿê òèïîâèé

ïðèêëàä îðãàí³÷íîãî ñèíòåçó â ðîñëèíàõ).

Ñóìàðíå ð³âíÿííÿ öüîãî ïðîöåñó çàïèñóþòü òàê:

6 ÑÎ

+ 6 Í

Î + åíåðã³ÿ ñâ³òëà ⇒⇒⇒ Ñ

+ 6 Î

(4.1)

Ðèñ. 11. Îñíîâí³ êîìïîíåíòè á³îñôåðè òà îáì³í åíåðã³ºþ, îðãàí³÷íèìè

³ ì³íåðàëüíèìè ðå÷îâèíàìè

Äëÿ óòâîðåííÿ îäíîãî ìîëÿ (íàãàäàºìî, ùî éäåòüñÿ ïðî òàêó ê³ëü-

ê³ñòü ðå÷îâèíè, ÿêà ì³ñòèòü 6,23 10

ìîëåêóë) ãëþêîçè ìàñîþ 180ã

íåîáõ³äíî 264 ã âóãëåêèñëîãî ãàçó, 108 ã âîäè ³ 674 êêàë åíåðã³¿ ôî-

òîí³â (21 % äîáîâî¿ åíåðãåòè÷íî¿ ïîòðåáè ñåðåäíüîãî çåìëÿíèíà ÷î-

ëîâ³÷î¿ ñòàò³).

Îñê³ëüêè ó êîæíèé ïåâíèé ìîìåíò ðîñëèíè íà òåðèòîð³¿, ÿêà äåùî

ïåðåâèùóº ïîëîâèíó ïëîù³ ïîâåðõí³ Çåìë³, ìàþòü çìîãó çä³éñíþâà-

òè ôîòîñèíòåç, òî çà ð³ê éîãî ïðîäóêö³ÿ (ó ñóõ³é ìàñ³) äîñÿãàº íå

ìåíø ÿê 50ìëðä ò (âåðõíÿ ìåæà îö³íîê äîñÿãàº íàâ³òü 250 ìëðä ò).

Ç àòìîñôåðè âèëó÷àºòüñÿ íà 40 % á³ëüøà ìàñà âóãëåêèñëîãî ãàçó, à

ìàñà âèä³ëåíîãî êèñíþ ìàéæå äîð³âíþº ñèíòåçîâàí³é ðîñëèíàìè îð-

ãàí³÷í³é ðå÷îâèí³.

Ìîæíà çàõîïëþâàòèñÿ ãðàíä³îçí³ñòþ âñåçåìíèõ ôîòîñèíòåòè÷-

íèõ ÿâèù, àëå ïîãëÿíüìî, ÿêèé êîåô³ö³ºíò êîðèñíî¿ ä³¿ (ÊÊÄ) ïðîöå-

ñó ôîòîñèíòåçó ³ ÿêó ÷àñòèíó âñüîãî ïîòîêó åíåðã³¿ â³ä Ñîíöÿ êîí-

ñåðâóþòü äëÿ ñïîæèâà÷³â ðîñëèíè.

Çåìë³ äîñÿãàº óñüîãî îäíà äâîì³ëüÿðäíà ÷àñòèíà çàãàëüíîãî âèï-

ðîì³íþâàííÿ Ñîíöÿ, àëå ³ éîãî ïîòóæí³ñòü ïåðåâèùóº 200 000 ìëðä

êÂò (N

). Ðîçïîä³ë ïîòîêó åíåðã³¿ Ñîíöÿ çîáðàæåíî íà ðèñ. 12 (âåð-

òèêàëüíîþ ñòð³ëêîþ ïîêàçàíî ñïðàâæí³ çäîáóòêè ôîòîñèíòåçó!).

Ðèñ. 12. Ðîçïîä³ë ïîòîêó åíåðã³¿ Ñîíöÿ

Çâè÷àéíî, ìîæíà äèñêóòóâàòè, ùî íå 0,02 % âñüîãî ïîòîêó åíåðã³¿

ç íåáà íàêîïè÷óþòü ðîñëèíè, à 0,04 % (îö³íþâàííÿ, ÿê âæå çàçíà÷à-

ëîñÿ, íå àáñîëþòíî òî÷íå, ìîæëèâ³ ïîìèëêè ó 23 ðàçè), àëå öå íå

çì³íþº îñíîâíîãî: âñ³ ðîñëèíè ñóõîäîëó òà âîäîðîñò³ îêåàí³â âèêîðè-

ñòîâóþòü äëÿ ôîòîñèíòåçó ìåíøå 0,1 % âñüîãî ïîòîêó ñîíÿ÷íî¿ åíåð-

ã³¿, ÿêèé äîñÿãàº àòìîñôåðè Çåìë³.

ßêà æ âåëè÷èíà ÊÊÄ ñàìîãî ïðîöåñó ôîòîñèíòåçó? Òåîðåòè÷íî 

àæ 32 %!

