De la oamenii primitivi care frecau beţele pentru a face foc şi până la combustibilii fosili care au dus la revoluţia industrială, energia a jucat un rol central în dezvoltarea noastră ca specie. Dar felul în care alimentăm societăţile cu energie a creat şi cea mai mare provocare a omenirii. Iar pentru a face faţă acestei provocări, va fi nevoie de toată ingeniozitatea noastră, se arată într-un amplu articol pe tema încălzirii globale, publicat de BBC și preluat de Agerpres.
Energia reprezintă cheia omenirii pentru a domina lumea. Nu numai combustibilii de aviaţie care ne permit să traversăm continente întregi în câteva ore sau bombele pe care le construim şi care pot arunca în aer oraşe întregi, ci cantitatea mare de energie pe care noi toţi o folosim zilnic.
Să ne gândim la următorul lucru: o persoană care se odihneşte are nevoie, pentru a-şi susţine metabolismul, de aproximativ aceeaşi cantitate de energie pe care o consumă un bec incandescent obişnuit - aproximativ 90 de waţi (jouli pe secundă). În medie însă, o persoană dintr-o ţară dezvoltată foloseşte mai degrabă de 100 de ori această cantitate, dacă luăm în considerare energia necesară pentru a ne deplasa, a ne construi şi încălzi casele, a ne creşte hrana şi toate celelalte lucruri pe care le fac oamenii. De exemplu, un american din clasa de mijloc consumă în jur de 10.000 de waţi. Această diferenţă explică multe despre noi - biologia noastră, civilizaţia noastră şi stilurile de viaţă incredibil de prospere pe care le ducem cu toţii - în comparaţie cu alte animale.
Pentru că, spre deosebire practic de aproape orice altă fiinţă de pe Pământ, noi, oamenii, nu folosim energia doar pentru a ne alimenta metabolismul. Suntem o creatură a focului.
Mâncarea gătită ne-a influențat evoluția
Relaţia extraordinară a umanităţii cu energia a început acum sute de mii de ani, odată cu descoperirea focului. Focul a făcut mult mai mult decât să ne încălzească, să ne protejeze de prădători şi să ne ofere un nou instrument de vânătoare. Diferiţi antropologi cred că focul ne-a remodelat de fapt biologia.
"Orice lucru care permite unui organism să obţină energie mai eficient va avea efecte enorme asupra traiectoriei evolutive a acelui organism", explică Rachel Carmody, profesoară la Universitatea Harvard din Cambridge, Massachusetts.
Aceasta este de părere că punctul decisiv al evoluţiei noastre l-a reprezentat gătitul. Gătitul transformă energia disponibilă din alimente. Carbohidraţii, proteinele şi lipidele care ne hrănesc corpul sunt dezvăluite şi expuse atunci când sunt încălzite. Acest lucru face să fie mai uşor pentru enzimele noastre digestive să îşi facă treaba eficient, extrăgând mai multe calorii mai rapid decât dacă am consuma hrana crudă. Să ne gândim la aceasta ca la o modalitate de "predigerare" a alimentelor.
Carmody şi colegii săi cred că energia suplimentară pe care gătitul ne-a adus-o în mod fiabil ne-a permis să dezvoltăm un colon mic şi un creier relativ mare, cu consum intensiv de energie, care să ne deosebească de verii noştri, primatele. Şi, pe măsură ce creierul nostru a început să crească, acest lucru a creat o buclă de feedback pozitiv.
"Pe măsură ce sunt adăugaţi neuroni la creierul mamiferelor, inteligenţa creşte exponenţial", afirmă Suzana Herculano-Houzel, expertă în neurologie la Universitatea Vanderbilt din Nashville, Tennessee.
Colon mic, creier mare
Având un creier mai inteligent, am devenit mai buni la vânătoare şi la căutarea hranei.
Şi am descoperit mai multe modalităţi de a accesa caloriile din mâncarea noastră - lovind-o cu o piatră, măcinând-o şi obţinând o pulbere sau chiar lăsând-o numai să putrezească - sau, bineînţeles, prăjind-o pe foc. Astfel, le-am furnizat corpurilor noastre şi mai multă energie. Acest lucru ne-a permis să dezvoltăm creiere şi mai inteligente, iar cercul virtuos care a rezultat ne-a propulsat creierul către vârful claselor de animale.
