Proiect ecologic pentru Terra

Cea de-a treia planeta din sistemul solar, cu o miscare de rotatie de 23 h 56 min 4 s si o miscare de revolutie de 365,24 zile, este leaganul omenirii. Desigur, s-ar putea continua cu alte valori numerice caracteristice Terrei, insa, cand scriu aceste randuri ma fascineaza semnificatia profunda a mesajului lansat peste veacuri de marele filosof francez René Descartes (1596-1650) - „Dubito, ergo cogito ; cogito, ergo sum”(Ma indoiesc, deci cuget; cuget, deci exist)- care trebuie sa constituie punctul de plecare in abordarea oricarui demers filosofic sau stiintific.

De unde venim? Incotro ne indreptam ? Care este menirea noastra in Univers ? Sunt intrebari fundamentale care ne tulbura profund, pentru ca raspunsul este indisolubil legat de destinul fiintei umane. Ne consideram fiii Terrei, pe care trebuie sa o respectam, fie ca suntem creati dupa chipul si asemanarea cu Dumnezeu, fie ca suntem miracolul istoric al unor procese complexe de evolutie. Nu numai in literatura si arta, ci si in unele credinte populare, Mama Natura are semnificatia de matrice ancestrala care da forta fiintelor pe care le ocroteste.

Din datele existente, varsta Pamantului este apreciata la circa cinci miliarde de ani, iar aparitia vietii a avut loc cu aproximativ doua miliarde de ani in urma. Dupa trecerea materiei fluide incandescente la starea vascoasa, in etapa cosmica, urmata de formarea crustei terestre, a continentelor si bazinelor oceanice, a muntilor si reliefului sculptural, in etapa geologica, Terra a capatat un statut privilegiat in Univers, care a permis evolutia meteriei vii de la organisme simple, unicelulare, dependente total de mediul inconjurator pana la perfectiunea fiintei umane care este capabila de a lua in stapanire lumea si a-si fauri propriul destin. Cum au luat nastere si au evoluat organismele vii, a fost si ramane inca o provocare cu multe necunoscute, care suscita mari controverse stiintifice printre specialisti. Masuratorile geocronologice au pus in evidenta prezenta materiei organice inca din precambrian, cu aproape trei miliarde de ani in urma.

La inceput, evolutia vietii s-a derulat lent in mediul precambrian, de la treapta precelulara (coacervate, probionti) la treapta unicelulara (flagelate primitive, protozoare), pentru ca in ultimul miliard de ani sa se faca saltul la formele pluricelulare (mezozoare, metazoare ). Trecerea vietuitoarelor, plante si apoi animale, de la mediul acvatic la cel terestru a avut loc cu circa 380 – 400 de milioane de ani in urma, in masura in care atmosfera s-a imbogatit in oxigen, iar patura superioara a scoartei terestre s-a transformat in sol. Organismele superioare s-au diversificat tot mai mult in forme din ce in ce mai evoluate, culminand cu aparitia Omului in cuaternar din primatele cele mai bine adaptate la mediul ambiant.

Primii hominizi (australopitecul, pithecantropul, sinantropul), precursori ai omului propriu-zis (Homo Sapiens) ar fi trait cu circa 550000-600000 de ani in urma, parcurgand perioada fauririi uneltelor din piatra prin lovire sau cioplire (paleolitica), urmata de prelucrarea prin slefuire a pietrei in perioada neolitica.

Dupa Homo-primigenius (Omul de Neanderthal), din paleoliticul mijlociu, si-a facut aparitia omul actual (Homo sapiens), cunoscut in trei variante, denumite dupa localitatile unde s-au descoperit urmele sale :

-Cro-Magnon, tip antropologic inalt, care ar putea fi stramosul populatiilor europene ;

-Chancelade, tip atropologic scund, care ar putea fi stramosul eschimosilor actuali ;

-Grimaldi, identificat prin trasaturile sale negroide.