Íàñïðàâä³ ÊÊÄ ïîë³â âèñîêîåôåêòèâíèõ çåðíîâèõ (êóêóðóäçà,

ðèñ, ïøåíèöÿ òîùî) íàâ³òü ó ïåð³îä íàéá³ëüøî¿ ôîòîñèíòåòè÷íî¿ àê-

òèâíîñò³ íå ïåðåâèùóº 3 %. Çðîçóì³ëî, ñåðåäí³é çà ð³ê ÊÊÄ çåðíîâî-

ãî ïîëÿ âèÿâèòüñÿ çíà÷íî íèæ÷èì.

Çíèæåííÿ ÊÊÄ çóìîâëþºòüñÿ áàãàòüìà ïðè÷èíàìè. Çîêðåìà, äî

âíóòð³øí³õ íàëåæèòü íåîáõ³äí³ñòü íåãàéíî âèòðà÷àòè òðîõè ìåíøå

÷âåðò³ âëîâëåíî¿ åíåðã³¿ ôîòîí³â íà äèõàííÿ, ìàëî íå âòðè÷³ á³ëü-

øå  íà ðîáîòó òèõ ïîìï, ÿê³ ïðîãàíÿþòü êð³çü éîãî ñóäèíè ³ êë³-

òèíè äóæå âåëèêó ê³ëüê³ñòü âîäè ç ì³íåðàëüíèìè ðå÷îâèíàìè.

Òàêîþ âèñîêîþ º ïëàòà çà òå, ùî ðîñëèíè çàâîþâàëè ñóøó!

Åôåêòèâí³ñòü ôîòîñèíòåçó, ÿê ³ ìàñà ê³íöåâîãî âðîæàþ, ë³ì³òóºòü-

ñÿ (îáìåæóºòüñÿ) òàêîæ çîâí³øí³ìè óìîâàìè, íàñàìïåðåä îñâ³òëåí-

íÿì, òåìïåðàòóðîþ, îïàäàìè, ðîäþ÷³ñòþ ´ðóíòó. Âñÿ ³ñòîð³ÿ ðîñëèí-

íèöòâà º íàìàãàííÿì çåìëåðîá³â çàáåçïå÷èòè ðîñëèíè ïåðåäóñ³ì íå-

îáõ³äíîþ ê³ëüê³ñòþ âîäè òà îðãàí³÷íèìè é ì³íåðàëüíèìè äîáðèâàìè,

ï³äâèùèòè äî ìàêñèìóìó ðîäþ÷³ñòü íèâè. Ðàö³îíàëüíî êåðóâàòè

ñâ³òëîì ³ òåïëîì âäàºòüñÿ ëèøå â òåïëèöÿõ. Îñòàíí³ì ÷àñîì â÷åí³

ðîçâèíåíèõ êðà¿í ñòâîðèëè äîñèòü ñêëàäíó ìàòåìàòè÷íó ìîäåëü êå-

ðóâàííÿ ³ ïðîãðàìóâàííÿ âðîæàþ, çàñòîñóâàííÿ ÿêî¿ ìàéæå ñïîâíà

ðåàë³çóº âñ³ ìîæëèâîñò³ ôîòîñèíòåçó íàçåìíèõ ðîñëèí.

Ç ÷èñëåííèõ ïðîáëåì, ÿê³ ðîçâÿçóþòü îäíî÷àñíî áàãàòî íàóê ó

ñôåð³ ðîñëèííèöòâà ³ ôîòîñèíòåçó, âèîêðåìèìî äâ³.

Íàñàìïåðåä ³äåòüñÿ ïðî çàñòîñóâàííÿ ãåííî¿ ³íæåíåð³¿ äëÿ êîíñò-

ðóþâàííÿ íîâèõ ðîñëèí ÷è íàäàííÿ íåçâè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ³ñíó-

þ÷èì. ×àñ â³ä ÷àñó ó ïðåñ³ çÿâëÿþòüñÿ ñåíñàö³éí³ ôîòî. Öå ìîæå áóòè

êàïóñòà, ÿêà çðîñòîì çíà÷íî ïåðåâèùóº ëþäèíó, íàäêàðëèêîâèé ðèñ

÷è ïøåíèöÿ, ó ÿêî¿ êîëîñ ðîñòå ìàëî íå â³ä êîð³ííÿ, àáî ùîñü òàêå,

÷îãî íå áóëî â ïðèðîä³. Öåé øëÿõ îá³öÿº ó íåäàëåêîìó ìàéáóòíüîìó

ï³äâèùåííÿ âðîæàéíîñò³ çàâäÿêè çàñòîñóâàííþ ïðèíöèïîâî íîâèõ

ìåòîä³â ñòâîðåííÿ íîâèõ ñîðò³â ³ âèä³â ðîñëèí. Òà éîãî ìîæëèâîñò³

îáìåæåí³ çãàäàíèìè âèùå ïðèíöèïîâèìè ïåðåïîíàìè.