În decursul a sute de mii de ani, clima s-a schimbat în mod constant, calotele de gheaţă avansând şi retrăgându-se apoi de-a lungul emisferei nordice. Ultima eră glaciară s-a încheiat acum aproximativ 12.000 de ani. Temperaturile globale au crescut rapid şi apoi s-au stabilizat, iar omenirea a început următoarea sa transformare energetică. Aceasta a fost o revoluţie în urma căreia lumea a atins niveluri de schimbări tehnologice fără precedent.
"În decursul a 2000 de ani, peste tot în lume, în China, în Orientul Apropiat, în America de Sud, în Mesoamerica, oamenii domesticesc culturile", explică dr. Robert Bettinger de la Universitatea din California, Davis, SUA.
Acesta consideră că, în timpul Erei Glaciare, a fost aproape imposibilă cultivarea plantelor, însă noul climat mai cald, împreună cu o creştere accentuată a nivelurilor de dioxid de carbon (CO2), a creat un mediu propice pentru viaţa plantelor. Primatele care găteau au devenit primate care cultivau pământul.
A fost nevoie de investiţii uriaşe de energie umană sub formă de muncă grea şi anevoioasă. În schimb, strămoşii noştri au recoltat o sursă de hrană mult mai abundentă şi mai fiabilă.
De la vânători la cultivatori
Să ne gândim ce se întâmplă atunci când creştem culturi de plante. Câmpurile acţionează ca nişte panouri solare, dar în loc să producă electricitate, transformă razele Soarelui în pachete de energie chimică digerabilă. Mai presus de toate existau culturi de cereale - cereale domesticite precum grâul, porumbul şi orezul erau ca un fel de monedă de energie care poate fi stocată. Poate fi depozitată într-un siloz şi consumată oricând în timpul lunilor de iarnă. Sau poate fi transportată şi vândută la piaţă. Sau poate fi investită în plantarea următoarei recolte. Sau folosită pentru îngrăşarea animalelor, care pot transforma această energie în produse din carne, produse lactate sau în propria forţă de tracţiune.
"De-a lungul secolelor, animalele şi plantele, domesticite în diferite locuri, se vor combina într-un fel de complex agricol", spune arheoloaga Melinda Zeder, care se ocupă cu studiul dezvoltărilor din domeniul agriculturii pastorale, în cadrul Institutului Smithsonian.
Culturile de plante erau sursă de hrană pentru animale. Animalele munceau pământul. Bălegarul lor era sursă de hrană pentru culturile de plante. Şi, după cum adaugă dr. Melinda Zeder, în această combinaţie, ele furnizau o sursă de hrană mult mai sigură şi mai abundentă. Mai multă hrană însemna mai mulţi oameni - care puteau apoi să ocupe noi teritorii şi să dezvolte noi tehnologii care să producă şi mai multă hrană. Acesta este un alt cerc virtuos, de data aceasta însă alimentat de energia solară captată prin intermediul agriculturii.
Surplusul de energie generat de aceasta însemna că puteam susţine populaţii mult mai mari şi, în plus, că nu era nevoie ca toată lumea să se ocupe cu agricultura. Oamenii puteau să se specializeze în confecţionarea de unelte, în construirea de case, în prelucrarea metalelor sau puteau, de altfel, să le spună altor oameni ce să facă.
Apar inechitățile
Civilizaţia se dezvolta şi, odată cu ea, şi unele schimbări fundamentale în relaţiile dintre oameni. Comunităţile de vânători-culegători tind să îşi împartă resursele în mod egal. În schimb, în comunităţile de agricultori pot apărea inegalităţi profunde. Cei care lucrau pe câmp ore îndelungate îşi doreau, bineînţeles, să strângă pentru ei proviziile de grâne. Şi apoi mai erau şi cei cu arme din metal, care luau o parte din acele grâne sub formă de taxe. De fapt, timp de mii de ani, nivelul de trai pentru marea majoritate a oamenilor nu s-a îmbunătăţit în mod semnificativ, în ciuda abundenţei resurselor din agricultură.
"Societăţile de vânători-culegători au reprezentat prima societate prosperă", afirmă Claire Walton, arheolog rezident în cadrul muzeului în aer liber Butser Ancient Farm din Hampshire, Anglia.