Este de presupus ca nasterea miracolului uman a fost un proces complex, variabil in timp si spatiu, continentului african revenindu-i un rol deosebit. Dupa naturalistul englez, Ch. Darwin, factorii care explica mecanismele evolutiei sunt: variabilitatea, suprapolulatia, lupta pentru existenta si selectia naturala. In lupta pentru existenta, supravietuiesc , cu precadere, indivizii cei mai puternici, cei mai bine adaptati la conditiile mediului inconjurator. Dezvoltarea geneticii a pus in evidenta rolul esential al mutatiilor genetice si cromozomiale asupra variabilitatii si evolutiei materiei vii. Antropogeneza este marcata de confectionarea uneltelor, trecerea de la turma la grupul social, si dezvoltarea vorbirii- care, dupa parerea lui Pavlov, devine cel de-al doilea sistem de semnalizare, mult mai complex decat treapta senzatiilor si a perceptiilor. Psihicul uman a evoluat, ca reflectare subiectiva a realitatii, prin adaptari filogenetice si ontogenetice la un mediu in permanenta schimbare. Actul constient presupune reflectarea cu inteles a realitatii obiective, orientarea catre un scop sau finalitate, constructie creativa sau proiectivitate. Insa, vom intelege mai bine procesele psihice, daca vom tine seama ca unele deprinderi si automatisme trec in subconstient, iar unele tendinte instinctive, ce tin de nivelul inconstientului, pot trece in focarul constientului, uneori cu tulburari de comportament. Dezvoltarea gandirii si a constiitei de sine se face in paralel cu activitatea productiva, obtinandu-se remarcabile constructii arhitectonice, dar si uimitoare lucrari artistice si stiintifice. Uneltele simple la inceput, apoi masinile, instalatiile si aparatele compexe au permis fiintei umane sa revendice un rol dominant in natura. Pe buna dreptate se poate spune ca „omul este masura tuturor lucrurilor”(Protagoras). De remarcat ca omul este doar o parte dintr-un intreg bine organizat, unitatea si armonia materiei vii, fiind structurata pe diverse nivele de organizare, de la celule, tesuturi si organe, pana la indivizi, specii, biocenoze si biosfera. Plantele dintr-o biocenoza constituie sursele care stau la baza lantului trofic, deoarece in procesul de fotosinteza se produc substantele organice cu care se hranesc animalele fitofage, consumate la randul lor de animalele zoofage. Intr-o exprimare metaforica, fotosinteza este ritualul iubirii dintre Soare si Biosfera, prin care materia trece de la starea inerta la o forma organica necesara vietii. Procesul de fotosinteza are loc in cloroplastele din celulele plantelor, care sunt veritabile uzine naturale de fabricat glucoza din dioxid de carbon si apa sub actiunea radiatiei solare, obtinandu-se astfel sursa esentiala pentru o gama diversificata de polizaharide, lipide, proteine si acizi nucleici din componenta materiei vii. Concis, reactia globala de producere a glucozei se scrie astfel :

6CO₂+12H₂OC₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂

Fotosinteza se desfasoara in doua faze – luminoasa si obscura. Faza luminoasa cuprinde procesele :

-captarea energiei luminoase de catre clorofila (un pigment vegetal de culoare verde) si stocarea acesteia in moleculele de adenozin trifosfat (ATN);

-fotoliza moleculelor de apa cu formarea de oxigen si hidrogen ;

-preluarea hidrogenului de trifosfopiridin nucleotide (TPN), care devin TPNH₂, cu degajarea oxigenului in atmosfera.

In faza obscura, moleculele de ATP furnizeaza energia necesara reactiilor dintre hidrogenul transportat de TPNH₂ si dioxidul de carbon, cu formarea de zaharide, iar ulterior de grasimi si proteine. Desigur, limbajul stiintific este riguros si se adreseaza ratiunii, fara sa implice sensibilitatea umana in intelegerea miracolului prin care energia radiatiilor solare se transforma in energie biochimica, asa cum procedeaza de obicei filozofii si artistii care pun viata sub semnul luminii, a frumusetii si ordinii din Univers. Cu alte cuvinte, focul stelar arde in fiecare dintre noi...

Metabolismul la animale consta in transformarea zaharidelor, grasimilor si proteinelor, preluate de animale din mediul extern, pana la dioxid de carbon si apa, cu degajarea energiei necesare in procese complexe de sinteza a macromoleculelor din celule, si la nivel superior a desfasurarii proceselor psihice. Evolutia materiei vii a condus la structuri biologice deosebit de eficiente din punct de vedere energetic, si poate la forme noi de energie, insuficient abordate de cercetarea stiintifica actuala. Ramane o sansa a tinerei generatii de a descifra tainele unor domenii necunoscute si de a descoperi noi forme de energie. Trecerea de la necunoscut la cunoscut se face gradual, printr-o gandire flexibila care lasa camp larg ipotezelor indraznete, pentru ca doar omul are constiita prin care se raporteaza la sine si la realitatea obiectiva. Aceasta fragila fiinta, care a aparut si a evoluat pe Terra, este capabila sa descopere legile naturii si sa le utlizeze in folosul sau pentru a crea mijloace tehnice si tehnologii care sa-i schimbe statutul si rolul sau in Univres si poate, intr-un viitor nu prea indepartat, sa comunice cu fiinte inteligente extraterestre aflate pe alte planete.Sa nu se uite insa, ca in istoria omenirii, atunci cand se manifesta „somnul ratiunii”, descoperirile stiintifice pot fi folosite nu numai pentru progresul social, ci chiar in scopuri distructive cu mari sacrificii umane si materiale, punand sub semnul intrebarii insasi existenta vietii pe planeta albastra. Este de datoria fiecarui locuitor la Terrei sa gospodareasca cu grija resursele materiale si energetice de care dispune, fara sa altereze proprietatile mediului ambiant. Specialistii in ecologie pun in evidenta circuitele naturale ale substantelor determinate de actiunea organismelor, precum si posibilitatile de autoorganizare si regenerare a resurselor de viata. Atat biosfera, cat si ecosistemele sale componente, se caracterizeaza prin echilibre dinamice complexe, stabilite de milenii in natura, care presupun o permanenta reglare si autoinnoire a materiilor prime necesare vietii. Orice interventie brutala a omului in natura (poluare industriala, defrisari masive ale padurii, exploatarea nerationala a unor zacaminte naturale, modificari de relief si schimbarea unor cursuri de apa) pot perturba grav echilibrele ecologice, cu implicatii negative asupra intregii biosfere.

