Detta kapitel har bara delvis med
termodynamik och energi att göra, men det belyser de problem som har
att göra med de föroreningar som vårt samhällssystem orsakar och
dess rening, så vi tar med det:
Luftrening
Luftföroreningar är t ex ämnen
som svaveldioxid, kvicksilverånga, polyaromatiska kolväten,
kväveoxider och i vissa avseenden koldioxid. De är alla resultat av
förbrännings- och rostningsprocesser. Många av föroreningarna
släpps ut i luften och den omkringliggande miljön, medan andra
frånskiljs i skorstenar genom rökgasrening.
Rent generellt behöver man tillföra
energi för att ta bort föroreningar ur luft. Den kan tillföras som
kemisk energi i form av kalk, som reagerar med svaveldioxid och
bildar gips. Energin som måste tillföras blir i det fallet detsamma
som den energi som måste till för att framställa kalken. Där
tillkommer energi för att pressa rökgasen genom reningsanordningen.
Då gasformiga föroreningar släpps
ut i atmosfären förändras sammansättningen hos denna.
Förändringen kan givetvis vara utan praktisk betydelse så länge
utsläppen är små, men många gånger skapar utsläppen problem.
Genom att samla in och skaffa sig kontroll över föroreniningen kan
man belysa hur mycket informationskapacitet som måste tillföras för
att bibehålla (återställa) atmosfären i ursprungligt skick. Man
kan då få reda på vad som behövs för att föroreningen inte ska
tillåtas bli en förorening. Det erforderliga arbetet är detsamma
som den informationsmängd som måste tillföras för att få den
förorenade gasen att uppehålla sig i en ny, mindre volym, i stället
för att driva omkring okontrollerat i lufthavet.
I gångna tider bestod inte jordens
atomsfär av gaser i samma proportioner som nu. Syre började t ex
inte uppenbara sig i atmosfären förrän för en och en halv miljard
år sedan och då i små mängder.För ungefär 500 miljoner år
sedan höll syrekoncentrationen omkring 10 procent, vilket är
hälften mot dagens syrehalt. Det nuvarande tillståndet tillståndet
uppnåddes inte förrän för för omkring 75 miljoner år sedan.
Att syre så småningom anrikas i
atmosfären tillskrivs uppkomsten av liv på jorden med förmåga att
slå sönder vatten till väte och syre med hjälp av solljus. Växter
använde det erhållna vätet för att göra om koldioxid till
socker, precis som de gör i dag. Syrgasen andades de däremot ut
till omgivningen.
De goelogiska bevisen säger oss att
de organiska ämnen som växterna bildade delvis har bäddats in i
jordskorpan. I dag utgör de våra fossila bränslen. Den syrgas som
motsvarar dessa bränslen blev över och ansamlades i atmosfären.
Genom att lära sig utnyttja solljuset effektivt nog har växterna
bidragit till att omforma jordens atmosfär. Detta har i sin tur
gjort det möjligt för varelser som människor att existera på
jorden. Man kan uttrycka saken så att växterna förmedlade
informationsöverföringen från solen till jorden, så att vissa
atomer sorterades ned i jordskorpan, medan andra (t ex syre
sorterades upp i atomsfären.
I själva verket är denna process
något mera komplicerad än vad som angetts här. Det mesta av det
organiska materialet, som bildades av växterna med hjälp av
solljuset, lagras t ex inte i jordskorpan för att så småningom
bilda kol, olja och naturgas. Det användes i stället mer eller
mindre omedelbart som mat eller bränsle inte desto mindre inlagras
fortfarande en del organiskt material i jordskorpan. Dylika processer
pågår t ex i igenväxande sjöa och hav, exempelvis Östersjön.
Växterna samlar alltså in
koldioxid från luften och omformar den till socker och andra
organiska ämnen med hjälp av solljuset. Naturen renar på detta vis
luften i stor skala. Det kan i detta sammanhang vara värt att notera
att växterna är bra på att suga i sig andra föroreningar än
koldioxid. De kan t ex anrik tungmetaller som kvicksilver i sina
celler, vilket i mer eller mindre förändrat skick bäddas in i
jordskorpan. Det förklarar varför de fossila bränslena innehåller
svavel och tungmetaller.
När fossila bränslen nu
exploateras sammanför vi och blandar ihop ämnen som tidigare
sorterats och placerats vart och ett på sitt ställe. Därigenom
omintetgör vi det uppbyggnadsarbete som tidigare genomförts i
naturen. Denna lagrade information härrör ytterst från solen.
Växterna och de ekosystem där de ingår, har förmåga att överföra
information från solljuset så att atomer och molekyler som tidigare
varit sammanblandade huller om buller skiljs åt och placeras var och
en för sig.
Ja, det var inte så mycket
termodynamik, men en bra förklaring av kopplingen mellan växternas
fotosyntes och solljuset. Ska se vad det blir härnäst, men
skillnaden mellan energi och exergi kan verka lockande. Hoppas ni
orkar lite till:)
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar