معلومة

هل يحتوي المحيط الحيوي على موارد لا حصر لها وهل هي قابلة للتجديد بلا حدود؟

هل يحتوي المحيط الحيوي على موارد لا حصر لها وهل هي قابلة للتجديد بلا حدود؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل تمثل الكتلة الحيوية جميع موارد المحيط الحيوي ، وبالتالي ستكون قابلة للتجديد من الناحية النظرية (طالما لدينا الشمس) نظرًا لأن كل الكتلة الحيوية جزء من دورة الكربون؟

أيضًا ، هل يجب أن أعتبر الموارد مثل الذهب جزءًا من المحيط الحيوي ، وبالتالي فإن جميع الموارد لن تكون بلا حدود أو قابلة للتجديد بلا حدود؟


لا ، انها ليست لانهائية.

ليس للشمس كتلة لا نهائية ولا الأرض كذلك. لذا فإن الطاقة ليست لانهائية. لكن ربما لا نهتم حقًا بذلك لأنه ينطبق على نطاق لسنا مهتمين به حقًا. ما هو مهم في مقياسنا هو المعدل الذي يتم به إنتاج الكتلة الحيوية التي ندمرها (نأكل ، نبني المنازل). يجب ألا يتجاوز المعدل الذي نستهلك به هذه الكتلة الحيوية المعدل الذي يتم فيه إنتاج هذه الكتلة الحيوية. من الناحية العملية ، سيتم إنتاج الكتلة الحيوية بشكل لا نهائي. بالطبع ، استقرار النظام البيئي ليس بهذه السهولة ولكن ليس من نطاق المنشور الحديث عن ذلك.


من الواضح أنها ليست لانهائية ، لأن الأرض لها كتلة محدودة ، والشمس لها عمر محدود. كما أن الأرض تفقد باستمرار جزءًا (صغيرًا جدًا) من غلافها الجوي والمياه إلى الفضاء ، لذلك في النهاية سينتهي بها المطاف مثل المريخ (الذي كان أكثر دفئًا ورطوبة وربما صالحًا للسكن منذ مليار سنة أو نحو ذلك).


هل يحتوي المحيط الحيوي على موارد لا حصر لها وهل هي قابلة للتجديد بلا حدود؟ - مادة الاحياء

الجمهوريون والديمقراطيون حاليًا في خلاف في مجلس الشيوخ حول مشروع قانون يطالب مرافق الأمة & # 8217s بسحب نسبة مئوية ثابتة من الكهرباء من ما يسمى & # 8220 الطاقة المتجددة. & # 8221

مشروع القانون الديمقراطي ، برعاية رئيس لجنة الطاقة الديمقراطية ديف بينغامان ، من نيو مكسيكو ، سيحصل على 15 في المائة من الكهرباء من مصادر طاقة الرياح والطاقة الشمسية ومصادر أخرى & # 8220 متجددة & # 8221 بحلول عام 2020. يبدو أن هذا الإصدار أقل من صوت واحد بفوزه على الجمهوري الموعود.

قدم السناتور الجمهوري بيت دومينيتشي ، وهو أيضًا من نيو مكسيكو ، مشروع قانون بديل من شأنه أن يحافظ على نفس المتطلبات ولكن يسمح باستخدام الطاقة النووية و & # 8212 غريب & # 8212 & # 8220 فحم نظيف & # 8221 ليتم تضمينها تحت عنوان & # 8220 متجدد. & # 8221 تم هزيمة مشروع القانون هذا بشكل سليم ، 56-39 ، مع انضمام سبعة جمهوريين إلى الديمقراطيين للتغلب على هذا الإجراء. تحاول لجنة خاصة الآن التوصل إلى حل وسط.

هناك نقطة صغيرة واحدة فقط تجعل هذا النقاش برمته غير ذي صلة إلى حد ما. وفقًا لقوانين الفيزياء ، لا يوجد شيء مثل & # 8220 طاقة متجددة. & # 8221

يُقال إن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، الذي تم تطويره خلال القرن التاسع عشر ، هو المبدأ الوحيد للفيزياء النيوتونية الذي نجا من ثورة أينشتاين. لذلك فهي تستحق الاحترام. يتم التعبير عن القانون الثاني بعدة طرق: & # 8212 & # 8220entropy ، & # 8221 & # 8220disorder ، & # 8221 & # 8220 تشتت الطاقة ، & # 8221 لا رجوع فيه عن الزمن. من أجل هذه المناقشة ، فإن إحدى نتائجها الأساسية أكثر من كافية & # 8212 & # 8220 لا يمكن إعادة تدوير الطاقة. & # 8221

ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية (المكتشف بالفعل بعد القانون الثاني) على أن الطاقة يتم حفظها دائمًا ولا يتم تدميرها أبدًا. يبدو أن هذا يشير إلى حركة دائمة. إذا تمكنا فقط من الاستمرار في إعادة تدوير نفس الطاقة ، فلن نفد أبدًا.

القانون الثاني & # 8212 الذي طرحه لأول مرة سعدي كارنو عام 1824 & # 8212 يتعارض مع هذا الاحتمال. يحمل ذلك عندما يتم استخدام الطاقة للقيام بعمل ، يصبح بعضها حتمًا غير قابل للاسترداد. الطاقة ليست أبدا دمرت. إنه يحول من شكل إلى آخر & # 8212 الحرارة إلى حركة ميكانيكية إلى كهرباء إلى حركة ميكانيكية وربما يعود مرة أخرى إلى الحرارة. ومع ذلك ، في هذه العملية ، تصبح بعض الطاقة حتمًا يتعذر الوصول إليها as & # 8220waste & # 8221 أو حرارة منخفضة الدرجة. بمجرد أن تتشتت ، تحقق هذه الطاقة حالة عالية من الفوضى أو الإنتروبيا. لا يمكن إعادة استخدامها أو تجديدها أو إعادة تدويرها لأنها ستستغرق طاقة أكبر لإعادة تجميعها مما يمكن استعادته.

يتحول البنزين الموجود في محرك سيارتك ، على سبيل المثال ، إلى حركة ميكانيكية. ومع ذلك ، فبينما يتم استهلاكها ، يتم التخلص من بعض الطاقة بشكل حتمي كحرارة للمحرك أو احتكاك مع الطريق. في النهاية ، سيتحول كل زخم سيارتك في النهاية إلى حرارة منخفضة الدرجة. الطاقة لا تزال موجودة ولكن لا يمكن إعادة تدويرها أو تجديدها. لذلك سوف تحتاج إلى إعادة التعبئة.

يشير استدعاء بعض مصادر الطاقة & # 8220 المتجددة & # 8221 إلى أنه يمكن استخدامها مرارًا وتكرارًا ، على عكس أشكال الطاقة الأخرى ، والتي ستنفد في النهاية. هذا مضلل للغاية. ما نعنيه حقًا هو أن بعض أشكال الطاقة موجودة لا ينتهي، على الأقل لأغراضنا. طاقة الشمس لا تنضب فيما يتعلق بالحياة على هذا الكوكب. لكنها ليست كذلك لانهائي. لن تكون الطاقة الشمسية المتساقطة على نيويورك كافية لإدارة المدينة ، حتى لو تم استخدام 100 في المائة منها. لذلك يجب جمعها في مكان آخر ونقلها ، والتي هي نفسها تستهلك الطاقة. قد تشرق الشمس يومًا بعد يوم ، لكنها لا توفر كميات غير محدودة من الطاقة.

تأتي معظم الطاقة الشمسية & # 8220s & # 8221 إلينا في الواقع في أشكال غير مباشرة ، حيث يكون التجميع والنقل هو العامل المحدد. تستمد الطاقة الكهرومائية من طاقة الشمس & # 8217s لتبخير المياه وإعادتها كمطر. ومع ذلك ، لا يوجد سوى الكثير من مواقع السدود الجيدة. وفرت الطاقة المائية 20 في المائة من الكهرباء لدينا في عام 1980 ولكنها وفرت 10 في المائة فقط اليوم ، حيث تم استخدام معظم إمكاناتها. تأتي الرياح من حرارة الشمس غير المتكافئة للغلاف الجوي ، لكن طاقة الرياح شديدة التشتت ويجب أيضًا جمعها وتحويلها. الرياح لا يمكن التنبؤ بها ولا يمكن الاعتماد عليها لكميات كبيرة من الكهرباء القابلة للتوزيع. بمجرد وصول الرياح إلى 20 في المائة من الشبكة ، تبدأ في خلق مشاكل في توازن الجهد.

الكهرباء الشمسية المباشرة مجانية لكن لا تصل بكميات كبيرة. الطاقة الشمسية المتساقطة على طاولة بطاقة مساحتها متر مربع كافية لتشغيل مصباح كهربائي 100 واط. في أفضل الأحوال يمكن أن توفر الإضاءة الداخلية لدينا. ومع ذلك ، لا يكفي تشغيل الآلات الصناعية أو الشبكات الإلكترونية المتطورة للغاية. الميزة الكبرى للكهرباء الشمسية هي أنها أقوى عندما تكون هناك حاجة إليها في معظم الأوقات & # 8212 في فترة ما بعد الظهيرة في فصل الصيف الحار عندما يصل الطلب على الكهرباء إلى ذروته. يمكن للكهرباء الشمسية أن تخفف بالتأكيد محطات ذروة الغاز الطبيعي في تشغيل تكييف الهواء الصيفي.