In prezent, problemele ecologice framanta nu numai pe oamenii de stiinta, ci au trecut in agenda politicii de stat si a sferei de preocupari pentru organzatii internationale. Inceputul mileniului trei reprezinta o rascruce pentru soarta omenirii, deoarece actiunea conjugata a unor factori poluanti (substante chimice, deseuri radioactive) a condus la efectul de sera, prin distrugerea stratului de ozon din zona polara. Modificarea bilantului energetic terestru are consecinte dramatice asupra incalzirii globale, ridicarea nivelului apei din mari si oceane prin topirea calotelor polare, instabiliatea dinamicii atmosferei si a regimului de precipitatii, extinderea zonelor aride si insecuritatea alimentara. Se impun masuri ferme de protectie a mediului inconjurator prin crearea unui cadru juridic adecvat atat la nivel national, cat si international. Cum industrializarea nu poate fi evitata, pentru iesirea din impas s-au propus doua solutii posibile de protectie a mediului inconjurator.

Adeptii tehnicii in continuu progres sustin ideea mentinerii artificiale a echilibrelor ecologice, prin reglarea circuitelor biochimice la nivel planetar cu mijloace tehnice, biosfera devenind astfel biotehnosfera. A doua solutie, mult mai realista, a noosferei (gr.noos-ratiune), militeaza pentru instaurarea ratiunii pe planeta noastra, astfel incat mediul optim de viata sa fie asigurat atat pentru generatia actuala, cat si pentru cele care urmeaza.

Dupa V. Soran „instaurarea noosferei ar trebui sa insemne, printre altele, si mentinerea echilibrelor ecologice din biosfera, prin conservarea pe suprafete relativ intinse si judicios alese a ecosistemelor naturale, prin imbunatatirea randamentului ecosistemelor artificiale, prin armonizarea proceselor tehnologice cu cele ecologice”.

Subscriu la ideea generoasa a noosferei in care „plamanul verde al Terrei” are un rol esential in dinamica ecosistemelor naturale, omul fiind responsabil prin actiunile sale pentru sanatatea planetei, gospodarirea resurselor naturale, tehnicile si tehnologiile aplicate, extinderea amenajarilor funciare si a habitatelor umane.

In acest scop, propun specialistilor in ecologie si factorilor de decizie politica un proiect pentru reducerea concentratiei de CO₂ din atmosfera prin fixarea acestuia in sol sau hidrosfera, precum si prin intensificarea proceselor de fotosinteza din biosfera.

Dioxidul de carbon este un gaz incolor si inodor, mai greu decat aerul (greutatea specifica 1,55), nu arde si nu intretine arderea, se dizolva in apa, dar se si combina cu apa pentru a forma acid carbonic, iar din reactia cu oxidul de calciu rezulta carbonatul de calciu. Asimilatia bioxidului de carbon in plante este o reactie endoterma, energia necesara fiind furnizata de radiatia solara care este absorbita de clorofila din frunze. Proprietatile fizice si chimice ale dioxidului de carbon pot fi utilizate eficient intr-o instalatie subterana de hidroaerare a solului care asigura :

-reducerea concentratiei de CO₂ din atmosfera, prin prin dizovarea si combinarea cu apa din sol;

-imbogatirea solului in azot, element indispensabil cresterii plantelor, aflat in aer in concentratie de 78,09%;

-regenerarea structurii si texturii solului prin formarea coloizilor, activarea microorganismelor si a unor reactii biochimice

cu rol benefic asupra principalelor caracteristici ale solului –permeabilitate, capilaritate si capacitate de retentie a apei ;

-intensificarea procesului de fotosinteza si cresterea productiei agricole pe terenul amenajat.

Pentru exemplificare, se prezinta in figurile 1 si 2 doua variante constructive pentru instalatia de hidroaerare a solului.