Çíà÷íî á³ëüøîãî ìîæíà ÷åêàòè â³ä çàâåðøåííÿ ðîçøèôðóâàííÿ

ëàíöþã³â ðåàêö³é, ÿê³ çä³éñíþþòüñÿ ï³ä ÷àñ ôîòîñèíòåçó, â³ä ñòâîðåí-

íÿ éîãî øòó÷íîãî àíàëîãó íà îñíîâ³ ñèíòåçîâàíîãî õëîðîô³ëó àáî æ

çà ðàõóíîê âèêîðèñòàííÿ ïðèíöèïîâî ³íøèõ ìîëåêóë. Öå äàñòü çìî-

ãó ïåðåòâîðèòè ïóñòåë³ àáî ÷àñòèíó ïîâåðõí³ òðîï³÷íèõ ìîð³â ó ì³ñöÿ

íàéâèùî¿ ó ñâ³ò³ á³îïðîìèñëîâîñò³, ïðîäóêö³ºþ ÿêî¿ áóäå ¿æà òà ³íø³

íåîáõ³äí³ ëþäÿì îðãàí³÷í³ ðå÷îâèíè.

Â÷åí³ âæå ïîäîëàëè á³ëüøó ÷àñòèíó öüîãî íåëåãêîãî øëÿõó, àëå

ëèøèëîñÿ ùå ÷èìàëî íåðîçãàäàíîãî ùîäî çàêëþ÷íèõ ñòàä³é ôîòî-

ñèíòåçó.

4.2. Åíåðã³ÿ ó òåõíîñôåð³

²ñòîð³ÿ ïðîãðåñó ëþäñòâà ïîâÿçàíà íàñàìïåðåä ç îñâîºííÿì ùî-

ðàç äîñêîíàë³øèõ ³ ïîòóæí³øèõ äæåðåë åíåðã³¿ òà ðîçøèðåííÿì ¿¿ âè-

êîðèñòàííÿ ó âèðîáíè÷³é ä³ÿëüíîñò³. Ä³àãðàìà íà ðèñ. 13 äåìîíñòðóº,

ÿê ðîçøèðèëèñÿ âèòðàòè åíåðã³¿ íà îäíîãî ºâðîïåéöÿ â³ä ÷àñ³â êðî-

ìàíüéîíö³â äî ñüîãîäåííÿ.

Òðèâàëèé ÷àñ îñíîâíèì äæåðåëîì åíåðã³¿ (îá³ãð³âàííÿ, òåïëîâà îá-

ðîáêà ïðîäóêò³â õàð÷óâàííÿ, âèðîáíèöòâî êåðàì³êè, ìåòàë³â òîùî)

áóëî ñïàëþâàííÿ äåðåâà, äîïîì³æíèìè  åêñïëóàòàö³ÿ ñâ³éñüêèõ òâà-

ðèí, â³òåð, ïàä³ííÿ âîäè. Àæ äî ñåðåäèíè XIX ñò. äðîâà íàâ³òü ó íàé-

ðîçâèíåí³øèõ ºâðîïåéñüêèõ êðà¿íàõ äàâàëè 9/10 óñ³º¿ ê³ëüêîñò³ åíåðã³¿.

Ëèøå ìàñîâå âèêîðèñòàííÿ ñïî÷àòêó âóã³ëëÿ, à ïîò³ì íàôòè ð³çêî ðîç-

øèðèëî ìîæëèâîñò³ ³ ïðèñêîðèëî ïðîãðåñ òèõ êðà¿í, ÿê³ ìè çàðàç çà-

ðàõîâóºìî äî ðîçâèíåíèõ.

Ñòð³ìêå çá³ëüøåííÿ ñïîæèâàííÿ íåâ³äíîâëþâàíèõ åíåðãîðåñóðñ³â

Çåìë³ ñóïðîâîäæóâàëîñÿ ïðîïîðö³éíèì ï³äâèùåííÿì æèòòºâîãî

Ðèñ. 13. Äåíí³ åíåðãîâèòðàòè æèòåëÿ Çàõ³äíî¿ ªâðîïè

ó ð³çí³ ³ñòîðè÷í³ ïåð³îäè

120

Ê³íåöü ÕÕ ñò.

Çàê³í÷åííÿ ³íäóñòð³àëüíî¿ ðåâîëþö³¿

Ïî÷àòîê ³íäóñòð³àëüíî¿ ðåâîëþö³¿

Ðîçâèíåíå çåìëåðîáñòâî

Ïî÷àòîê ðîçâèòêó çåìëåðîáñòâà

Ïåð³îä ìèñëèâñòâà (1 Ìêàë  åíåðã³ÿ âèïàðîâóâàííÿ áëèçüêî 1,8 êã âîäè)

Ìêàë/äåíü

ð³âíÿ íàñåëåííÿ. Öå ïðàâèëî, õî÷ ³ ç äåÿêèìè íåâåëèêèìè çàñòåðåæåí-

íÿìè, çàëèøàºòüñÿ ñïðàâåäëèâèì ³ íèí³.