يتم تخزين الوقود الأحفوري طاقة شمسية ومتجددة على مر العصور الجيولوجية. ليس لدينا الوقت لانتظار التجديد. إمدادات النفط والغاز محدودة إلى حد ما وهي الآن تقع في الغالب في بلدان لا يمكن التنبؤ بها سياسياً. لدينا الكثير من الفحم في الولايات المتحدة ، وربما لن ينفد منه أبدًا ، لكنه المصدر الرئيسي لتلوث الهواء وغازات الدفيئة. & # 8220 الفحم النظيف & # 8221 مكلف للغاية وسيخلق مشاكل كبيرة في محاولة دفن حقول نفط كاملة من ثاني أكسيد الكربون السائل في أعماق الأرض.

& # 8220Biofuels & # 8221 منطقة رمادية. هم & # 8220solar & # 8221 و & # 8220 متجدد & # 8221 ولكن فقط ضمن حدود صارمة للغاية. الشمس المشرقة هي مجرد عامل مساهم واحد. والأهم من ذلك بكثير هو الأرض والمياه والأسمدة والموارد الزراعية الأخرى. سوف تتنافس الطاقة المتزايدة مع زراعة الطعام. كما أن الوقود الحيوي & # 8220 كربون محايد. & # 8221 حرق هذا العام & # 8217s المحصول بدلاً من تركه في أي من أحواض الكربون العديدة & # 8212 المواد النباتية والتربة والسلسلة الغذائية & # 8212 يزيد من كمية غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. استدعاء الوقود الحيوي & # 8220carbon محايد & # 8221 هو مجرد محاسبة سيئة. كلاهما سيجهد الموارد الزراعية ويسهم في الاحتباس الحراري.

هناك مصدر آخر للطاقة يقترب من أن يكون لا ينضب مثل الشمس. هذه هي الطاقة النووية ، والتي قد تسمى & # 8220 الطاقة الأرضية. & # 8221 كوكبنا يولد كميات هائلة من الحرارة. درجة الحرارة في الداخل & # 8212 7000 درجة مئوية & # 8212 أسخن من سطح الشمس. ما هو مصدر هذه الحرارة؟ يأتي بعضها من ضغوط انهيار الجاذبية ، لكن نصفها تقريبًا ينتج عن تفكك عنصرين صغيرين ، اليورانيوم والثوريوم.

يتم استغلال الطاقة الأرضية في مواقع الطاقة الحرارية الجوفية ، حيث تتلامس الحرارة المنبعثة من الأرض واللب المنصهر مع المياه الجوفية. نقوم بإجراء نفس التبادل الحراري في ما يسمى بالمفاعل النووي & # 8220. & # 8221 المحطة النووية هي ببساطة تكرار موقع الطاقة الحرارية الأرضية في ظل ظروف أكثر تحكمًا.

الطاقة الأرضية ليست متجددة بشكل غير محدود ، ولكن بعد ذلك لا يوجد أي مصدر آخر للطاقة. لا تعتمد على الطاقة الشمسية المخزنة في روابط الكربون وبالتالي لا تعيد ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. إنه يقع في حوالي & # 8220green & # 8221 كما يمكن الحصول على الطاقة. يمكن أن يقف من تلقاء نفسه ولكنه بالتأكيد يستحق التضمين في أي محفظة من & # 8220 نظيفة ، طاقة متجددة. & # 8221


ما الفرق بين الموارد المتجددة وغير المتجددة؟

أدت موارد كوكبنا المحدودة ومعدل استنفادها إلى الكثير من الجدل حول الاستخدام الفعال للثروة الطبيعية لكوكبنا ، بالإضافة إلى نوع الموارد التي يجب أن نفضلها لتقليل التأثير الذي نواجهه. على كوكبنا.

أحد الفروق الرئيسية من حيث الموارد التي تحت تصرفنا هو ما إذا كانت متجددة أو غير متجددة. إذن ، ما هي بالضبط الموارد المتجددة وغير المتجددة؟

موارد متجددة هي الموارد التي يتم تجديدها بشكل طبيعي مع مرور الوقت. يتوافق استخدام هذه الموارد مع مبادئ الاستدامة ، لأن المعدل الذي نستهلكها به لا يؤثر على توفرها على المدى الطويل.

فى المقابل، مصادر غير متجددة هي تلك المتاحة لنا بكميات محدودة ، أو تلك التي يتم تجديدها ببطء شديد بحيث يكون معدل استهلاكها سريعًا جدًا. هذا يعني أن مخزونهم ينضب قبل أن يتمكنوا من التجديد بشكل طبيعي.

دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة على الموارد المتجددة وغير المتجددة للحصول على فهم أفضل لهذا المفهوم.


ما هو الفرق بين مورد متجدد وغير متجدد

موارد متجددة:

الموارد التي يستخدمها البشر في اليوم الأول للبشرية. كما يوحي الاسم بإمكانية تجديدها وهذا لا يعني أنه يمكن إعادة تدويرها بواسطة البشر ولكن إعادة تدويرها بطبيعتها.

هذه الموارد هي في الواقع من اليوم الأول من الأرض وما زالت موجودة ، مما يعني أنه ليس لها حدود. استخدم أسلافنا هذه الموارد لعيش حياة أفضل في ذلك الوقت وسيستخدمها جيلنا الجديد أيضًا.

هذه هي المصادر التي يتم إعادة تدويرها بشكل طبيعي باستخدام الممارسات المستدامة والعمليات البيوكيميائية.

أين يمكن العثور على الموارد المتجددة؟ الموارد المتجددة ليست نادرة وبالتالي فهي ليست مطلوبة للمعالجة للاستخدام ، لذلك يمكن رؤيتها في أي مكان في الطبيعة بشكل شائع جدًا مثل ضوء الشمس والرياح والكتلة الحيوية ، إلخ.

أمثلة على الموارد المتجددة:

فيما يلي أمثلة على الموارد المتجددة:

  • اجسام مائية
  • تربة
  • الجبال
  • هواء
  • الشمس
  • خشب
  • طاقة المد والجزر
  • الغابات
  • موارد الحياة البرية
  • موارد الغلاف الجوي
  • الطاقة الكهرومائية
  • طاقة الكتلة الحيوية
  • طاقة شمسية
  • الطاقة الحرارية الأرضية
  • طاقة الرياح

مصادر غير متجددة:

الموارد التي لا يمكن استبدالها هي مصادر غير متجددة. بمجرد أن تستمر ، لا يمكن تجديدها أو تجديدها. هذه موجودة على الأرض بكمية أو عدد محدود مما يعني أنها يمكن أن تكون قابلة للنهاية.

معظم هذه الموارد عند استخدامها تلوث الهواء. هذه معروفة أيضًا باسم موارد الطاقة القابلة للاستنفاد.

أشهر مصادر الطاقة من هذا النوع تشمل البترول والفحم والغازات الطبيعية.

أمثلة مصادر غير متجددة:

فيما يلي أمثلة على الموارد غير المتجددة:

    ,
  • الحيوانات،
  • النباتات
  • الوقود الأحفوري (البترول)
  • فحم
  • الغازات الطبيعية
  • الطاقة النووية

مخطط فين لموارد الطاقة المتجددة وغير المتجددة

مخطط فين

ما هو الوقود الأحفوري وكيف يتشكل؟

الوقود الذي يتم تصنيعه من المواد العضوية الميتة المدفونة تحت القشرة الأرضية. هذه هي موارد الطاقة الطبيعية غير المتجددة التي تشكلت من خلال تطبيق عملية بيولوجية مثل التحلل اللاهوائي على المواد العضوية الميتة تحت الأرض منذ وقت طويل منذ حوالي 600 مليون سنة.

تحتوي هذه الأنواع من الوقود على نسبة عالية من الكربون فيها وتطلق ثاني أكسيد الكربون إلى جانب غازات الدفيئة الأخرى عند العادم / الاحتراق.

لماذا نحتاج إلى موارد متجددة؟

تلعب مثل هذه الموارد أهمية كبيرة في حياتنا ، فهي ليست ضرورية فقط لأسلوب حياة أفضل ولكن أيضًا مطلوبة لأجسام الكائنات الحية من أجل الأداء السليم إلى حد ما ، حيث يحتاج الجسم إلى ضوء الشمس للحصول على فيتامين د من أجل الأداء السليم.

هل يمكن أن تسبب الموارد المتجددة التلوث؟

الجواب لا ، فهذه الموارد قليلة في الانبعاثات وتلوث الهواء ، لذا فهي لا تسبب التلوث وتقريباً غير ضارة بالطبيعة.

كيف تتشكل هذه؟

تتشكل هذه نتيجة للدورات الجيولوجية لمتابعة المواد العضوية الميتة المتبقية المصنعة من خلال مراعاة عملية تسمى التمثيل الضوئي.

ما هي الموارد المتجددة المستخدمة لإنتاج الكهرباء؟

الموارد التي لا تسبب تأثيرًا سلبيًا على ظاهرة الاحتباس الحراري ، وتشمل هذه الموارد الرياح والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية ،

ما هي طرق الحفاظ على الموارد الطبيعية؟

يمكن أن يكون هناك العديد من الطرق للحفاظ على الموارد الطبيعية على النحو التالي فيما يلي بعض منها:

  • من خلال زراعة المزيد من الأشجار يمكننا تجنب تآكل التربة.
  • عن طريق زراعة المزيد من الخضروات
  • النظر في معالجة مياه الصرف الصحي والنفايات الصناعية التي يتم تصريفها في المسطحات المائية.
  • النظر في خطوط الأنابيب ذات النوعية الجيدة لنقل النفط.
  • عن طريق حصاد المطر.
  • من خلال عدم مراعاة مرافق النقل الخاصة.
  • الحفاظ على الحياة البرية بعدم صيد الحيوانات.
  • عن طريق إعادة تدوير النفايات بشكل صحيح.
  • استخدام أكياس التسوق العضوية بدلاً من أكياس البوليثين.
  • باستخدام لمبات LED بدلًا من اللمبات التقليدية.
  • عن طريق توفير المياه في المطابخ والحمامات.
  • بعدم إهدار الطعام.
  • بتقليل استخدام مكيفات الهواء والثلاجات.

