Sustentabilidade

Um dos sistemas mais complexos que se conhecem, o clima da Terra sempre orientou os rumos da humanidade.

Nos primeiros 250.000 anos da história do ser humano moderno, a temperatura era mais baixa do que a atual e havia muito instabilidade climática. Separados em tribos nômades, nossos ancestrais sobreviviam do que conseguiam colher e caçar em tempos de fartura.

Durante os últimos 10.000 anos, um clima mais quente e estável permitiu aos humanos desenvolver a agricultura e os assentamentos permanentes. Novas tecnologias foram utilizadas para domesticar ecossistemas, administrar suprimentos de água e proteger a população das intempéries. Esses processos alteraram o ambiente de forma radical.

Nada se compara, porém, ao que ocorreu nos últimos 100 anos. A utilização de combustíveis fósseis possibilitou o desenvolvimento de uma economia global. A população humana alcançou a casa dos bilhões de habitantes. Grandes metrópoles foram erguidas.

A escala das mudanças resultantes do impacto humano sobre a Terra foi tão sem precedentes que essa centena de anos resultou em um novo período geológico. Hoje, por causa da degradação ecológica e das emissões de gases do efeito estufa resultantes desse processo industrial, corremos o risco de modificar o ambiente em um ritmo alucinante, que inviabiliza a capacidade da espécie humana para se adaptar às mudanças.

A civilização está de tal forma interconectada que, caso ocorra um colapso, ele será global, e não mais regional, como nos primórdios. É preciso tomar uma decisão e reconhecer que o crescimento econômico consome recursos e produz resíduos que degradam o ecossistema.

É hora de produzir, mas também de enfatizar a qualidade de vida e melhorar a distribuição da riqueza, em lugar de crescer a qualquer custo. Nossa visão de mundo terá de ser transformada, assim como as tecnologias e as instituições, para transpormos com sucesso o atual período e não entrarmos em colapso.

A energia e a civilização

O elemento principal sobre o qual se baseia toda a ciência é a energia. A cada dia, os raios de sol banham a Terra com milhares de quilocalorias de energia por metro quadrado. Parte desta energia é captada por seres vivos e convertida de modo a servir à sustentação da vida, enquanto o restante acaba sendo convertido em calor e irradiado de volta ao espaço.

Se a energia é fundamental em nossa existência, então a força vital é definida como a “velocidade do fluxo de energia útil”. Tudo na vida requer energia e força suficiente para manter a velocidade do fluxo. A luta pela sobrevivência, tanto entre uma espécie e outra como dentro da mesma espécie, é na verdade uma competição visando a obter energia e assegurar o fluxo contínuo pelos sistemas vivos.

A história das civilizações não pode ser compreendida adequadamente sem que avaliemos a importância dessa força vital. O elemento decisivo em todas as sociedades da história é a disponibilidade de excedentes de energia. Na ausência de reservas de energia que pudesse captar e processar, toda a criatividade humana seria incapaz de melhorar o bem-estar da espécie. E a energia que estamos falando pode ser traduzida tanto na produção de cereais, o trabalho forçado dos povos dominados e obtenção de matéria-prima, abrangendo todos os períodos da história.

A energia é a força elementar e o meio pelo qual se constrói toda a cultura humana. Para compreender por que as civilizações fundadas em regimes diferentes de energia prosperam e definham, precisamos entender as regras que governam a energia. A primeira e segunda leis da termodinâmica afirmam que “o conteúdo total de energia no universo é constante, e a perda de energia útil está aumentando continuamente”.

Pela primeira lei, a energia não pode ser criada nem destruída. A quantidade de energia no universo foi fixada desde o início dos tempos e permanecerá assim até o final. Todos os seres humanos já nascidos, como tudo que eles construíram ao longo da história, representam energia que foi convertida de um estado em outro.