Íà æàëü, çàáðóäíåííÿ äîâê³ëëÿ òåæ òðèâàëèé ÷àñ áóëî ïðÿìî ïðî-

ïîðö³éíå ê³ëüêîñò³ äðîâ, âóã³ëëÿ ³ íàôòîïðîäóêò³â, ÿê³ âèêîðèñòîâó-

âàëè â ïîáóò³, íà òðàíñïîðò³ ³ ó âèðîáíèöòâ³. Çàâäÿêè çóñèëëÿì êîí-

ñòðóêòîð³â ³ òåõíîëîã³â â îêðåìèõ âèïàäêàõ âäàëîñÿ ïîðóøèòè öåé

ïðèêðèé âçàºìîçâÿçîê. Âò³ì, öå ñòàëîñÿ ëèøå â îñòàíí³é ÷àñ â îêðå-

ìèõ êðà¿íàõ (Í³ìå÷÷èí³, ßïîí³¿, Ôðàíö³¿, ÑØÀ), äå âäàëîñÿ çìåíøè-

òè åíåðãîâèòðàòè íà âèðîáíèöòâî îäèíèö³ âàëîâîãî íàö³îíàëüíîãî

ïðîäóêòó.

Òà íå âàðòî ïåðåîö³íþâàòè öèõ ïåðøèõ ñêðîìíèõ óñï³õ³â, áî âîíè

º ïðîñòèì íàñë³äêîì óñóíåííÿ íàéî÷åâèäí³øîãî ðîçòðèíüêóâàííÿ

åíåðã³¿ â ïîãàíî îðãàí³çîâàíèõ ïðîöåñàõ. Íàñòóïí³ êðîêè â ïîñèëåíí³

åêîíîì³¿ äàäóòüñÿ âæå âàæ÷å.

ßêùî ïðîàíàë³çóâàòè, êóäè ñàìå éäóòü ìàéæå 4,7 ò åíåðãîðåñóðñ³â

(ó ïåðåðàõóíêó íà íàôòó), ÿê³ ïðèïàäàëè ó 2000 ð. íà îäíîãî ãðîìà-

äÿíèíà ðîçâèíåíèõ êðà¿í, òî âèÿâèòüñÿ, ùî á³ëüøà ¿õ ÷àñòèíà âèò-

ðà÷àºòüñÿ íà ñòâîðåííÿ êîìôîðòíèõ óìîâ æèòòÿ (ãàðÿ÷ó âîäó é îïà-

ëåííÿ, øâèäê³ñòü ³ ïåðåñóâàííÿ íà âåëèê³ â³äñòàí³, ³íäóñòð³þ ðîçâàã

òîùî). Ðîçâèíåí³ êðà¿íè (íàïðèêëàä ÑØÀ) íå ïîñï³øàþòü âèêîíó-

âàòè ïîëîæåííÿ ì³æíàðîäíèõ óãîä, ùî ïåðåäáà÷àþòü ñêîðî÷åííÿ

âèòðàò íà êîìôîðò.

Ç óðàõóâàííÿì ïðîáëåì, ÿê³ ïîñòàëè ïåðåä ëþäñòâîì, òàê³ ä³¿ óðÿ-

ä³â ³ íàñåëåííÿ ðîçâèíåíèõ êðà¿í âèäàþòüñÿ íå íàéêðàùèìè ó ìî-

ðàëüíîìó ïëàí³. Íàãàäàºìî, ùî, çà ï³äðàõóíêàìè åêñïåðò³â, ó 1992 ð.

íà îäíîãî æèòåëÿ ðåøòè êðà¿í Çåìë³ ïðèïàäàëî ó 1214 ðàç³â ìåíøå

åíåðã³¿, í³æ ó íåâåëèê³é ãðóï³ ðîçâèíåíèõ êðà¿í.

Çâåðí³ìîñÿ äî âëàñíèõ ïðîáëåì. Ïðîìèñëîâ³ñòü Óêðà¿íè, ÿêà ñâî-

ãî ÷àñó áóëà ñòâîðåíà ó ðîçðàõóíêó íà äåøåâ³ äæåðåëà åíåðã³¿, çìó-

øåíà é çàðàç âèêîðèñòîâóâàòè íàäòî âåëèê³ ¿¿ ê³ëüêîñò³. Öå ñïîæè-

âàííÿ ìàéæå â³äïîâ³äàº ð³âíþ ðîçâèíåíèõ êðà¿í. Àëå, íà æàëü, ìè

óñïàäêóâàëè âèðîáíèöòâî çàäëÿ âèðîáíèöòâà. Âåëèêà ê³ëüê³ñòü

ñïîæèòèõ åíåðãîíîñ³¿â àæ í³ÿê íå ïîçíà÷àºòüñÿ íà ÿêîñò³ æèòòÿ ãðî-

ìàäÿí. Ìàëî õòî ìàº êîìôîðòíå ñó÷àñíå æèòëî ³ ÿê³ñíó ¿æó, íàëåæ-

íèé çàõèñò â³ä õâîðîá ³ íåìî÷³ ñòàðîñò³.