هل الكتلة الحيوية مصدر طاقة متجددة؟

نعم ، تعتبر الكتلة الحيوية مصدر طاقة متجددة كما تم الحصول عليها من الحيوانات والنباتات. يعتبر المصدر الذي يحتوي على الطاقة الكيميائية من الشمس. هذه هي الموارد التي تنتج الطاقة كمنتج ثنائي عند حرقها. الأمثلة الشهيرة هي الخشب والغاز الحيوي. يعد الطعام أيضًا نوعًا من الكتلة الحيوية لأنه ينتج الطاقة عن طريق التمثيل الغذائي عندما تهضمه أجسامنا.


هل الطاقة النووية مصدر متجدد أم مستدام للطاقة؟

تعد الطاقة النووية حاليًا مصدرًا مستدامًا للطاقة ، ولكن يمكن أن تصبح متجددة تمامًا إذا تغير مصدر اليورانيوم من الخام الملغوم إلى مياه البحر. نظرًا لأن U المستخرج يتجدد باستمرار من خلال العمليات الجيولوجية ، فإن الطاقة النووية ستصبح لا نهاية لها مثل الطاقة الشمسية.

لكن هل تعني الطاقة المتجددة والمستدامة نفس الشيء في عالم الطاقة؟

ليس بالضرورة. كما قال البروفيسور جيسون دونيف من جامعة كالجاري ، "ليس كل شيء متجدد مستدامًا ، وبالتالي ليس كل ما هو مستدام قابل للتجديد بالضرورة."

الممتزات HiCap من مختبر أوك ريدج الوطني وشركة هيلز لاستخراج اليورانيوم منها. [+] مياه البحر ، مما يجعل الطاقة النووية متجددة ومستدامة. أظهرت ORNL قدرات امتزاز لـ HiCap التي تزيد من خمسة إلى سبعة أضعاف أعلى الممتزات التقليدية أداءً ، والتي أصبحت ممكنة باستخدام ألياف البولي إيثيلين المستمرة ذات القطر الصغير ، ومساحة السطح العالية ، والتي يمكن أن تطفو في المحيط لأشهر مثل عشب البحر القابل لإعادة الاستخدام قبل حصاد اليورانيوم ثم عاد إلى البحر. المصدر: ORNL

تعني كلمة `` Renewable '' حرفيًا "أن نجعل جديدًا مرة أخرى". أي مورد يتجدد بشكل طبيعي مع مرور الوقت ، مثل إنشاء الرياح أو نمو الكائنات البيولوجية للكتلة الحيوية أو الوقود الحيوي ، هو بالتأكيد متجدد. تعني الطاقة المتجددة أن الطاقة التي يستخرجها البشر من الطبيعة ستحل محل نفسها بشكل عام.

من ناحية أخرى ، يمكن الحفاظ على مصدر طاقة مستدام لفترة زمنية محددة ، والتي ستستمر قيمتها الإجمالية لفترة التاريخ البشري التي تحتاجها ، بالمعدل الذي يتم استخدامه أو المتوقع استخدامه. قد يتم تجديده أو لا يتم تجديده بمعدل معين.

يهيمن على استخدام الطاقة البشرية قائمة صغيرة من أنواع الطاقة الأولية ، والتي تعتبر المصادر التالية منها مصادر متجددة: الطاقة الشمسية ، طاقة الرياح ، الطاقة المائية ، طاقة المد والجزر والطاقة الحرارية الأرضية

تعتبر مصادر الطاقة غير متجددة إذا استغرق إنشاؤها وقتًا طويلاً ، مثل الوقود الأحفوري ، أو إذا حدث إنشاءها منذ فترة طويلة وليس من المحتمل أن يحدث مرة أخرى ، مثل اليورانيوم.

ومع ذلك ، لا ينفد الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي في أي وقت قريب. بفضل التكسير الهيدروليكي ، تستمر احتياطياتنا من النفط والغاز الطبيعي في النمو. ما عليك سوى إلقاء نظرة على تصور بيانات Donev لمعرفة ما حدث لكمية الغاز الطبيعي القابلة للاسترداد اقتصاديًا كدالة زمنية. ما كان يُعتقد أنه احتياطي غاز عالمي في ذلك الوقت ارتفع من 60 ألف طن متري في عام 1980 إلى 170 ألف طن متري في عام 2013.

الغاز الطبيعي ليس متجددًا ولكن التكنولوجيا الحالية تسمح لنا بالوصول إلى مثل هذه الكمية المذهلة ، والتي قد تبدو غير محدودة وفقًا للمعايير السابقة. وستستخرج تقنيات المستقبل أكثر من ذلك. إن منع البشر من استخدام الكثير من الوقود الأحفوري الذي يمكن الوصول إليه فقط لحماية البيئة سيكون صعبًا للغاية.

ولكن حتى مورد الطاقة المتجددة يصبح غير مستدام كلما تم استخدامه بشكل أسرع مما يتجدد. غالبًا ما يُنظر إلى هذا بالنسبة للطاقة الحرارية الأرضية ، حيث لا تتجدد الحرارة بالسرعة الكافية بواسطة الصخور الساخنة وتنخفض درجة الحرارة عند المدخل إلى ما دون النقطة التي ينتج عنها البخار.

على العكس من ذلك ، يمكن أن يكون المورد غير المتجدد مستدامًا إذا تم استخدامه بمعدل بطيء بدرجة كافية بحيث تستمر الإمدادات لآلاف السنين ، ولا تسبب التأثيرات البيئية مشاكل كبيرة. هذا هو الأكثر وضوحا فيما يتعلق بالطاقة النووية. مثل الوقود الأحفوري ، لطالما تم التقليل من كمية اليورانيوم المتاحة من المصادر التقليدية. يتم احتساب الاحتياطيات فقط للمصادر القابلة للاسترداد اقتصاديًا باستخدام التقنيات والأسعار الحالية. كلاهما يتحسن باستمرار.

والأفضل من ذلك ، أن المفاعلات النووية المتقدمة التي ستحل محل مفاعلاتنا الحالية تستخدم وقودًا أكثر بكثير من المفاعلات الحالية. يمكن للمفاعلات المعيارية الصغيرة تكييف استخدام الطاقة بشكل أفضل حسب الطلب. تحصل مفاعلات الملح المصهور على ما يصل إلى عشرة أضعاف الطاقة من نفس كمية اليورانيوم لأن نواتج الانشطار وسموم التفاعل تتم إزالتها أثناء انتقالها. تحصل المفاعلات السريعة على عشرة أضعاف الطاقة على الأقل من الوقود النووي الحالي عن طريق حرق كل شيء ، وليس فقط U-235.

إن مجرد استخدام اليورانيوم الموجود من مواقع التعدين U ، وكذلك حرق الوقود المستهلك الحالي في المفاعلات السريعة في المستقبل القريب ، يوفر وقودًا كافيًا من اليورانيوم لإنتاج 10 تريليون كيلوواط / ساعة / سنويًا لآلاف السنين ، مما يجعله مستدامًا حاليًا بأي مقياس.

لكن استخدام اليورانيوم المستخرج من مياه البحر ، بدلاً من تعدين خام اليورانيوم ، يجعل الطاقة النووية متجددة حقًا وكذلك مستدامة. تبلغ كمية اليورانيوم في مياه البحر 3.3 ميكروغرام / لتر (أجزاء لكل مليار) ، ولكن هذا إجمالي 4.5 مليار طن من اليورانيوم في مليار كيلومتر مكعب من مياه البحر في المحيط.

لكن هذه الأرقام ليست ثابتة. يختفي اليورانيوم المستخرج من التكوينات الصخرية لليورانيوم الطبيعي وحرقه في المفاعلات إلى الأبد. لكن اليورانيوم المستخرج من مياه البحر يتجدد باستمرار.

يتم تحديد تركيزات مياه البحر من U ، وكذلك جميع المكونات الأخرى الذائبة ، من خلال تفاعلات كيميائية ثابتة الحالة بين المياه والصخور على الأرض ، سواء في المحيط أو من التجوية المستمرة للصخور القارية على الأرض. يؤدي ترشيح صخور القشرة الأرضية والعوامل الجوية إليها باستمرار إلى تجديد جميع العناصر الموجودة في مياه البحر ، ومن المستحيل على البشر استخراج ما يكفي من U لخفض تركيزات مياه البحر الإجمالية لـ U بشكل أسرع مما يتم تجديده.

كما هو الحال مع أي سلعة تجارية ، يجب أن تصبح عملية استخراج مياه البحر اقتصادية بدرجة كافية لتحل محل التعدين كمصدر لـ U. وأصبحت التقنيات الجديدة لاستخراج U من مياه البحر اقتصادية بسرعة.

