5 явлений, в которых природа намного превзошла человечество

Степан Николаенко
30 июня, 2022
9.7k
0
Наука
в избранное

Человечество наивно считает, что покорило природу или по крайней мере опережает ее во множестве аспектов, в том числе и в производстве энергии. Подумаешь, извержения вулканов, мы ведь испытали «Царь-бомбу», мощность которой составила 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, а, к примеру, Курская АЭС вырабатывает более 24 миллиардов кВт·ч энергии в год. Однако не стоит заблуждаться, ведь природа все еще может нас удивлять.

1. Извержение вулканов высвобождает колоссальное количество энергии

В качестве примера возьмем вполне рядовой случай крупного извержения вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США весной 1980 года. Тогда за минуту извержение достигло такой силы, что огромный оползень снес часть горы, а поток горячих газов и пепла достиг 25 километров в высоту. В общей сложности во время извержения вулкана выделилось 24 мегатонны тепловой энергии, 7 из которых были прямым результатом взрыва, что в 1600 раз превышает мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Это кажется не особо устрашающим событием на фоне той же «Царь-бомбы»? Есть более мощные извержения, например, всемирно известного Везувия, поглотившего Помпеи и другие римские города. Во время извержения газ и пепел выбросило на высоту 33 километра, а выделившаяся энергия была в 100 тысяч раз больше того, что сбросили на Хиросиму и Нагасаки.

Но и это не самый впечатляющий результат. Одним из ярчайших в плане выработки энергии стало извержение вулкана Тамбора в 1815 году. По оценкам ученых, энергия Тамборы была эквивалентна взрыву 800 мегатонн тротила, что более чем в 10 раз превосходит «Царь-бомбу». Взрыв был такой мощный, что вулкан, достигавший высоты 4300 метров, уменьшился до 2700-2800 метров.

Это выглядит уже мощно, не так ли? Но Тамбора и рядом не стоял с извержением вулкана Тоба, произошедшим около 75 тысяч лет назад. Ученые считают, что мощность извержения этого вулкана в 20 раз превзошла Тамбору.

2. Энергия мощного урагана в сотни раз превышает суммарную выработку электроэнергии мира

В России нам, к счастью, не приходится сталкиваться с разрушительной мощью ураганов. А вот некоторые страны Северной Америки и Карибского моря по несколько раз в год встречают эту стихию. Ураганы приносят с собой глобальные разрушения, и подсчитать их мощность хотя бы приблизительно просто нереально.

Ученые считают, что с момента зарождения мощного урагана, такого, как, например, «Катрина», обрушившегося на США в 2005 году, и до его окончательного угасания выделяется столько же энергии, сколько при взрыве 10 тысяч ядерных бомб. Это примерно в 200 раз превосходит весь тот объем энергии, что вырабатывается на целой планете за год.

3. Сила цунами способна питать крупные промышленные страны несколько дней

В 2011 году на Японию обрушилось разрушительное цунами после землетрясения, высота волн которого оценивалась не менее чем в 3 метра. В общей сумме в тот день цунами достигло энергии примерно в 3 петаджоуля. Если перевести эту энергию в более понятные цифры, ее хватило бы для питания Токио в течение целой недели.

На несколько лет раньше, в 2004 году, землетрясение вызвало цунами в Индийском океане, мощность которого оценивалась примерно в 800 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это количество энергии, если бы оно пошло в мирное русло, было способно питать такую крупную промышленную страну, как США, в течение двух недель.

4. Землетрясения могли бы дать нам огромное количество энергии

Мы уже узнали, сколько энергии выделяется во время извержений, ураганов и цунами. Но что насчет более частых событий, таких как землетрясения? Здесь подсчитать энергию проще, так как явление достаточно изученное, и человечество научилось предсказывать даже средние по мощности события.

Во время легкого землетрясения в 4 балла по шкале Рихтера, которое ощущается по легкому колебанию предметов, выделяется столько же энергии, что при взрыве ядерной бомбы мощностью в 1 килотонну, что примерно эквивалентно 1100 мВт·ч. Этой энергии хватило бы, чтобы питать энергией примерно 100 частных домов в течение года. Звучит не слишком впечатляюще?

Тогда возьмем в качестве примера землетрясение магнитудой 9,0 баллов по шкале Рихтера, которое классифицируют как опустошительное. Такие землетрясения случаются раз в несколько лет или даже десятилетий. Во время такого разрушительного землетрясения выделяется энергия, эквивалентная взрыву 32 тысяч мегатонн тротила, что соответствует 1,338 триллионов гигаджоулей или примерно 370 миллиардов мВт·ч.

Для сравнения, в 2020 году в России было выработано примерно 1,047 миллиардов мВт·ч энергии, что в сотни раз меньше. Проще говоря, энергии, выделяемой при землетрясении магнитудой 9,0, хватило бы для питания нашей страны в течение многих веков.

5. Превращение 1 килограмма водорода в гелий высвобождает столько же энергии, сколько 20 тысяч тонн угля

Немного отдалимся от Земли, но не к галактическим масштабам, где производство энергии подсчитать практически невозможно, а к окрестностям — нашему Солнцу. Оно на самом деле представляет собой огромный термоядерный реактор, который превращает водород в гелий, производя при реакции свет и тепло. Люди лишь экспериментируют с термоядерным синтезом, но пока не особо успешно. Наша же звезда, как и бессчетное количество других во Вселенной, давно освоили этот процесс.

Чтобы понять, насколько эффективнее действует природа, достаточно посмотреть на соотношение используемых материалов. Во время реакции превращения всего 1 килограмма водорода в гелий выделяется 630 триллионов джоулей. Это примерно соответствует тому количеству энергии, которое выделяется при сжигании 20 тысяч тонн угля. За одну секунду Солнце производит больше энергии, чем весь мир использовал бы за несколько сотен тысяч лет.

8 раз, когда природа практически уничтожала человечество