Embora a energia não possa ser criada ou destruída, ela está mudando constantemente de forma, mas sempre em uma direção: de disponível para indisponível. Por exemplo, se queimamos um pedaço de carvão, a energia permanece, mas é convertida em dióxido de enxofre, dióxido de carbono e outros gases que se espalham pelo espaço. Não se perdeu energia alguma no processo, mas não podemos voltar a queimar aquele pedaço de carvão e extrair dele um trabalho útil. Esta é a segunda lei da termodinâmica: sempre que a energia é transformada, alguma quantidade de energia disponível se perde no processo; ou seja, ela perde a capacidade de realizar um trabalho útil.

Os biólogos, a princípio, ficaram em dúvida sobre como lidar com as leis da termodinâmica. Mas logo entenderam que todas as formas vivas vivem longe do equilíbrio para absorverem continuamente a energia livre do ambiente. Embora o organismo mantenha em estado equilibrado de existência ordenada, ele o faz alimentando-se de energia disponível e aumentando a perda de energia útil do ambiente.

O filósofo John Locke virou pelo avesso a segunda lei da termodinâmica ao dizer que a natureza em si mesma é inútil e só adquire valor quando nela aplicam seu trabalho, convertendo-a em ativos produtivos : “aquele que se apropria de terras pelo trabalho não reduz, mas aumenta o patrimônio comum da humanidade. Pois as provisões para o sustento da vida humana geradas em uma área de terra cercada e cultivada são dez vezes mais abundantes que aquelas produzidas na área igualmente fértil abandonada de propriedade comum. Aquele que produz na terra obtêm um maior número de melhorias para a vida do que conseguiria se deixasse à natureza”. A chave disso tudo são os critérios produtivos utilizados: bom-senso, racionalidade e respeito ao ambiente.

Potências de 10

Um modo prático de determinar um número grande é simplesmente contar os zeros depois do número 1. Mas se há muitos zeros...

É por essa razão que colocamos pontos ou espaços depois de cada grupo de três zeros. Assim, 1 trilhão é 1.000.000.000.000 ou 1 000 000 000 000. (Nos Estados Unidos, colocam-se vírgulas no lugar dos pontos). Para números maiores, é preciso contar quantos grupos de três números existem.

Seria ainda mais fácil se, ao nomear um número grande, pudéssemos apenas dizer diretamente quantos zeros existem depois do número 1. Os matemáticos e técnicos fazem exatamente isso. Chama-se notação exponencial.

Você escreve o número 10; depois um número pequeno, sobrescrito à direita do 10, informa quantos zeros existem depois do número 1. Com esta notação, 10⁶ = 1 000 000; 10⁹ = 1 000 000 000; e assim por diante.

Esses sobrescritos são chamados expoentes ou potências. Por exemplo, 10⁹ é descrito como “10 elevado à potência 9” ou “10 elevado à nona” (exceções para 10² dito “dez ao quadrado”, e 10³ dito “10 ao cubo”).

Além da clareza, a notação exponencial possui um benefício adicional: é possível multiplicar dois números quaisquer simplesmente somando-se os expoentes apropriados. Assim, 1 000 x 1 000 000 000 é 10³ x 10⁹ = 10¹².

Porém, ainda há resistência à notação exponencial por parte de pessoas um pouco assustadas com a matemática (embora a notação simplifique a nossa compreensão) e por parte dos compositores de texto, que parecem ter compulsão de imprimir 10⁹ como 109.

Depois de se dominar a notação exponencial, pode-se lidar sem esforço com números imensos, como o número aproximado de micróbios numa colher de chá cheia de terra (10⁸); de seres vivos na Terra (10²⁹), de seres humanos que habitam a Terra (7 x 10⁹); ou de núcleos atômicos no Sol (10⁵⁷).

Isso não significa que se possa imaginar 1 bilhão ou 1 quintilhão de objetos – ninguém pode. Mas, com a notação exponencial, podemos pensar sobre esses números e calculá-los. Muito bom para seres autodidatas que começaram do nada e que contavam coisas com os dedos das mãos e dos pés.