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2.3. 環境中的能量流動
地球上的能量起源於太陽。那麼海底熱液噴口呢？地球上的能量使生命得以存在。太陽促進了大氣中空氣和水的流動。太陽還促成了石油和煤炭等不可再生資源的形成。大多數綠色植物捕獲了到達地球的太陽能的 1/20。植物將大部分能量用於新陳代謝，因此只有 1% 的能量轉化為植物組織。
能量流動可以在食物鏈中描繪出來。
植物 - 食草動物 - 食肉動物 分解者
能量使人類變得更加工業化，甚至使人類能夠登上月球！
由於能量損失，生物量通常會在次級生產和三級生產的階段減少。
- 頂級食肉動物
- 食肉動物
- 食草動物
- 初級生產者
- 食草動物
- 食肉動物
最大的動物往往位於金字塔的頂端。世界上最大的陸地和海洋動物，即大象和藍鯨，已經決定繞過中間人，而不是成為頂級食肉動物，而是直接以植物為食。
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術語“功率”用於指代用於城市和工業目的的能量，以可用於工作的有用能量的流動速率來衡量。一些功率單位是千焦耳 (KJ)、兆焦耳 (MJ) 和千瓦 (KW)。
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世界能源消耗每 14 年翻一番。新技術的開發可能會迅速改變能源消耗。
能源型別
- 當前能量流動的轉移
- 太陽能通量（光合作用）
- 落水和風
- 地熱能
- 潮汐能
- 儲存能量的釋放
- 化石燃料 - 石油、煤炭、天然氣。所有這些都代表著過去地質時代光合作用儲存的能量，燃燒後會釋放能量。
- 核能。釋放原子核中包含的能量。
社會的進步伴隨著對能源的獲取和使用
- 狩獵採集社會。透過食物和燃料木材使用太陽能。
- 農業社會。使用太陽能以及牲畜的勞動力以及風能和水力。剩餘的食物支撐了文明和經濟。
- 發達的工業社會。1/4 用於交通，1/5 用於房屋，12% 用於辦公室、醫院和學校，42% 用於工業部門。
不同的能源供應形式
煤炭：這是最安全可靠的能源。會造成嚴重的汙染，但隨著石油變得更加稀缺，可能會更多地利用它。
石油：估計剩餘壽命很短。石油的用途不僅僅是燃料。一旦供應達到峰值，石油可能變得太重要而無法用作燃料。據估計，石油供應將在 2030 年開始枯竭。
天然氣：與石油有關。
化石燃料不太可能很快耗盡。到 2030 年，大多數石油和天然氣資源將枯竭，許多煤炭儲量也將耗盡。
核能：當鈾 235 的原子核被中子轟擊時產生。鈾分裂成兩個碎片，並釋放能量。1 公斤鈾 235 可以釋放相當於 2500 公斤煤炭的能量。
水力發電：這是一種古老的發電形式。基本上，產生的功率是體積和落差的函式。第一個大型發電廠建在尼亞加拉大瀑布。水壩的蓄水會導致蒸發和淤積。
地熱能
熱梯度為每公里 25 度，但在某些地方，由於地質構造不穩定，熱梯度更大。地熱能通常以水或蒸汽的形式存在。熱量用於發電或其他用途，例如在巴黎為酒店和冰島的溫室和酒店供暖，用於日本的溫泉和鱷魚養殖場。義大利和美國擁有使用這種能源的發電廠。
風能：這已經使用了一個世紀。主要問題是風速變化很大。在這種情況下，儲存非常重要。風可以用來電解水，以提供氫氣作為燃料。風能需要大量的土地面積，是直接太陽能收集面積的 4-5 倍。這種能源形式與其他技術結合起來使用可能會有用。這是最大的潛在能源。
潮汐能。潛在地利用高潮時困住的水，並讓水透過渦輪機流出，從而發電。查詢一下。
波浪能。嘗試次數很少，作為新的能源來源的潛力很低。
生物質能：利用有機廢物（如稻草、垃圾、汙水、紙漿廢物）發電。廢物發酵會釋放甲烷。許多此類設施正在使用中。
太陽能
恆定且取之不盡。落在熱帶地區 100 平方公里上的總能量將滿足所有消耗。太陽能非常分散，因此需要將其轉換為更容易利用的能量形式，例如電力或氫氣。太陽能的常見用途是加熱水或空間。太陽能熱電轉換使用光學聚光器，該聚光器將光線聚焦到吸收器上，然後吸收器將熱量傳遞到發電廠。光伏轉換透過矽電池將輻射直接轉換為直流電。使用這種方法生產氫氣可能是一種可能性。太陽能非常適合分散式、低輸出用途，例如偏遠農村地區、小型本地化工業、診所、學校和家庭。
擴充套件資源。
可以透過節約能源來實現，即少用能源和更好地利用能源。例如，發電站產生的熱量可以用來加熱房屋、房屋的隔熱、公共交通。
所有轉移的能量都會經歷形式變化，這將導致熱能。
深海床通常被認為是不生產的。然而，海底火山活躍區會加熱裂縫系統中的海水，釋放出富含金屬和溶解硫化物的熱水。這些區域與動物的極高多樣性有關 - 大型帽貝、蛤蜊、管蟲和貽貝。獲取圖片。在如此貧瘠的環境中，如何形成如此富有成效的生態系統？某些細菌從硫化物的氧化中獲得能量，為動物提供食物來源。