البحث والتطوير بشأن استخراج اليورانيوم من مياه البحر مستمر منذ الستينيات ، وخاصة في اليابان ، بما في ذلك الممتزات غير العضوية وألياف البوليمر الماصة والأقمشة غير المنسوجة الخاصة باليورانيوم. في عام 2012 ، أعلنت وزارة الطاقة عن تطوير مادة ماصة جديدة تسمى HiCap (في الصورة أعلاه). وفقًا للدكتور بير بيترسون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، أدت هذه التحسينات إلى خفض تكاليف استخراج مياه البحر إلى ما بين 100 دولار و 300 دولار لكل رطل من الكعكة الصفراء (U3O8). ومن المتوقع أن ينخفض ​​أكثر في السنوات العشر القادمة.

تكلفة اليورانيوم هي نسبة صغيرة من تكلفة الوقود النووي ، والتي هي نفسها نسبة صغيرة من تكلفة الطاقة النووية. على مدى السنوات العشرين الماضية ، تفاوتت الأسعار الفورية لليورانيوم بين 10 دولارات و 120 دولارًا للرطل من ثالث أكسيد اليورانيوم. نتجت الاختلافات بشكل رئيسي عن التغييرات في توافر اليورانيوم المستخدم في صنع الأسلحة لخلطه لصنع وقود للمفاعلات.

لذلك عندما تنخفض تكلفة استخراج اليورانيوم من مياه البحر إلى أقل من 100 دولار / رطل ، فسيصبح بديلاً مجديًا تجاريًا لتعدين خام اليورانيوم الجديد. وستصبح الطاقة النووية متجددة ومستدامة تمامًا طالما أن البشر بحاجة إلى الطاقة.


بدلاً من النظام الذي يتم فيه رفض بعض المواد البلاستيكية لأنها ذات لون خاطئ أو لأنها مصنوعة من مواد مركبة ، يمكن لإعادة التدوير الكيميائي رؤية جميع أنواع البلاستيك التي يتم تغذيتها في نظام إعادة تدوير "لانهائي"

تم استكشاف هذه العملية - المعروفة باسم إعادة التدوير الكيميائي - كبديل قابل للتطبيق لإعادة التدوير التقليدية لعقود. حتى الآن ، كان العائق هو الكمية الكبيرة من الطاقة التي تتطلبها. يؤدي هذا ، جنبًا إلى جنب مع السعر المتقلب للنفط الخام ، في بعض الأحيان إلى جعل إنتاج منتجات بلاستيكية جديدة أرخص من إعادة تدوير البلاستيك الموجود.

مصدر الصورة Alamy Image caption ينتهي المطاف ببعض المواد البلاستيكية التي يمكن إعادة تدويرها في مكب النفايات بسبب سوء المرافق ، أو الارتباك بشأن ما هو قابل لإعادة التدوير وما هو غير قابل لإعادة التدوير.

ينتهي المطاف بالكثير من البلاستيك الذي يمكن إعادة تدويره - مثل البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) ، الذي يستخدم للزجاجات والتعبئة الأخرى - في مكب النفايات. غالبًا ما يكون هذا بسبب الارتباك حول إعادة تدوير الرصيف أو التلوث بالطعام أو أنواع النفايات الأخرى.

تجد مواد بلاستيكية أخرى - مثل أكياس السلطة وحاويات الطعام الأخرى - طريقها إلى مكب النفايات لأنها تتكون من مزيج من مواد بلاستيكية مختلفة لا يمكن فصلها بسهولة في مصنع إعادة التدوير. تتساقط القمامة في الشارع ويمكن أن تحمل الرياح المواد البلاستيكية الخفيفة الوزن المتروكة في مكبات النفايات أو الملقاة بطريقة غير مشروعة ، أو تنجرف إلى الأنهار بواسطة المطر ، وينتهي بها المطاف في المحيط.

إعادة التدوير الكيميائي هو محاولة لإعادة تدوير المواد غير القابلة لإعادة التدوير. بدلاً من النظام الذي يتم فيه رفض بعض المواد البلاستيكية لأنها لون خاطئ أو مصنوعة من مواد مركبة ، يمكن لإعادة التدوير الكيميائي رؤية جميع أنواع البلاستيك التي يتم تغذيتها في نظام إعادة التدوير "اللانهائي" الذي يعيد تصنيع البلاستيك إلى الزيت ، بحيث يمكن استخدامه بعد ذلك في صنع البلاستيك مرة أخرى.

إن الطريقة التي يُعاد تدوير البلاستيك بها حاليًا هي طريقة لولبية هابطة أكثر من كونها حلقة لا نهائية. عادة ما يتم إعادة تدوير البلاستيك ميكانيكيًا: حيث يتم فرزها وتنظيفها وتمزيقها وصهرها وإعادة تشكيلها. في كل مرة يتم إعادة تدوير البلاستيك بهذه الطريقة ، تتدهور جودته. عندما يتم صهر البلاستيك ، يتم تكسير سلاسل البوليمر جزئيًا ، مما يقلل من قوة الشد واللزوجة ، مما يجعل من الصعب معالجته. غالبًا ما يصبح البلاستيك الجديد منخفض الدرجة غير مناسب للاستخدام في تغليف المواد الغذائية ويمكن إعادة تدوير معظم البلاستيك لعدد محدود جدًا من المرات قبل أن يتحلل لدرجة أنه يصبح غير صالح للاستخدام.

تهدف الصناعة الناشئة لإعادة التدوير الكيميائي إلى تجنب هذه المشكلة عن طريق تكسير البلاستيك إلى كتل بنائية كيميائية ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك للوقود أو لإعادة إنتاج مواد بلاستيكية جديدة.


مزايا الطاقة المتجددة

إلى جانب حقيقة أن الطاقة المتجددة لا تنضب ، فهي صديقة للبيئة. تقنيات الطاقة المتجددة نظيفة ولها تأثيرات سلبية قليلة على البيئة. لذلك فهي تمثل حلاً جيدًا للأزمات البيئية مثل الاحتباس الحراري والمياه وتلوث الأرض والهواء (Jones and Bouamane 2012). تمنح خيارات الطاقة المتجددة أمن الطاقة للبشرية لأنها محدودة ولن تنفد. وهذا يعني أن الأجيال القادمة سيكون لديها موارد طاقة موثوقة ومستدامة وصديقة للبيئة. علاوة على ذلك ، فإن استغلال الطاقة المتجددة ، مثل الطاقة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية يستلزم العمالة والمعرفة الفنية. هذا يخلق فرص عمل ويعزز الاقتصاد.


يتوقع الباحثون جينومات لانهائية

روكفيل ، ماريلاند - منذ انطلاق ثورة علم الجينوم ، كان العلماء منشغلين بفك رموز أعداد هائلة من الجينومات. الفهرسة والتحليل. المقارنة. تحتوي قواعد البيانات العامة على 239 جينوم بكتيري كامل وحده.

لكن العلماء في معهد أبحاث الجينوم (TIGR) توصلوا إلى نتيجة مذهلة. مسلحين بالأدوات القوية لعلم الجينوميات والرياضيات المقارنة ، خلص علماء TIGR إلى أن الباحثين قد لا يصفون تمامًا بعض البكتيريا والفيروسات - لأن جينوماتهم لا حصر لها. تسلسل سلالة واحدة من هذه الأنواع ، وسيجد العلماء جينات جديدة مهمة. تسلسل سلالة أخرى ، وسوف يجدون المزيد. وهكذا ، بلا حدود.

تقول كلير فريزر ، رئيسة TIGR: "يدرس العديد من العلماء سلالات متعددة من كائن حي". "ولكن في TIGR ، نحن الآن في طريقنا إلى أبعد من ذلك ، لتحديد عدد الجينات المرتبطة بالأنواع الحية. كم عدد الجينومات التي تحتاجها لوصف الأنواع البكتيرية بشكل كامل؟"

لمتابعة هذا السؤال ، نشر عالم TIGR Herv & eacute Tettelin وزملاؤه دراسة هذا الأسبوع (19-23 سبتمبر) في وقت مبكر على الإنترنت طبعة من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS). في الدراسة ، قارن علماء TIGR ، مع متعاونين في ChironCorporation وكلية الطب بجامعة هارفارد ومستشفى سياتل للأطفال ، التسلسل الجيني لثمانية عزلات من نفس النوع البكتيري: العقدية القاطعة للدر، والمعروف أيضًا باسم Group B Strep (GBS) ، والتي يمكن أن تسبب عدوى لحديثي الولادة والأفراد الذين يعانون من ضعف المناعة.

بتحليل جينومات GBS الثمانية ، اكتشف الباحثون بشكل مفاجئ تيار التنوع المستمر. احتوت كل سلالة GBS في المتوسط ​​على 1806 جينًا موجودًا في كل سلالة (وبالتالي تشكل الجينوم الأساسي لـ GBS) بالإضافة إلى 439 جينًا غائبًا في سلالة واحدة أو أكثر ، علاوة على ذلك ، أظهرت النمذجة الرياضية أن الجينات الفريدة ستستمر في الظهور ، حتى بعد تسلسل آلاف الجينومات. من المتوقع أن ينمو جينوم GBSpan بمتوسط ​​33 جينًا جديدًا في كل مرة يتم فيها تسلسل سلالة جديدة.

يقول Tettelin ، المؤلف الرئيسي لورقة PNAS: "لقد فوجئنا بأننا لم نحشر هذه الأنواع بعد". "ما زلنا لا نعرف - وعلى ما يبدو ، لن نعرف أبدًا - مدى تنوعها."