Çàëèøàºòüñÿ çàñóêàòè ðóêàâà ³ âçÿòèñÿ äî ïðàö³, ñïîä³âàþ÷èñü,

ùî íàì àáî íàøèì ä³òÿì ïîùàñòèòü âèïðàâèòè ãîëîâí³ õèáè åêî-

íîìíî¿ åêîíîì³êè ðîçâèíåíîãî ñîö³àë³çìó, ³ñòîòíî ï³äâèùèòè åôåê-

òèâí³ñòü ïðîìèñëîâîñò³ é ñ³ëüñüêîãî ãîñïîäàðñòâà, ñïðÿìóâàòè ¿õ

íà çàäîâîëåííÿ ïîòðåá ãðîìàäÿí, à íå â³éñüêîâî-ïðîìèñëîâîãî êîì-

ïëåêñó.

Äèâíî, àëå ñïðîãíîçóâàòè îáñÿã åíåðãåòè÷íèõ ïîòîê³â ó òåõíî-

ñôåð³ âñ³º¿ Çåìë³ íàáàãàòî ëåãøå, àí³æ âèêîíàòè â³äïîâ³äíå ïåðåäáà-

÷åííÿ äëÿ íàéáëèæ÷îãî ìàéáóòíüîãî Óêðà¿íè!

×èìàëî ôàõ³âö³â ó áàãàòüîõ êðà¿íàõ óâàæíî ñòåæàòü çà âèðîáíèö-

òâîì åíåðã³¿ ³ âèäîáóòêîì åíåðãîíîñ³¿â ó âñüîìó ñâ³ò³. Âîíè çàçíà÷à-

þòü, ùî îñòàíí³ìè ðîêàìè ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ïîì³òíå ãàëüìóâàííÿ

øâèäêîãî ó íåäàâíüîìó ìèíóëîìó çá³ëüøåííÿ âèäîáóòêó ³ âèêîðè-

ñòàííÿ òðàäèö³éíèõ åíåðãîðåñóðñ³â. Ïîâ³ëüí³øå ðîçâèâàºòüñÿ ÿäåð-

íà åíåðãåòèêà. Ìîæíà ëèøå ðàä³òè, ùî çáåð³ãàþòüñÿ âèñîê³ òåìïè

ðîçâèòêó âèêîðèñòàííÿ íîâèõ, åêîëîã³÷íî ïîð³âíÿíî ÷èñòèõ ³

â³äíîâëþâàíèõ äæåðåë åíåðã³¿. Õî÷ àáñîëþòíà ïîòóæí³ñòü òàêèõ

äæåðåë ïîêè ùî íèçüêà (öå åêâ³âàëåíò ïðèáëèçíî 3040 ðåàêòîð³â,

ÿê³ áóëè âñòàíîâëåí³ íà ×îðíîáèëüñüê³é ÀÅÑ), àëå çáåðåãòè çäîðî-

âÿ ëþäåé ³ âîäíî÷àñ çàáåçïå÷èòè ¿õ íåîáõ³äíîþ ê³ëüê³ñòþ åíåðã³¿

ìîæíà ëèøå ñòâîðþþ÷è íîâ³ ¿¿ äæåðåëà.

Íàéïåðñïåêòèâí³øèé øëÿõ ïîêàçóº íàì æèâèé ñâ³ò. Ôóíêö³îíó-

âàííÿ á³îñôåðè çàáåçïå÷óºòüñÿ áåçêîøòîâíèì ³ ïðàêòè÷íî â³÷íèì

ïîòîêîì âèïðîì³íþâàííÿ Ñîíöÿ. Òåõíîñôåðà ïîçáàâèòüñÿ áàãàòüîõ

ñâî¿õ âàä, ÿêùî çóì³º âèêîðèñòàòè ÷àñòèíó åíåðã³¿ ôîòîí³â, ÿê³ âèïà-

ëþþòü ïîâåðõíþ ì³ëüéîí³â êâàäðàòíèõ ê³ëîìåòð³â ïóñòåëü. Íàãàäàº-

ìî, ùî íà êîæåí ¿õ êâàäðàòíèé ìåòð âäåíü ïðèïàäàº ìàéæå îäèí

ê³ëîâàò ñâ³òëîâî¿ ïîòóæíîñò³!

