الدرس ١: موارد البيئة

تقسم الموارد البيئية إلى نوعين رئيسيين هما الموارد المتجددة التي تعوض باستمرار مثل ضوء الشمس والهواء والماء والنباتات، والموارد غير المتجددة التي تستهلك أسرع من تعويضها وتتطلب آلاف السنين لتتكون مثل الوقود الأحفوري والمعادن. يعتمد الإنسان بشكل أساسي على الوقود الأحفوري في توليد الطاقة ووسائل النقل، لكن استخدامه المفرط يسبب مشكلات بيئية خطيرة مثل تلوث الهواء والأمطار الحمضية، مما يدفع إلى البحث عن بدائل نظيفة ومتجددة للطاقة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية والطاقة النووية والطاقة الحرارية الجوفية وطاقة المد والجزر. انظر إلى الخلايا الشمسية مثلا، فهي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية لتشغيل الأجهزة والمنازل دون تلويث البيئة.

الفكرة الأساسية

تعتمد المخلوقات الحية على الموارد الطبيعية للبقاء. تنقسم هذه الموارد إلى موارد متجددة تتفرع وتتجدد باستمرار في الطبيعة وموارد غير متجددة محدودة الكمية تستغرق ملايين السنين لتتكون.

الشرح

الموارد الطبيعية هي عناصر البيئة التي خلقها الله سبحانه وتعالى وضرورية لبقاء المخلوقات الحية. تنقسم إلى قسمين رئيسيين:

1. الموارد المتجددة: موارد يعاد تدويرها أو يتجدد استمرارها في الطبيعة مثل ضوء الشمس والماء والهواء والنباتات والحيوانات.
2. الموارد غير المتجددة: موارد تستهلك بسرعة أكبر من سرعة تعويضها ومصادرها محدودة في قشرة الأرض مثل النفط والفحم الحجري والغاز الطبيعي والمعادن كالحديد والألمنيوم.

الوقود الأحفوري هو أحد أبرز الموارد غير المتجددة ويتكون من بقايا مخلوقات حية بحرية طمرت في قشرة الأرض منذ ملايين السنين. يحرقه الإنسان لتوليد الطاقة وتحريك السيارات والمصانع، لكن هذا الاحتراق ينتج فضلات غازية تسبب تلوث الهواء والضباب الدخاني والمطر الحمضي. لذا تتجه الجهود نحو بدائل الوقود الأحفوري للطاقة الكهربائية، ومنها:

• الطاقة الكهرومائية: استخدام طاقة المياه الساقطة من السدود لتشغيل مولدات الكهرباء دون تلويث الهواء.
• طاقة الرياح: استخدام حركة الرياح لتحريك تروس تورينات متصلة بمولدات كهربائية.
• الطاقة النووية: استغلال انشطار أنوية بعض العناصر مثل اليورانيوم لتوليد كميات هائلة من الطاقة.
• الطاقة الحرارية الجوفية: الاستفادة من حرارة باطن الأرض الناتجة عن انحلال أنوية ذرات مشعة لتسخين الماء وتحويله إلى بخار يشغل التورينات.
• طاقة المد والجزر: الاعتماد على حركة مياه المحيطات أثناء المد والجزر لتوليد طاقة ميكانيكية تحول إلى كهرباء.
• الطاقة الشمسية: استخدام الألواح والخلابا الضوئية لامتصاص ضوء الشمس وتحويله مباشرة إلى طاقة كهربائية.

مثال محلول خطوة بخطوة

حل معادلة خطية من تطبيق الرياضيات: افترض أن سيارة تسير بمعدل $15000$ كم كل عام. فإذا كانت السيارة تسير $30$ كم بليتر واحد من البنزين، فكم لترا تحتاج سنويا؟ الخطوة الأولى: حدد المسافة الإجمالية التي تقطعها السيارة في السنة وهي $15000$ كم. الخطوة الثانية: حدد معدل استهلاك الوقود وهو $30$ كم لكل ليتر واحد. الخطوة الثالثة: اقسم المسافة الإجمالية على معدل الاستهلاك لكل ليتر لإيجاد كمية البنزين اللازمة. الناتج: rac{15000}{30} = 500 لترا سنويا.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن الموارد المتجددة لا تنفد أبدا مهما أسرفنا في استهلاكها، والصحيح أن بعضها قد يقل إنتاجها وتتناقص إذا لم تحافظ عليها البيئة.
• الخلط بين النفايات النووية ومخلفات الوقود الأحفوري العادية، فالنفايات النووية نشطة إشعاعيا وتتطلب تخزينا خاصا وآنا محكما لآلاف السنين لمنع تسرب الإشعاعات.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: قارن بين الموارد المتجددة والموارد غير المتجددة مع ذكر أمثلة على كل منها. الإجابة: الموارد المتجددة هي موارد يُعاد تدويرها وتتجدد باستمرار في الطبيعة مثل ضوء الشمس والهواء والماء والنباتات، بينما الموارد غير المتجددة هي موارد استهلاكها أسرع من تعويضها ومصادرها محدودة في قشرة الأرض مثل النفط والفحم الحجري والمعادن.

السؤال الثاني: صف طريقتين تستخدم فيهما الطاقة الشمسية. الإجابة: الطريقة الأولى هي استخدام الخلايا الشمسية لتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية لتشغيل الآلات والمنازل، والطريقة الثانية هي تسخين الماء من خلال أنابيب رفيعة على أسطح المنازل عبر مرور الماء فيها ليتم تخزينه ساخنا.