لتفسير هذه النظرة اللانهائية للجينومات الميكروبية ، اقترح تيتلين وزملاؤه وصف نوع من خلال "جينومها الشامل": مجموعة الجينوم الأساسي ، التي تحتوي على جينات موجودة في جميع السلالات ، وجينوم لا غنى عنه ، مع جينات غائبة من سلالة واحدة أو أكثر وجينات فريدة لكل سلالة.

إن الجينوم الشامل هو أكثر من مجرد بناء جملة. هذا المفهوم له انعكاسات حقيقية على البيولوجيا الجزيئية. تحتوي العديد من مسببات الأمراض المهمة - بما في ذلك تلك المسؤولة عن الإنفلونزا والكلاميديا ​​وعدوى الجهاز الهضمي ، وكلها قيد الدراسة في TIGR - على سلالات متعددة ذات جينومات معينة. من خلال تقديم منظور شامل للجينوم لدراسة هذه الكائنات ، يمكن للعلماء أن يتعلموا بشكل أفضل كيف تظهر مسببات الأمراض الجديدة وتستهدف العلاجات بشكل أفضل لظروف معينة. يتمثل أحد الأساليب في تسليط الضوء على الجينوم الأساسي للأنواع. على الجانب الآخر ، قد يقضي العلماء على الجينوم الأساسي ، ويبحثون بدلاً من ذلك عن جينات هامشية تشرح نشاطًا فريدًا لسلالة معينة.

يقول باحثو TIGR إن مفهوم الجينوم الشامل يؤكد أيضًا على حدود الجينومات التقليدية المعروفة. غالبًا ما يشير الباحثون إلى جينوم "النوع" لوصف نوع معين. غالبًا ما يكون هذا الجينوم التمثيلي الفردي هو السلالة الأسهل اكتسابًا من الطبيعة أو النمو في المختبر. ومع ذلك ، فإن العلماء في جميع أنحاء العالم يستخدمون بشكل روتيني هذه الجينومات المعروفة في قواعد البيانات العامة للبحث عن أهداف الأدوية ، وشرح المنافذ البيئية ، ورسم خريطة التطور. إلى أي مدى تعكس الجينومات الميكروبية الواقع؟

مع تطور علم الجينوم المقارن نفسه ، يتوقع فريزر أن يركز TIGR بشكل متزايد على الجينوم الشامل. تبقى أسئلة كثيرة. على الرغم من أن بعض الأنواع الميكروبية ، مثل GBS ، لها جينومات لا حصر لها ، على سبيل المثال ، فإن الأنواع الأخرى محدودة بشكل أكبر. مقارنة ثماني عزلات مستقلة من عصيات الجمرة الخبيثة (البكتيريا التي تسبب الجمرة الخبيثة) ، على سبيل المثال ، وجد Tettelin وزملاؤه أن أربعة جينومات فقط غير كافية لتوصيف جينومها الشامل. هذا يثير أسئلة مثيرة للاهتمام حول معدلات التطور ، يلاحظ فريزر. تقول: "نحن مفتونون بمعرفة المزيد عن التنوع داخل نوع معين ، وكيف يحدث ذلك".

معهد أبحاث الجينوم (TIGR) هو مركز غير هادف للربح مخصص لفك تشفير وتحليل الجينوم. منذ عام 1992 ، كان TIGR ، ومقره في روكفيل ، ماريلاند ، رائدًا في علم الجينوم ، حيث أجرى أبحاثًا نقدية للطب والزراعة والطاقة والبيئة والدفاع البيولوجي.


محتويات

في عام 2009 ، تعاونت مجموعة من علماء نظام الأرض والبيئة بقيادة يوهان روكستروم من مركز ستوكهولم للصمود وويل ستيفن من الجامعة الوطنية الأسترالية مع 26 أكاديميًا بارزًا ، بما في ذلك الحائز على جائزة نوبل بول كروتزن ، وعالم المناخ في معهد جودارد لدراسات الفضاء جيمس هانسن و وحدد كبير مستشاري المناخ للمستشار الألماني هانز يواكيم شيلنهوبر تسعة "أنظمة دعم حياة كوكبية" ضرورية لبقاء الإنسان ، في محاولة لتحديد مدى دفع سبعة من هذه الأنظمة بالفعل. لقد قدروا إلى أي مدى يمكن للبشر أن يذهبوا قبل أن تتعرض قابلية السكن على كوكب الأرض للتهديد. [1] أشارت التقديرات إلى أن ثلاثة من هذه الحدود - تغير المناخ وفقدان التنوع البيولوجي وحدود التدفق البيوجيوكيميائي - يبدو أنه تم تجاوزها. كانت الحدود "تقريبية ، تقديرات أولية فقط ، محاطة بأوجه عدم يقين كبيرة وفجوات معرفية" تتفاعل بطرق معقدة لم يتم فهمها جيدًا بعد. تم تحديد الحدود للمساعدة في تحديد "مساحة آمنة للتنمية البشرية" ، والتي كانت بمثابة تحسين للنهج التي تهدف إلى تقليل التأثيرات البشرية على الكوكب. [1] تم تقديم تقرير عام 2009 [1] إلى الجمعية العامة لنادي روما في أمستردام. [3] تم نشر ملخص محرر للتقرير كمقالة مميزة في طبعة خاصة لعام 2009 من طبيعة سجية [4] جنبًا إلى جنب مع التعليقات النقدية المدعوة من أكاديميين بارزين مثل الحائز على جائزة نوبل ماريو جيه مولينا وعالم الأحياء كريستيان سامبر. [5]

في عام 2015 ، تم نشر ورقة ثانية في علم لتحديث مفهوم حدود الكواكب [6] بما في ذلك الحدود الإقليمية والنتائج التي تم تقديمها في المنتدى الاقتصادي العالمي في دافوس ، يناير 2015. منشورات عام 2009 في طبيعة سجية و علم البيئة والمجتمع، إلى جانب 2015 علم المقالة ، تم الاستشهاد بها أكثر من 7000 مرة من 2009 إلى 2019 ، مما يدل على أن إطار حدود الكواكب كان مؤثرًا في العمل الأكاديمي اللاحق. أكدت ورقة عام 2015 على تقاطع الحدود التسعة ووضعتها في تسلسل هرمي للأهمية ، مع تغير المناخ والتنوع البيولوجي كحدود ذات أهمية أساسية. [7]

A 2018 study, co-authored by Rockström, calls into question the international agreement to limit warming to 2 degrees above pre-industrial temperatures set forth in the Paris Agreement. The scientists raise the possibility that even if greenhouse gas emissions are substantially reduced to limit warming to 2 degrees, that might be the "threshold" at which self-reinforcing climate feedbacks add additional warming until the climate system stabilizes in a hothouse climate state. This would make parts of the world uninhabitable, raise sea levels by up to 60 metres (200 ft), and raise temperatures by 4–5 °C (7.2–9.0 °F) to levels that are higher than any interglacial period in the past 1.2 million years. Rockström notes that whether this would occur "is one of the most existential questions in science." Study author Katherine Richardson stresses, "We note that the Earth has never in its history had a quasi-stable state that is around 2 °C warmer than the preindustrial and suggest that there is substantial risk that the system, itself, will ‘want’ to continue warming because of all of these other processes – even if we stop emissions. This implies not only reducing emissions but much more.” [8] [9]

The idea Edit

The idea that our planet has limits, including the burden placed upon it by human activities, has been around for some time. In 1972, The Limits to Growth تم نشره. It presented a model in which five variables: world population, industrialization, pollution, food production, and resources depletion, are examined, and considered to grow exponentially, whereas the ability of technology to increase resources availability is only linear. [10] Subsequently, the report was widely dismissed, particularly by economists and businessmen, [11] and it has often been claimed that history has proved the projections to be incorrect. [12] In 2008, Graham Turner from the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) published "A comparison of The Limits to Growth with thirty years of reality". [13] Turner found that the observed historical data from 1970 to 2000 closely matches the simulated results of the "standard run" limits of growth model for almost all the outputs reported. "The comparison is well within uncertainty bounds of nearly all the data in terms of both magnitude and the trends over time." [13] Turner also examined a number of reports, particularly by economists, which over the years have purported to discredit the limits-to-growth model. Turner says these reports are flawed, and reflect misunderstandings about the model. [13] In 2010, Nørgård, Peet and Ragnarsdóttir called the book a "pioneering report", and said that it "has withstood the test of time and, indeed, has only become more relevant." [14]

مستقبلنا المشترك [15] was published in 1987 by United Nations' World Commission on Environment and Development. It tried to recapture the spirit of the Stockholm Conference. Its aim was to interlock the concepts of development and environment for future political discussions. It introduced the famous definition for sustainable development:

"Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs."

Of a different kind is the approach made by James Lovelock. In the 1970s he and microbiologist Lynn Margulis presented the Gaia theory or hypothesis, that states that all organisms and their inorganic surroundings on Earth are integrated into a single self-regulating system. [16] The system has the ability to react to perturbations or deviations, much like a living organism adjusts its regulation mechanisms to accommodate environmental changes such as temperature (homeostasis). Nevertheless, this capacity has limits. For instance, when a living organism is subjected to a temperature that is lower or higher than its living range, it can perish because its regulating mechanism cannot make the necessary adjustments. Similarly the Earth may not be able to react to large deviations in critical parameters. في كتابه The Revenge of Gaia, he affirms that the destruction of rainforests and biodiversity, compounded with the increase of greenhouse gases made by humans, is producing global warming.