"Aceşti oameni petreceau în jur de 20 de ore pe săptămână făcând ceea ce s-ar numi muncă fizică propriu-zisă". Prin comparaţie, un agricultor din perioadele Neolitic, Epoca Fierului, Imperiul Roman sau din triburile saxone ar fi lucrat cel puţin dublul acestui număr de ore, este de părere Claire Walton.
Numai regii şi nobilii se bucurau de un stil de viaţă îmbelşugat şi tihnit, de care au parte tot mai mulţi dintre noi în ziua de azi. Pentru aceasta, avea să fie nevoie de o schimbare explozivă în felul în care utilizam energia, o schimbare determinată de combustibilii fosili.
Până în secolul al XVIII-lea, societăţile noastre tot mai numeroase începeau să se confrunte cu limitele energiei furnizate de fluxul zilnic de lumină solară. Se întrevedea o catastrofă malthusiană. Cum puteam creşte hrană suficient de repede pentru a hrăni toate acele guri? Sau cum puteam obţine lemn pentru a ne construi toate casele şi corăbiile? Cum puteam obţine mangalul necesar topirii uneltelor noastre de metal? Aşa că am început să ne îndreptăm atenţia către o rocă neagră pe care o puteam extrage şi arde în cantităţi aproape nelimitate.
Revoluția energetică
Cărbunele conţine energia solară captată timp de milioane de ani de către pădurile fosilizate. În timpul secolului al XX-lea, această rocă neagră avea să fie succedată de depozite geologice şi mai bogate în energie fotosintetică - petrolul şi gazele naturale. Şi, odată cu ele, oamenii au putut întreprinde tot felul de noi activităţi. Nu numai că existau combustibil fosili din abundenţă. Dar aceştia ofereau, de asemenea, surse de energie tot mai mari, eliberându-ne şi ajutându-ne să nu mai depindem de animale. Mai întâi a apărut motorul cu aburi, care transforma căldura obţinută din cărbune în mişcare. Apoi, a apărut motorul cu ardere internă. Iar apoi, motorul cu reacţie.
"Calul poate să îţi dea doar un cal-putere", explică Paul Warde, istoric de mediu la Universitatea din Cambridge. "Acum avem maşini industriale care pot genera până la zeci de mii de cai-putere şi, la capacitate maximă, o rachetă Saturn V: 160 de milioane de cai-putere pentru a ne desprinde de suprafaţa Pământului".
Combustibilii fosili nu ne alimentează numai vehiculele. De exemplu, în jur de 5% din alimentarea cu gaze naturale din lume se foloseşte pentru crearea de îngrăşăminte pe bază de amoniac, fără de care jumătate din populaţia lumii ar muri de foame. Transformarea fierului în oţel consumă 13% din producţia mondială de cărbune. Se estimează că 8% din emisiile mondiale de CO2 provin din producţia de beton.
Următorul prag
Însă arderea de combustibili fosili a avut un efect incredibil asupra nivelului de trai. De la revoluţia industrială, oamenii au început să crească mai înalţi şi mai sănătoşi, speranţa de viaţă a crescut foarte mult şi în ţările dezvoltate se trăieşte în medie de 30-40 de ori mai bine.
Şi totul se datorează revoluţiei energiei combustibililor fosili, spune Vaclav Smil de la Universitatea din Manitoba, Canada, un expert respectat care studiază rolul energiei în societăţile noastre. "Fără combustibilii fosili, n-am mai avea transport în masă rapid, n-am mai putea zbura, n-am mai avea surplus de producţie de alimente pentru consumatori, nici telefoane produse în China şi transportate la Southampton de un portcontainer imens cu 20.000 de containere. Toate acestea se datorează combustibililor fosili", afirmă expertul. Trăim într-o societate a combustibililor fosili, subliniază el.
Dar, deşi combustibilii fosili ne-au scos pe mulţi dintre noi din greutăţile vieţii agrare şi au creat economia globală şi un nivel de viaţă ridicat, schimbările climatice catastrofale pe care le creează acum ameninţă să destabilizeze această societate.
Aşa cum, în urmă cu două secole, am atins limitele a ceea ce putea realiza agricultura, acum încălzirea globală impune limite la ceea ce se poate face în siguranţă cu cărbune, petrol şi gaz. Aceasta a creat cea mai mare provocare cu care s-a confruntat vreodată societatea umană - o revenire la dependenţa zilnică de energia solară pentru a satisface nevoile enorme de energie a opt sau mai multe miliarde de oameni.