Íàâåäåìî ïðîãíîçè ðîçâèòêó åíåðãîâèêîðèñòàííÿ ó òåõíîñôåð³

íà ìåæ³ 2020 ðîêó.

1. Ðîçâèíåí³ êðà¿íè çàâäÿêè åôåêòèâíîìó çàñòîñóâàííþ íàóêîâèõ

çäîáóòê³â ñòàâàòèìóòü äåäàë³ áàãàòøèìè áåç ³ñòîòíîãî íàðîùó-

âàííÿ âèêîðèñòàííÿ òðàäèö³éíèõ äæåðåë åíåðã³¿.

2. Á³ëüø³ñòü åêñ-ñîö³àë³ñòè÷íèõ êðà¿í íå çìîæóòü øâèäêî ïîäîëà-

òè òÿæêó ñïàäùèíó ñâîãî ìèíóëîãî, çàëèøèâøèñü íà ñòàðîìó

ð³âí³ àáî é çìåíøèâøè ñïîæèâàííÿ åíåðã³¿, äæåðåëà ÿêî¿ ñòàíóòü

¿ì ïðîñòî íå ïî êèøåí³ (òàêèé ïîõìóðèé ïðîãíîç ñòîñóºòüñÿ é

Óêðà¿íè).

3. Ëèøå êðà¿íè, ùî ðîçâèâàþòüñÿ, ç îãëÿäó íà çá³ëüøåííÿ ÷èñåëü-

íîñò³ íàñåëåííÿ çìóøåí³ áóäóòü çá³ëüøèòè åíåðãîñïîæèâàííÿ.

² îñíîâíîþ ïðè÷èíîþ áóäå íå ìàñîâà àâòîìîá³ë³çàö³ÿ, à íåîá-

õ³äí³ñòü ³íòåíñèô³êóâàòè ñ³ëüñüêå ãîñïîäàðñòâî (íà òîé ÷àñ â íèõ

íà îäíîãî æèòåëÿ ïðèïàäàòèìå ùîíàéá³ëüøå 0,2 ãà, òîáòî äâ³ òè-

ñÿ÷³ êâàäðàòíèõ ìåòð³â ´ðóíòó ï³ä ïîñ³âè). Íàãàäàºìî, ùî âèñîê³

âðîæà¿ â ðîçâèíåíèõ êðà¿íàõ çóìîâëåí³ ôàêòè÷íî òèì, ùî â ´ðóíò

çàêëàäàºòüñÿ âåëèêà ê³ëüê³ñòü åíåðã³¿ âóã³ëëÿ, íàôòîïðîäóêò³â

òîùî. Åíåðã³ÿ â îòðèìàíîìó çåðí³ ìåíøà â³ä åíåðã³¿ ïàëüíîãî,

ñïîæèòîãî ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèìè ìàøèíàìè! Áåç øòó÷íèõ

äîáðèâ, áåç îáðîáêè çåìë³ äîñêîíàëèìè çíàðÿääÿìè âðîæà¿ âïà-

äóòü ó 23 ðàçè. Óíèêíóòè ìàñîâîãî ãîëîäó â á³äíèõ êðà¿íàõ íå-

ìîæëèâî áåç çá³ëüøåííÿ â íèõ åíåðãîñïîæèâàííÿ, ùî îçíà÷àº

ïåðñïåêòèâó ïîäàëüøîãî çàãîñòðåííÿ â íèõ åêîëîã³÷íèõ ïðîáëåì.

Óçàãàëüíþþ÷è, çàçíà÷èìî, ùî â 2000 ð. ñïîæèâàííÿ åíåðã³¿ ó òåõ-

íîñôåð³ ïåðåâèùèëî 10 ìëðä ò óìîâíîãî ïàëèâà. Öå â³äïîâ³äàº ùî-

íàéìåíøå åíåðã³¿, ÿêó àêóìóëþº á³îñôåðà ó 20 ìëðä ò ñóõî¿ á³îðå÷î-

âèíè. Õî÷ öå é ìåíøå, àí³æ âñÿ á³îïðîäóêö³ÿ Çåìë³ (íàãàäàºìî, ùî

âîíà ëåæèòü â ³íòåðâàë³ 50250 ìëðä ò), àëå ðîçðèâ íå òàêèé ³ âå-

ëèêèé.

Ñóòòºâ³øå, îäíàê, òå, ùî åíåðãîâèòðàòè ëþäñòâà äàâíî âæå çíà÷-

íî á³ëüø³, àí³æ íåâåëèêå ùîð³÷íå íàãðîìàäæåííÿ (ïåðåâàæíî ó áî-

ëîòàõ) á³îðå÷îâèíè, ÿêà ÷åðåç áàãàòî ðîê³â ñòàíå íîâîþ íàôòîþ, ãà-

çîì, âóã³ëëÿì.