From Holocene to Anthropocene Edit

The Holocene began about 10,000 years ago. It is the current interglacial period, and it has proven to be a relatively stable environment of the Earth. There have been natural environmental fluctuations during the Holocene, but the key atmospheric and biogeochemical parameters have been relatively stable. [17] This stability and resilience has allowed agriculture to develop and complex societies to thrive. [18] According to Rockström وآخرون., we "have now become so dependent on those investments for our way of life, and how we have organized society, technologies, and economies around them, that we must take the range within which Earth System processes varied in the Holocene as a scientific reference point for a desirable planetary state." [1]

External image
The last glacial cycle of δ 18 O indicative of the stability of the Holocene over the last 10,000 years
– Adapted from Young & Steffen (2009)

Since the industrial revolution, according to Paul Crutzen, Will Steffen and others, the planet has entered a new epoch, the Anthropocene. In the Anthropocene, humans have become the main agents of not only change to the Earth System [19] but also the driver of Earth System rupture, [20] disruption of the Earth System's ability to be resilient and recover from that change. There have been well publicized scientific warnings about risks in the areas of climate change and stratospheric ozone. [21] [22] However, other biophysical Earth System processes are also important and have limits which are being exceeded. [23] For example, since the advent of the Anthropocene, the rate at which species are being extinguished has increased over 100 times, [24] and humans are now the driving force altering global river flows [25] as well as water vapor flows from the land surface. [26] Continuing pressure on the Earth System from human activities raises the possibility that further pressure could be destabilizing, and precipitate sudden or irreversible responses by the Earth System, shunting it towards a variation or mode that is dangerous to life including to human society, for example a Hothouse Earth mode. According to Rockström et al., "Up to 30% of all mammal, bird, and amphibian species will be threatened with extinction this century." [1] It is difficult to restore a 'safe operating space' for humanity that is described by the planetary boundary concept, because the predominant paradigms of social and economic development are largely indifferent to the looming possibilities of large scale environmental disasters triggered by humans. [1] [27] Legal boundaries can help keep human activities in check, but are only as effective as the political will to make and enforce them. [28]

ال عتبة, or tipping point, is the value at which a very small increment for the control variable (like CO2) triggers a larger, possibly catastrophic, change in the response variable (global warming) through feedbacks in the natural Earth System itself.

The threshold points are difficult to locate, because the Earth System is very complex. Instead of defining the threshold value, the study establishes a range, and the threshold is supposed to lie inside it. The lower end of that range is defined as the الحدود. Therefore, it defines a 'safe operating space', in the sense that as long as we are below the boundary, we are below the threshold value. If the boundary is crossed, we enter into a danger zone. [1]

The proposed framework lays the groundwork for shifting approach to governance and management, away from the essentially sectoral analyses of limits to growth aimed at minimizing negative externalities, toward the estimation of the safe space for human development. Planetary boundaries define, as it were, the boundaries of the "planetary playing field" for humanity if major human-induced environmental change on a global scale is to be avoided

Transgressing one or more planetary boundaries may be highly damaging or even catastrophic, due to the risk of crossing thresholds that trigger non-linear, abrupt environmental change within continental- to planetary-scale systems. The 2009 study identified nine planetary boundaries and, drawing on current scientific understanding, the researchers proposed quantifications for seven of them. These seven are climate change (CO2 concentration in the atmosphere < 350 ppm and/or a maximum change of +1 W/m 2 in radiative forcing) ocean acidification (mean surface seawater saturation state with respect to aragonite ≥ 80% of pre-industrial levels) stratospheric ozone (less than 5% reduction in total atmospheric O3 from a pre-industrial level of 290 Dobson Units) biogeochemical nitrogen (N) cycle (limit industrial and agricultural fixation of N2 to 35 Tg N/yr) and phosphorus (P) cycle (annual P inflow to oceans not to exceed 10 times the natural background weathering of P) global freshwater use (< 4000 km 3 /yr of consumptive use of runoff resources) land system change (< 15% of the ice-free land surface under cropland) and the rate at which biological diversity is lost (annual rate of < 10 extinctions per million species). The two additional planetary boundaries for which the group had not yet been able to determine a global boundary level are chemical pollution and atmospheric aerosol loading.

Subsequent work on planetary boundaries [6] begins to relate these thresholds at the regional scale.

On the framework Edit

Christopher Field, director of the Carnegie Institution's Department of Global Ecology, is impressed: "This kind of work is critically important. Overall, this is an impressive attempt to define a safety zone." [45] But the conservation biologist Stuart Pimm is not impressed: "I don’t think this is in any way a useful way of thinking about things. The notion of a single boundary is just devoid of serious content. In what way is an extinction rate 10 times the background rate acceptable?" [45] and the environmental policy analyst Bill Clark thinks: "Tipping points in the earth system are dense, unpredictable. and unlikely to be avoidable through early warning indicators. It follows that. 'safe operating spaces' and 'planetary boundaries' are thus highly suspect and potentially the new 'opiates'." [46]

The biogeochemist William Schlesinger queries whether thresholds are a good idea for pollutions at all. He thinks waiting until we near some suggested limit will just permit us to continue to a point where it is too late. "Management based on thresholds, although attractive in its simplicity, allows pernicious, slow and diffuse degradation to persist nearly indefinitely." [47]

The hydrologist David Molden thinks planetary boundaries are a welcome new approach in the 'limits to growth' debate. "As a scientific organizing principle, the concept has many strengths . the numbers are important because they provide targets for policymakers, giving a clear indication of the magnitude and direction of change. They also provide benchmarks and direction for science. As we improve our understanding of Earth processes and complex inter-relationships, these benchmarks can and will be updated . we now have a tool we can use to help us think more deeply—and urgently—about planetary limits and the critical actions we have to take." [48]

The ocean chemist Peter Brewer queries whether it is "truly useful to create a list of environmental limits without serious plans for how they may be achieved . they may become just another stick to beat citizens with. Disruption of the global nitrogen cycle is one clear example: it is likely that a large fraction of people on Earth would not be alive today without the artificial production of fertilizer. How can such ethical and economic issues be matched with a simple call to set limits? . food is not optional." [49]

The environment advisor Steve Bass says the "description of planetary boundaries is a sound idea. We need to know how to live within the unusually stable conditions of our present Holocene period and not do anything that causes irreversible environmental change . Their paper has profound implications for future governance systems, offering some of the 'wiring' needed to link governance of national and global economies with governance of the environment and natural resources. The planetary boundaries concept should enable policymakers to understand more clearly that, like human rights and representative government, environmental change knows no borders." [50]

The climate change policy advisor Adele Morris thinks that price-based policies are also needed to avoid political and economic thresholds. "Staying within a 'safe operating space' will require staying within all the relevant boundaries, including the electorate’s willingness to pay." [51]

In 2011, at their second meeting, the High-level Panel on Global Sustainability of the United Nations had incorporated the concept of planetary boundaries into their framework, stating that their goal was: "To eradicate poverty and reduce inequality, make growth inclusive, and production and consumption more sustainable while combating climate change and respecting the range of other planetary boundaries." [52]

Elsewhere in their proceedings, panel members have expressed reservations about the political effectiveness of using the concept of "planetary boundaries": "Planetary boundaries are still an evolving concept that should be used with caution [. ] The planetary boundaries question can be divisive as it can be perceived as a tool of the "North" to tell the "South" not to follow the resource intensive and environmentally destructive development pathway that rich countries took themselves. This language is unacceptable to most of the developing countries as they fear that an emphasis on boundaries would place unacceptable brakes on poor countries." [53]

However, the concept is routinely used in the proceedings of the United Nations, [54] and in the UN Daily News. For example, the UNEP Executive Director Achim Steiner states that the challenge of agriculture is to "feed a growing global population without pushing humanity's footprint beyond planetary boundaries." [55] The United Nations Environment Programme (UNEP) Yearbook 2010 also repeated Rockström's message, conceptually linking it with ecosystem management and environmental governance indicators. [56]

The planetary boundaries concept is also used in proceedings by the European Commission, [57] [58] and was referred to in the European Environment Agency synthesis report The European environment – state and outlook 2010. [59]

In their 2012 report entitled "Resilient People, Resilient Planet: A future worth choosing", The High-level Panel on Global Sustainability called for bold global efforts, "including launching a major global scientific initiative, to strengthen the interface between science and policy. We must define, through science, what scientists refer to as "planetary boundaries", "environmental thresholds" and "tipping points"." [60]

Development studies scholars have been critical of aspects of the framework and constraints that its adoption could place on the Global South. Proposals to conserve a certain proportion of Earth's remaining forests can be seen as rewarding the countries such as those in Europe that have already economically benefitted from exhausting their forests and converting land for agriculture. In contrast, countries that have yet to industrialize are asked to make sacrifices for global environmental damage they may have had little role in creating. [7]

تعديل تغير المناخ

Radiative forcing is a measure of the difference between the incoming radiation energy and the outgoing radiation energy acting across the boundary of the earth. Positive radiative forcing results in warming. From the start of the industrial revolution in 1750 to 2005, the increase in atmospheric carbon dioxide has led to a positive radiative forcing, averaging about 1.66 W/m². [62]

The climate scientist Myles Allen thinks setting "a limit on long-term atmospheric carbon dioxide concentrations merely distracts from the much more immediate challenge of limiting warming to 2 °C." He says the concentration of carbon dioxide is not a control variable we can "meaningfully claim to control", and he questions whether keeping carbon dioxide levels below 350 ppm will avoid more than 2 °C of warming. [35]

