المترجم: Ahmed Mohamed المدقّق: Omar Aljubbah
الطاقة تحيط بنا،
وهي كمية فيزيائية تتبع قوانين الطبيعة الدقيقة.
يحتوي عالمنا على كمية محددة منها
فهي لا تُخلَق ولا تُفنى
ولكنها تأخذ أشكالًا متعددة،
مثل الطاقة الساكنة أو طاقة الحركية،
بعدة خصائص وصيغ مختلفة.
فمثلًا،
يحول مصباح LED مكتبي ذو لمبة قدرتها 6 واط
6 جول من الطاقة الضوئية في الثانية.
لكن لنعُد إلى الفضاء
للنظر إلى كوكبنا وإلى أنظمته وتدفق الطاقة به.
النظام الفيزيائي الأرضي يتضمن
الغلاف الجوي، والغلاف المائي
القشرة الأرضية، والغلاف الحيوي.
تتحرك الطاقة من وإلى هذه الأنظمة،
وخلال أي عملية نقل للطاقة بينهم،
يُفقَد بعضها في الوسط المحيط
كحرارة أو ضوء أو صوت
أو اهتزاز أو حركة.
تأتي طاقة كوكبنا من مصادر داخلية وخارجية.
تأتي طاقة باطن الأرض الحرارية من النظائر المشعة
والطاقة الدورانية من دوران الأرض
كلاهما مصادر طاقة داخلية،
بينما الشمس هي المصدر الأساسي الخارجي،
فهي تتحكم بنظم معينة، كالطقس والمناخ
تقوم أشعة الشمس بتدفئة السطح والغلاف الجوي بنسب مختلفة،
وهذا يسبب حملاً حرارياً،
ينتج عنه الرياح ويؤثر على التيارات البحرية في المحيطات.
الأشعة تحت الحمراء، التي تشعها الأسطح الساخنة على الأرض،
يتم حبسها من قِبَل بعض الغازات والتي تؤثر أيضًا على سريان الطاقة.
تعتبر الشمس مصدر الطاقة الرئيسي للكائنات الحية أيضًا.
النباتات والطحالب والبكتيريا الخضراء
تستخدم أشعة الشمس لتنتج المواد العضوية
من ثاني أكسيد الكربون والماء،
مدعمة السلاسل الغذائية للطبقة الحيوية.
نحن نطلق طاقة الطعام هذه عن طريق تفاعلات كيميائية،
كالاحتراق والتنفس.
في كل مرحلة من السلسلة الغذائية، يتم تخزين بعض الطاقة
في بُنى كيميائية جديدة،
لكن المعظم يفقد في الوسط المحيط،
على هيئة حرارة، مثل حرارة جسمك،
ناتجة عن هضمك للطعام.
بما أن النباتات تؤكل من قبل المستهلكين الأوليين،
10% فقط من طاقتهم الكلية تنتقل للمرحلة التالية.
بما أن الطاقة تتدفق في اتجاه واحد فقط في السلسلة الغذائية،
من المنتجين إلى المستهلكين والمحللات،
الكائنات الحية التي تأكل أقل في السلسلة الغذائية،
أكثر فعالية من الأعلى منها.
لذلك أكل الكائنات المُنتجة هي المرحلة الأكثر فعالية
التي يمكن أن يحصل منها حيوان على الطاقة
ولكن من دون الإمدادِ المستمر من الطاقة لهؤلاء المُنتجين
والتي أغلبها من أشعة الشمس،
الحياة على الأرض كما نعرفها ستزول.
بالنسبة لنا كبشر -بالطبع- نستهلك طاقتنا في فعل العديد من الأشياء بجانب الأكل.
نسافر، ونبني، ونُزود بجميع أنواع التكنولوجيا بالطاقة
لنقوم بكل هذا،
نستخدم مصادراً كالوقود الحفري:
الفحم، والزيت، والغاز الطبيعي،
والتي تحتوي طاقة
جمعتها النباتات من أشعة الشمس منذ القدم
وخُزنَت على هيئة مشتقات كاربونية.
فعندما نحرق الوقود الحفري في محطات توليد الطاقة
نُحرر تلك الطاقة المُخزنة
لنولد كهرباء.
لنولد الكهرباء،
الحرارة الناتجة من حرق الوقود الحفري تستخدم لتشغيل تربينات
واللاتي تُدَوِر مغناطيس (مغانط)،
والذي -بدوره- يولد مجالاً مغناطيسياً متغيراً
بالنسبة إلى ملف من الأسلاك،
مما يحثّ الإلكترونات على الانسياب في السلك.
تعتمد الحضارة المتقدمة على قدراتنا
لإبقاء تلك الالكترونات تسري.
ولحسن الحظ، فنحن لسنا مُقيدون بحرق الوقود الحفري غير المتجدد
لتوليد الكهرباء.
فيمكن حث الالكترونات على السريان
بالتفاعل المباشر مع جسيمات الضوء،
وهي طريقة عمل الخلايا الشمسية.
مصادر الطاقة المتجددة الأخرى،
كالرياح والمياه
طاقة باطن الأرض، والوقود العضوي
يمكن أن يستخدموا لتوليد الكهرباء.
الطلب العالمي للطاقة يتزايد،
ولكن الكوكب به مصادر طاقة محدودة
للحصول عليها عن طريق بنية تحتية معقدة.
وبتزايد عدد السكان،
إلى جانب معدلات التطور والتحول الصناعي،
يصبح الحديث عن الطاقة أكثر أهمية.
الوصول إلى الطاقة يؤثر على الصحة، والتعليم،
القوى السياسية، والوضع الاقتصادي المجتمعي.
إن طورنا كفاءة حصولنا على الطاقة،
فيمكننا استخدام مصادرنا الطبيعية أفضل
وتحسين جودة المعيشة للجميع.