Öå ùå îäèí äîêàç òîãî, ùî ä³ÿëüí³ñòü ëþäèíè âæå äîñÿãëà ãëî-

áàëüíèõ ïëàíåòàðíèõ ìàñøòàá³â ³ ïîòðåáóº ðîçóìíîãî é âèâàæåíîãî

ï³äõîäó. À ïîêè ùî ëþäèíà âêðàé áåçäóìíî ðîçòðèíüêóº ò³ çàïàñè

åíåðãîíîñ³¿â, ÿê³ ñòâîðèëà çà 4 ì³ëüÿðäè ðîê³â á³îñôåðà.

² ðîçòðèíüêóº á³ëüø í³æ óñï³øíî!

V. Äëÿ äîïèòëèâèõ. Äåÿê³ ïðîáëåìè åêîëîã³¿ æèòëà

×èìàëî åíåðã³¿ âèòðà÷àºòüñÿ íååôåêòèâíî ó æèòëàõ ëþäåé. Ðàí³øå

ï³ä ÷àñ ïðîåêòóâàííÿ ³ ñïîðóäæåííÿ æèòåë âðàõîâóâàëè íàñàìïåðåä íà-

ÿâí³ ìàòåð³àëè ³ çàãàëüíó âàðò³ñòü áóä³âíèöòâà. Íà åêîëîã³÷í³ ïðîáëåìè

åêîíîì³¿ åíåðã³¿ ÷è çìåíøåííÿ çàáðóäíåííÿ ñåðåäîâèùà ìàéæå íå çâåð-

òàëè óâàãè.

Á³ëüø³ñòü ëþäåé íà Çåìë³ æèâóòü ó ïîìåøêàííÿõ, ùî ìàþòü áàãàòî

ñï³ëüíîãî ç ïå÷åðàìè. Ó êðà¿íàõ òðåòüîãî ñâ³òó áàãàòî õòî é äîñ³ âäî-

âîëüíÿºòüñÿ ñàìå öèì íàä³éíèì ³ ïåðåâ³ðåíèì óïðîäîâæ ì³ëüéîí³â ðîê³â

æèòëîì.

Â óìîâàõ çàãîñòðåííÿ åêîëîã³÷íî¿ êðèçè é ï³äâèùåííÿ âàðòîñò³ íå

ò³ëüêè áóä³âíèöòâà, à é óòðèìàííÿ ñó÷àñíîãî êîìôîðòíîãî æèòëà àðõ³-

òåêòîðè ³ â÷åí³ êðà¿í Çàõîäó ðîçïî÷àëè ïîøóêè íîâî¿ êîíöåïö³¿ æèòëî-

âèõ ³ âèðîáíè÷èõ ïðèì³ùåíü. Ñïî÷àòêó îêðåì³ íîâàòîðè ïî÷àñòè äëÿ åê-

ñïåðèìåíòó, ïî÷àñòè äëÿ âëàñíî¿ ðåêëàìè ñïîðóäæóâàëè óí³êàëüí³ â³ëëè

íåçâè÷íèõ ôîðì ³ ç íîâèõ ìàòåð³àë³â (áóäèíêè ìàéáóòíüîãî). Ìîãóò-

í³ì ïðèñêîðþâà÷åì çì³í ³ ïðè÷èíîþ ñïðÿìóâàííÿ çóñèëü ó÷åíèõ òà ³íæå-

íåð³â íà åêîíîì³þ åíåðã³¿ ó XX ñò. ñòàëà íàôòîâà êðèçà íà ïî÷àòêó

70-õ ðîê³â, êîëè çà êîðîòêèé ÷àñ çóñèëëÿìè ìîëîäèõ íåçàëåæíèõ àðàáñü-

êèõ êðà¿í Áëèçüêîãî Ñõîäó âàðò³ñòü íàôòè íà ñâ³òîâîìó ðèíêó ï³äâèùè-

ëàñÿ ùîíàéìåíøå ó 1020 ðàç³â.

Ðîçâèíåí³ êðà¿íè âèêîðèñòàëè ê³ëüêà ñïîñîá³â çìåíøåííÿ ñïîæèâàííÿ

åíåðãîðåñóðñ³â. Ñåðåä íèõ ³ ñòâîðåííÿ íîâîãî ïîêîë³ííÿ óäâ³÷³  âòðè÷³

åêîíîì³÷í³øèõ àâòîìîá³ë³â, ³ âèíàéäåííÿ íîâèõ àâ³àäâèãóí³â, à òàêîæ âè-

ìóøåíà â³äìîâà â³ä ÷àñòèíè åíåðãîì³ñòêèõ âèðîáíèöòâ (ï³äïðèºìö³ ïðîñòî

ðîçîðèëèñÿ, ³ çáèòêîâ³ çàâîäè áóëè çàêðèò³). Âåëèêèé ³ ìàéæå íåãàéíèé

åôåêò äàëà ìàñîâà êàìïàí³ÿ, ñïðÿìîâàíà íà óòåïëåííÿ æèòëà. Óðÿäè ñòè-

ìóëþâàëè âèðîáíèê³â ëèñò³â ³ ïàíåëåé ç ìàòåð³àë³â òèïó ïîë³óðåòàíó ÷è

ï³íîïëàñòèê³â, ùî ìàëè íàäçâè÷àéíî íèçüêèé êîåô³ö³ºíò òåïëîïðîâ³äíîñò³.