Adele Morris, policy director, Climate and Energy Economics Project, Brookings Institution, makes a criticism from the economical-political point of view. She puts emphasis in choosing policies that minimize costs and preserve consensus. She favors a system of green-house gas emissions tax, and emissions trading, as ways to prevent global warming. She thinks that too-ambitious objectives, like the boundary limit on CO2, may discourage such actions. [51]

Biodiversity loss Edit

According to the biologist Cristián Samper, a "boundary that expresses the probability of families of species disappearing over time would better reflect our potential impacts on the future of life on Earth." [63] The biodiversity boundary has also been criticized for framing biodiversity solely in terms of the extinction rate. The global extinction rate has been highly variable over the Earth's history, and thus using it as the only biodiversity variable can be of limited usefulness. [7]

Nitrogen cycle Edit

Since the industrial revolution, the Earth's nitrogen cycle has been disturbed even more than the carbon cycle. "Human activities now convert more nitrogen from the atmosphere into reactive forms than all of the Earth´s terrestrial processes combined. Much of this new reactive nitrogen pollutes waterways and coastal zones, is emitted back to the atmosphere in changed forms, or accumulates in the terrestrial biosphere." [30] Only a small part of the fertilizers applied in agriculture is used by plants. Most of the nitrogen and phosphorus ends up in rivers, lakes and the sea, where excess amounts stress aquatic ecosystems. For example, fertilizer which discharges from rivers into the Gulf of Mexico has damaged shrimp fisheries because of hypoxia. [30]

The biogeochemist William Schlesinger thinks waiting until we near some suggested limit for nitrogen deposition and other pollutions will just permit us to continue to a point where it is too late. He says the boundary suggested for phosphorus is not sustainable, and would exhaust the known phosphorus reserves in less than 200 years. [47]

Phosphorus Edit

Peak phosphorus is a concept to describe the point in time at which the maximum global phosphorus production rate is reached. Phosphorus is a scarce finite resource on earth and means of production other than mining are unavailable because of its non-gaseous environmental cycle. [64] According to some researchers, Earth's phosphorus reserves are expected to be completely depleted in 50–100 years and peak phosphorus to be reached in approximately 2030. [65] [66]

Ocean acidification Edit

Surface ocean acidity has increased thirty percent since the industrial revolution. About one quarter of the additional carbon dioxide generated by humans is dissolved in the oceans, where it forms carbonic acid. This acidity inhibits the ability of corals, shellfish and plankton to build shells and skeletons. Knock-on effects could have serious consequences for fish stocks. This boundary is clearly interconnected with the climate change boundaries, since the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is also the underlying control variable for the ocean acidification boundary. [30]

The ocean chemist Peter Brewer thinks "ocean acidification has impacts other than simple changes in pH, and these may need boundaries too." [49]

Land use Edit

Across the planet, forests, wetlands and other vegetation types are being converted to agricultural and other land uses, impacting freshwater, carbon and other cycles, and reducing biodiversity. [30]

The environment advisor Steve Bass says research tells us that "the sustainability of land use depends less on percentages and more on other factors. For example, the environmental impact of 15 per cent coverage by intensively farmed cropland in large blocks will be significantly different from that of 15 per cent of land farmed in more sustainable ways, integrated into the landscape. The boundary of 15 per cent land-use change is, in practice, a premature policy guideline that dilutes the authors' overall scientific proposition. Instead, the authors might want to consider a limit on soil degradation or soil loss. This would be a more valid and useful indicator of the state of terrestrial health." [50]

Freshwater Edit

Human pressures on global freshwater systems are having dramatic effects. The freshwater cycle is another boundary significantly affected by climate change. [30] Freshwater resources, such as lakes and aquifers, are usually renewable resources which naturally recharge (the term fossil water is sometimes used to describe aquifers which don't recharge). Overexploitation occurs if a water resource is mined or extracted at a rate that exceeds the recharge rate. Recharge usually comes from area streams, rivers and lakes. Forests enhance the recharge of aquifers in some locales, although generally forests are a major source of aquifer depletion. [69] [70] Depleted aquifers can become polluted with contaminants such as nitrates, or permanently damaged through subsidence or through saline intrusion from the ocean. This turns much of the world's underground water and lakes into finite resources with peak usage debates similar to oil. [71] Though Hubbert's original analysis did not apply to renewable resources, their overexploitation can result in a Hubbert-like peak. A modified Hubbert curve applies to any resource that can be harvested faster than it can be replaced. [68]

The hydrologist David Molden says "a global limit on water consumption is necessary, but the suggested planetary boundary of 4,000 cubic kilometres per year is too generous." [48]

Ozone depletion Edit

The stratospheric ozone layer protectively filters ultraviolet radiation (UV) from the Sun, which would otherwise damage biological systems. The actions taken after the Montreal Protocol appeared to be keeping the planet within a safe boundary. [30] However, in 2011, according to a paper published in طبيعة سجية, the boundary was unexpectedly pushed in the Arctic ". the fraction of the Arctic vortex in March with total ozone less than 275 Dobson units (DU) is typically near zero, but reached nearly 45%". [72]

The Nobel laureate in chemistry, Mario Molina, says "five per cent is a reasonable limit for acceptable ozone depletion, but it doesn't represent a tipping point". [5]

Atmospheric aerosols Edit

Aerosol particles in the atmosphere impact the health of humans and influence monsoon and global atmospheric circulation systems. Some aerosols produce clouds which cool the Earth by reflecting sunlight back to space, while others, like soot, produce thin clouds in the upper stratosphere which behave like a greenhouse, warming the Earth. On balance, anthropogenic aerosols probably produce a net negative radiative forcing (cooling influence). [73] Worldwide each year, aerosol particles result in about 800,000 premature deaths. Aerosol loading is sufficiently important to be included among the planetary boundaries, but it is not yet clear whether an appropriate safe threshold measure can be identified. [30]

Chemical pollution Edit

Some chemicals, such as persistent organic pollutants, heavy metals and radionuclides, have potentially irreversible additive and synergic effects on biological organisms, reducing fertility and resulting in permanent genetic damage. Sublethal uptakes are drastically reducing marine bird and mammal populations. This boundary seems important, although it is hard to quantify. [30]

A Bayesian emulator for persistent organic pollutants has been developed which can potentially be used to quantify the boundaries for chemical pollution. [74] To date, critical exposure levels of polychlorinated biphenyls (PCBs) above which mass mortality events of marine mammals are likely to occur, have been proposed as a chemical pollution planetary boundary. [75]

A planetary boundary may interact in a manner that changes the safe operating level of other boundaries. Rockström وآخرون. 2009 did not analyze such interactions, but they suggested that many of these interactions will reduce rather than expand the proposed boundary levels.

For example, the land use boundary could shift downward if the freshwater boundary is breached, causing lands to become arid and unavailable for agriculture. At a regional level, water resources may decline in Asia if deforestation continues in the Amazon. Such considerations suggest the need for "extreme caution in approaching or transgressing any individual planetary boundaries." [1]

Another example has to do with coral reefs and marine ecosystems. In 2009, De'Ath, Lough & Fabricius (2009) showed that, since 1990, calcification in the reefs of the Great Barrier that they examined decreased at a rate unprecedented over the last 400 years (14% in less than 20 years). Their evidence suggests that the increasing temperature stress and the declining ocean saturation state of aragonite is making it difficult for reef corals to deposit calcium carbonate. Bellwood & others (2004) explored how multiple stressors, such as increased nutrient loads and fishing pressure, move corals into less desirable ecosystem states. Guinotte & Fabry (2008) showed that ocean acidification will significantly change the distribution and abundance of a whole range of marine life, particularly species "that build skeletons, shells, and tests of biogenic calcium carbonate. "Increasing temperatures, surface UV radiation levels and ocean acidity all stress marine biota, and the combination of these stresses may well cause perturbations in the abundance and diversity of marine biological systems that go well beyond the effects of a single stressor acting alone." [76]

The doughnut Edit

In 2012 Kate Raworth from Oxfam noted the Rockstrom concept does not take human population growth into account. [78] She suggested social boundaries should be incorporated into the planetary boundary structure, such as jobs, education, food, access to water, health services and energy and to accommodate an environmentally safe space compatible with poverty eradication and "rights for all". Within planetary limits and an equitable social foundation lies a doughnut shaped area which is the area where there is a "safe and just space for humanity to thrive in". [79]

An empirical application of the doughnut model by O'Neill et al. [80] showed that so far across 150 countries not a single country satisfies its citizens' basic needs while maintaining a globally sustainable level of resource use.

National environmental footprints Edit

Several studies assessed environmental footprints of nations based on planetary boundaries: for Sweden, [81] Switzerland, [82] the Netherlands, [83] the European Union [84] as well as for the world’s most important economies. [85] [86] While the metrics and allocation approaches applied varied, there is a converging outcome that resource use of wealthier nations – if extrapolated to world population – is not compatible with planetary boundaries.