In primul exemplu, instalatia de hidroaerare a solului se compune, in prncipal, din statia de pompare S₁ si retelele de conducte R₁ , R₂ pentru apa, respectiv aer. Statia de pompare S₁ este prevazuta cu pompe si compresoare pentru circularea fortata a apei si aerului prin retelele de conducte R₁ si R₂. Reteaua de conducte R₁, ingropata in sol la adancimea h₁=1,5...2m, este amplasata in jgheaburile 3 umplute cu nisip 4, fiind alcatuita din conductele principale 1 pentru aductiunea apei, pe care sunt dispuse perpendicular, la distante de 20...40m, conductele secundare 2 pentru distribuirea apei in sol. Reteaua subterana R₂ pentru aer este dispusa sub reteaua R₁ la adancimea h₂=1...3m, fiind formata din conductele principale de aductiune 5 si conductele secundare de distribuire 6 care sunt acoperite cu stratul 7 de nisip .

Conductele secundare 2 si 6 sunt confectionate din materiale permeabile pentru fluide, dar pot fi realizate si din materiale impermeabile, caz in care sunt prevazute cu orificii la partea inferioara cu diametrul de 2...5 mm, dispuse la intervale de 0,5...3m. Straturile de nisip, in care se afla retelele de conducte R₁ si R₂ , au rolul de a uniformiza circulatia fluidelor in jurul acestora, dar si de a impiedica infundarea orificiilor practicate in conductele secundare.

Modul de functionare a instalatiei de hidroaerare a solului consta in pomparea simultana prin retelele R₁ si R₂ a apei, respectiv a aerului, la presiuni de 1,5...4atm, in fuctie de dimensiunile suprafatei agricole amenajate. Aerul sub presiune impiedica infiltrarea apei in adancime, iar panza de apa de deasupra constituie un obstacol in calea ascensiunii aerului spre suprafata solului. Apa este dirijata in acest mod spre sistemul radicular al plantelor, frontul si viteza de propagare a apei fiind dependente de actiunea fortelor de suctiune, de capilaritate si de gravitatie, la care se adauga presiunea exercitata de aerul sub presiune in porii solului.

In cel de-al doilea exemplu, prezentat in fig. 2, instalatia de hidroaerare se compune din statia S₂ de pompare a aerului in reteaua subterana R₃, care este formata din conductele 8, racordate prin conductele 9 la rezervoarele 10 amplasate in stratul de nisip 11, permeabil atat pentru circulatia aerului cat si a apei.Conductele 8 sunt ingropate in sol la adancimea h₃=1,5...2m, iar sub acestea la distanta h₄= 3...8m se afla rezervoarele 10, de forma sferica, cilindrica sau paralelipipedica, avand partea inferioara prevazuta cu orificii de evacuare a apei si aerului. Rezervoarele 10 au o capacitate de 2...10m³ si sunt distribuite regulat la distante de 20...60m, in functie de structura si textura solului, precum si de nivelul panzei de apa fratica.

Instalatia de hidroaerare este eficienta in cazul in care nivelul panzei de apa freatica se afla deasupra rezervoarelor 10 acoperite cu un strat permeabil de nisip. In acest caz, rezervoarele 10 acumuleaza initial apa freatica, care este apoi evacuata prin pomparea aerului la presiuni de 2...6 atm, suficient de mari pentru a dirija fortat nivelul panzei de apa freatica spre radacinile plantelor. Acesta operatie se repeta la intervale de timp de 1...3h in perioada de crestere intensiva a plantelor.

Instalatiile de hidroaerare a solului pot fi prevazute, pe langa aparatele de masura si control, cu sisteme de reglare automata, pentru siumplificare exploatarii acestora , prin trecerea in regim automatizat de functionare.

Este usor de imaginat aplicarea unor solutii tehnice de aerare pentru crestera intensiva a algelor sau a altor plante acvatice, prin amenajarea corespunzatoare a unor rauri, fluvii,bazine, lacuri, balti, delte si estuare, sau chiar a unor portiuni din platforma continentala a marilor si oceanelor. Mai mult, prin aerarea apei se asigura oxigenul necesar dezvoltarii vietuitoarelor acvatice, cu efecte economice benefice asupra productiei de biomasa - pesti, delfini, balene, plancton, alge, papura, stuf etc.

Varianta constructiva optima poate fi stabilita prin studii riguroase de fezabilitate efectuate in colaborare de catre specialistii care lucreza in diverse domenii de activitate. Este momentul adevarului, cand factorii de decizie politica trebuie sa tina seama ca Terra se afla in pragul unui dezastru ecologic iar derularea unor proiecte pe termen mediu si indelungat pentru salvarea sa este, nu numai imperios necesara, ci si rentabila si merita un efort conjugat din partea tuturor natiunilor.