Íàêëåþâàííÿ òîíêîãî ëèñòà ç ãàðíîþ äåêîðàòèâíîþ ïîâåðõíåþ íà ñò³íè

íàáàãàòî çìåíøóâàëî âèòðàòè íàôòîïðîäóêò³â äëÿ îïàëåííÿ ïðèì³ùåíü.

Âîäíî÷àñ âåëèêà íàóêà êðà¿í Çàõîäó âñåðéîç çàéíÿëàñÿ ïðîáëåìà-

ìè åêîëîã³¿ ïðîìèñëîâèõ ³ æèòëîâèõ ñïîðóä. Øâèäêî áóëè âèÿâëåí³ çîíè

ìàêñèìàëüíèõ âòðàò òåïëà  â³êíà, ñèñòåìè îáì³íó ïîâ³òðÿ, ñò³íè. Çàâ-

äÿêè çàëó÷åííþ äîñÿãíåíü ñó÷àñíî¿ ô³çèêè ³ ìàòåð³àëîçíàâñòâà âäàëîñÿ

øâèäêî âèïðàâèòè ñèòóàö³þ ç â³êíàìè, çìåíøèâøè âòðàòè åíåðã³¿ êð³çü

íèõ ó 20 (!) ðàç³â ï³äâèùåííÿì êîåô³ö³ºíòà ¿õ òåïëîâîãî îïîðó. Ïðî åòà-

ïè ³ äîñÿãíåííÿ öüîãî ïðîãðåñó ñâ³ä÷àòü äàí³ òàáë. 3.

Òàáëèöÿ 3

Êîåô³ö³ºíòè òåïëîâîãî îïîðó R ð³çíèõ â³êîí

Â³êíà ç âåëèêèì òåïëîîïîðîì ä³ñòàëè ïîøèðåííÿ ó ÑØÀ òà ³íøèõ

ðîçâèíåíèõ êðà¿íàõ ³ç ñóâîðîþ çèìîþ. Òàì òàêîæ ñòâîðåíî íîâ³ ñèñòå-

ìè âëîâëþâàííÿ ³ ïîâòîðíîãî âèêîðèñòàííÿ òåïëà, ÿêå ðàí³øå âèêèäà-

ëîñÿ íàçîâí³ ç â³äïðàöüîâàíèì ïîâ³òðÿì. Çíà÷íó åêîíîì³þ çàáåçïå÷óþòü

Çàóâàæèìî, ùî íàâÿçàí³ íàì Çàõîäîì ìåòàëîïëàñòèêîâ³ â³êíà äîö³ëüí³ ó çíà÷íî

ìÿêøèõ êë³ìàòè÷íèõ óìîâàõ ³ íå ìîæóòü ââàæàòèñÿ ³äåàëüíèì âàð³àíòîì ç òî÷êè

çîðó åêîíîì³êè òà åêîëîã³¿.

Ìàòåð³àëè ³ êîíñòðóêö³ÿ â³êíà

R, Ê

⋅

/Âò

Çâè÷àéíå â³êíî ç îäíèì ëèñòîì ñêëà 0,175

Çâè÷àéíå â³êíî ç äâîìà ëèñòàìè ñêëà ³ ïðîøàðêîì ïîâ³òðÿ 0,35

Íîâå â³êíî ç³ ñêëà, ÿêå âêðèòå ïðîçîðèì øàðîì, ùî â³äáèâàº

³íôðà÷åðâîí³ ïðîìåí³ â ïðèì³ùåííÿ. Äâà ëèñòè ñêëà ç ïðîøàðêîì

ïîâ³òðÿ ì³æ íèìè*

0,53

Ãåðìåòè÷íå â³êíî ç äâîìà ëèñòàìè ñêëà ç ïîêðèòòÿì ³ ïðîøàðêîì

àðãîíó ì³æ íèìè

0,7

Ãåðìåòè÷íå â³êíî ç òðüîìà ëèñòàìè ñêëà ç ïîêðèòòÿì ³ ïðîøàðêàìè ç

êðèïòîíó

1,12

Ïåðø³ âàð³àíòè âàêóóìíèõ â³êîí ç äâîìà ëèñòàìè ñêëà 1,8

Ñó÷àñí³ ñóïåðâ³êíà ìàñîâèõ ñåð³é ç äâîìà ëèñòàìè ñêëà ³

ïðîøàðêîì ç âàêóóìó ÷è àåðîãåëþ ì³æ ëèñòàìè

3,3