Proposed new or expanded boundaries Edit

In 2012, Steven Running suggested a tenth boundary, the annual net global primary production of all terrestrial plants, as an easily determinable measure integrating many variables that will give "a clear signal about the health of ecosystems". [87] [88] [89]

In 2017, Nash et al. argued that marine systems are underrepresented in the framework. Their proposed remedy was to include the seabed as a component of the earth surface change boundary. They also wrote that the framework should account for "changes in vertical mixing and ocean circulation patterns". [7]

Not yet endorsed by United Nations Edit

The United Nations secretary general Ban Ki-moon endorsed the concept of planetary boundaries on 16 March 2012, when he presented the key points of the report of his High Level Panel on Global Sustainability to an informal plenary of the UN General Assembly. [79] [90] Ban stated: "The Panel’s vision is to eradicate poverty and reduce inequality, to make growth inclusive and production and consumption more sustainable, while combating climate change and respecting a range of other planetary boundaries." [91] The concept was incorporated into the so-called "zero draft" of the outcome of the United Nations Conference on Sustainable Development to be convened in Rio de Janeiro 20–22 June 2012. [92] However, the use of the concept was subsequently withdrawn from the text of the conference, "partly due to concerns from some poorer countries that its adoption could lead to the sidelining of poverty reduction and economic development. It is also, say observers, because the idea is simply too new to be officially adopted, and needed to be challenged, weathered and chewed over to test its robustness before standing a chance of being internationally accepted at UN negotiations." [93]

The planetary boundary framework was updated in 2015. [6] It was suggested that three of the boundaries (including climate change) might push the Earth system into a new state if crossed these also strongly influence the remaining boundaries. In the paper, the framework is developed to make it more applicable at the regional scale.

Boundaries related to agriculture and food consumption Edit

Human activities related to agriculture and nutrition globally contribute to the transgression of four out of nine planetary boundaries. Surplus nutrient flows (N, P) into aquatic and terrestrial ecosystems are of highest importance, followed by excessive land-system change and biodiversity loss. Whereas in the case of biodiversity loss, P cycle and land-system change, the transgression is in the zone of uncertainty—indicating an increasing risk (yellow circle in the figure), the N boundary related to agriculture is more than 200% transgressed—indicating a high risk (red marked circle in the figure). Here, nutrition includes food processing and trade as well as food consumption (preparation of food in households and gastronomy). Consumption-related environmental impacts are not quantified at the global level for the planetary boundaries of freshwater use, atmospheric aerosol loading (air pollution) and stratospheric ozone depletion. [94]


The future looks bright for infinitely recyclable plastic

Plastics are a part of nearly every product we use on a daily basis. The average person in the U.S. generates about 100 kg of plastic waste per year, most of which goes straight to a landfill. A team led by Corinne Scown, Brett Helms, Jay Keasling, and Kristin Persson at Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) set out to change that.

Less than two years ago, Helms announced the invention of a new plastic that could tackle the waste crisis head on. Called poly(diketoenamine), or PDK, the material has all the convenient properties of traditional plastics while avoiding the environmental pitfalls, because unlike traditional plastics, PDKs can be recycled indefinitely with no loss in quality.

Now, the team has released a study that shows what can be accomplished if manufacturers began using PDKs on a large scale. The bottom line? PDK-based plastic could quickly become commercially competitive with conventional plastics, and the products will get less expensive and more sustainable as time goes on.

"Plastics were never designed to be recycled. The need to do so was recognized long afterward," explained Nemi Vora, first author on the report and a former postdoctoral fellow who worked with senior author Corinne Scown. "But driving sustainability is the heart of this project. PDKs were designed to be recycled from the get-go, and since the beginning, the team has been working to refine the production and recycling processes for PDK so that the material could be inexpensive and easy enough to be deployed at commercial scales in anything from packaging to cars."

The study presents a simulation for a 20,000-metric-ton-per-year facility that puts out new PDKs and takes in used PDK waste for recycling. The authors calculated the chemical inputs and technology needed, as well as the costs and greenhouse gas emissions, then compared their findings to the equivalent figures for production of conventional plastics.

"These days, there is a huge push for adopting circular economy practices in the industry. Everyone is trying to recycle whatever they're putting out in the market," said Vora. "We started talking to industry about deploying 100% percent infinitely recycled plastics and have received a lot of interest."

"The questions are how much it will cost, what the impact on energy use and emissions will be, and how to get there from where we are today," added Helms, a staff scientist at Berkeley Lab's Molecular Foundry. "The next phase of our collaboration is to answer these questions."

Checking the boxes of cheap and easy

To date, more than 8.3 billion metric tons of plastic material have been produced, and the vast majority of this has ended up in landfills or waste incineration plants. A small proportion of plastics are sent to be recycled "mechanically," meaning they are melted down and then re-shaped into new products. However, this technique has limited benefit. Plastic resin itself is made of many identical molecules (called monomers) bound together into long chains (called polymers). Yet to give plastic its many textures, colors, and capabilities, additives like pigments, heat stabilizers, and flame retardants are added to the resin. When many plastics are melted down together, the polymers become mixed with a slew of potentially incompatible additives, resulting in a new material with much lower quality than newly produced virgin resin from raw materials. As such, less than 10% of plastic is mechanically recycled more than once, and recycled plastic usually also contains virgin resin to make up for the dip in quality.

PDK plastics sidestep this problem entirely -- the resin polymers are engineered to easily break down into individual monomers when mixed with an acid. The monomers can then be separated from any additives and gathered to make new plastics without any loss of quality. The team's earlier research shows that this "chemical recycling" process is light on energy and carbon dioxide emissions, and it can be repeated indefinitely, creating a completely circular material lifecycle where there is currently a one-way ticket to waste.

Yet despite these incredible properties, to truly beat plastics at their own game, PDKs also need to be convenient. Recycling traditional petroleum-based plastic might be hard, but making new plastic is very easy.

"We're talking about materials that are basically not recycled," said Scown. "So, in terms of appealing to manufacturers, PDKs aren't competing with recycled plastic -- they have to compete with virgin resin. And we were really pleased to see how cheap and how efficient it will be to recycle the material."

Scown, who is a staff scientist in Berkeley Lab's Energy Technologies and Biosciences Areas, specializes in modeling future environmental and financial impacts of emerging technologies. Scown and her team have been working on the PDK project since the outset, helping Helms' group of chemists and fabrication scientists to choose the raw materials, solvents, equipment, and techniques that will lead to the most affordable and eco-friendly product.

"We're taking early stage technology and designing what it would look like at commercial-scale operations" using different inputs and technology, she said. This unique, collaborative modeling process allows Berkeley Lab scientists to identify potential scale-up challenges and make process improvements without costly cycles of trial and error.

The team's report, published in تقدم العلم, models a commercial-scale PDK production and recycling pipeline based on the plastic's current state of development. "And the main takeaways were that, once you've produced the PDK initially and you've got it in the system, the cost and the greenhouse gas emissions associated with continuing to recycle it back to monomers and make new products could be lower than, or at least on par with, many conventional polymers," said Scown.

Planning to launch

Thanks to optimization from process modeling, recycled PDKs are already drawing interest from companies needing to source plastic. Always looking to the future, Helms and his colleagues have been conducting market research and meeting with people from industry since the project's early days. Their legwork shows that the best initial application for PDKs are markets where the manufacturer will receive their product back at the end of its lifespan, such as the automobile industry (through trade-ins and take-backs) and consumer electronics (through e-waste programs). These companies will then be able to reap the benefits of 100% recyclable PDKs in their product: sustainable branding and long-term savings.

"With PDKs, now people in industry have a choice," said Helms. "We're bringing in partners who are building circularity into their product lines and manufacturing capabilities, and giving them an option that is in line with future best practices."

Added Scown: "We know there's interest at that level. Some countries have plans to charge hefty fees on plastic products that rely on non-recycled material. That shift will provide a strong financial incentive to move away from utilizing virgin resins and should drive a lot of demand for recycled plastics."

After infiltrating the market for durable products like cars and electronics, the team hopes to expand PDKs into shorter-lived, single-use goods such as packaging.

A full circle future

As they forge plans for a commercial launch, the scientists are also continuing their techno-economic collaboration on the PDK production process. Although the cost of recycled PDK is already projected to be competitively low, the scientists are working on additional refinements to lower the cost of virgin PDK, so that companies are not deterred by the initial investment price.

And true to form, the scientists are working two steps ahead at the same time. Scown, who is also vice president for Life-cycle, Economics & Agronomy at the Joint BioEnergy Institute (JBEI), and Helms are collaborating with Jay Keasling, a leading synthetic biologist at Berkeley Lab and UC Berkeley and CEO of JBEI, to design a process for producing PDK polymers using microbe-made precursor ingredients. The process currently uses industrial chemicals, but was initially designed with Keasling's microbes in mind, thanks to a serendipitous cross-disciplinary seminar.

"Shortly before we started the PDK project, I was in a seminar where Jay was describing all the molecules that they could make at JBEI with their engineered microbes," said Helms. "And I got very excited because I saw that some of those molecules were things that we put in PDKs. Jay and I had a few chats and, we realized that nearly the entire polymer could be made using plant material fermented by engineered microbes."

"In the future, we're going to bring in that biological component, meaning that we can begin to understand the impacts of transitioning from conventional feedstocks to unique and possibly advantaged bio-based feedstocks that might be more sustainable long term on the basis of energy, carbon, or water intensity of production and recycling," Helms continued. "So, where we are now, this is the first step of many, and I think we have a really long runway in front of us, which is exciting."

The Molecular Foundry is a Department of Energy (DOE) Office of Science user facility that specializes in nanoscale science. JBEI is a Bioenergy Research Center funded by DOE's Office of Science.

This work was supported by the DOE's Bioenergy Technologies Office and Berkeley Lab's Laboratory Directed Research and Development (LDRD) program.


شاهد الفيديو: Everything You Need to Know About Planet Earth (ديسمبر 2022).