Γιατί οι κύκλοι και η ενέργεια της ύλης ρέουν προς μία κατεύθυνση;
κύκλοι ύλης:
* πεπερασμένο: Το ποσό της ύλης στο σύμπαν είναι ουσιαστικά σταθερό. Δεν εξαφανίζεται ή δημιουργείται αυθόρμητα.
* Μετασχηματισμοί: Η μορφή αλλαγής ύλης και η τοποθεσία μέσω διαφόρων διαδικασιών:
* Βιογεωχημικοί κύκλοι: Παραδείγματα περιλαμβάνουν τον κύκλο νερού, τον κύκλο άνθρακα, τον κύκλο αζώτου και τον κύκλο φωσφόρου.
* αποσύνθεση: Οι οργανισμοί διασπούν την οργανική ύλη σε απλούστερες ενώσεις, απελευθερώνοντας θρεπτικά συστατικά πίσω στο περιβάλλον.
* φωτοσύνθεση και αναπνοή: Τα φυτά χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε σάκχαρα, απελευθερώνοντας οξυγόνο. Τα ζώα αναπνέουν οξυγόνο και απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα.
ροές ενέργειας:
* μονόδρομη: Η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί (νόμος της διατήρησης της ενέργειας), αλλά μπορεί να αλλάξει μορφές.
* Σταδιακή αποικοδόμηση: Οι ροές ενέργειας από συμπυκνωμένες μορφές υψηλής ποιότητας (όπως το φως του ήλιου) έως τις χαμηλότερες, διασκορπισμένες μορφές (όπως η θερμότητα). Αυτό είναι γνωστό ως ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής.
* Παραγωγοί: Τα φυτά καταγράφουν την ενέργεια του ηλιακού φωτός και την μετατρέπουν σε χημική ενέργεια (σάκχαρα) μέσω φωτοσύνθεσης.
* καταναλωτές: Τα ζώα τρώνε φυτά ή άλλα ζώα, λαμβάνοντας ενέργεια αποθηκευμένα στο φαγητό τους.
* αποσυμπίγματα: Καταρρίψτε τους νεκρούς οργανισμούς, απελευθερώνοντας ενέργεια πίσω στο περιβάλλον.
* Απώλεια θερμότητας: Κάποια ενέργεια χάνεται ως θερμότητα σε κάθε βήμα της τροφικής αλυσίδας.
Γιατί η διαφορά;
* εντροπία: Το σύμπαν τείνει προς την αύξηση της διαταραχής (εντροπία). Οι μετασχηματισμοί ενέργειας οδηγούν πάντα σε κάποια ενέργεια που χάνεται ως θερμότητα, η οποία είναι μια λιγότερο χρήσιμη μορφή ενέργειας.
* Σταθερότητα της ύλης: Τα άτομα και τα μόρια είναι σχετικά σταθερά και δεν μετατρέπονται εύκολα σε καθαρή ενέργεια. Περιβάλλουν μέσα από διαφορετικές μορφές και θέσεις μέσα στη βιόσφαιρα.
Συνοπτικά: Οι κύκλοι της ύλης επειδή είναι πεπερασμένοι και μπορούν να μετασχηματιστούν, ενώ η ενέργεια ρέει προς μία κατεύθυνση, διότι συνεχώς υποβαθμίζεται σε λιγότερο χρήσιμες μορφές. Αυτή η θεμελιώδης διαφορά είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της ζωής και του τρόπου με τον οποίο τα οικοσυστήματα διατηρούν την ισορροπία.
