Az entrópia kifejezés nekem mindig valami érthetetlen, magas szintű, elvont fizikai fogalomként veszett el az agyam valami eldugott zugában. Mikor a szó jelentésére rákeresek, előbb utóbb a termodinamikai egyenletek zűrös szövevénye között találom magam, ami gyorsan véget vet érdeklődésemnek. Azonban a lényege szerintem nekünk, laikusoknak is érthető. Minden rendszer olyan nyugalmi állapotra törekszik, amiben a rendezettség megszűnik és beáll egy homogén rendezetlenségre. Azaz ha beleteszek egy kanál cukrot a vízbe és egy hét múlva visszamegyek, akkor már az egész pohárban csak cukros vizet fogok találni. Nem lesznek benne se cukorszigetek, se tiszta vizet tartalmazó helyek. A cukros vízből már csak úgy tudom szétválasztani a vizet meg a cukrot, ha csinálok vele valamit, vagyis munkát, azaz energiát fektetek bele. Például melegítem a poharat, gőzzé alakítom a vizet, és ottmarad a pohárban a cukor. Ha mindezt egy pálinkafőzőben csinálom – vagyis visszahűtöm a gőzt –, akkor a tiszta vizet is visszanyerem. Vagyis úgy jutottam vissza az eredeti állapothoz, hogy energiát kellett befektetnem.
A Föld nevű bolygónk 4,6 milliárd évvel ezelőtt született. Az az anyagcsomó, ami akkor összeállt, pont olyan és pont annyi kémiai elemet tartalmazott, ami most is itt van. Ha akkor megszámolta volna valaki, hogy hány szénatom, hány vasatom és hány foszforatom van a bolygón, akkor a mai leltár is ugyanazt az eredményt adná. Gyakorlatilag grammra pontosan annyi foszfor van ma is a Földön, mint 4,6 milliárd évvel ezelőtt. Az élet kialakulása is ehhez kötött. Az “ez van, ebből kell főzni” logikája itt is érvényesült: az élethez szükséges anyagok mind a bolygón található elemekből építkeznek. Nocsak. Ugye teljesen logikus.
De miért entrópia a bejegyzés címe?
Ahogy a cukor elkeveredett a pohárban, úgy a születéskori anyagcsomók is elkezdtek keveredni. A Napcsillag kohójában keletkezett foszfortömeget itt a bolygón elborította a tenger. A foszfor a vízzel, a vulkánkitörésekkel, a széllel szétszóródott. A születés után ennyi évmilliárddal, már nincs sehol olyan hely, ahol egy ilyen foszforcsomó egyben maradt volna. Ahogy a pohárban nem találsz már cukorszigetet, úgy foszforhegyet sem a Földön. Elkeveredett más elemekkel, kémiai reakcióba lépve velük, mindenféle vegyület formájában szétszóródott és szinte mindenütt ott van. Többek közt bennünk is. A foszfor minden sejtünkben jelen van, a foszfor alkotja a DNS gerincét, vagyis foszfor nélkül nincs életnek nevezett jelenség a bolygón. Ahogy az élet minden formája szétterjedt a bolygón, úgy a foszfor is aktívan részt vett a folyamatos körforgásban. A növények sejtjeiben lévő foszfort az állatok megeszik, a vizelettel, az ürülékükkel szanaszét terítik, és a meghalt állat tetemében felhalmozott foszfor tápanyagul szolgál a baktériumoknak, gombáknak, rovaroknak. Az évmilliárdok alatt kialakult körforgás a napenergia felhasználásával tartja életben a földi biomasszát. A rendszer érzékeny egyensúlyban működik.
Aztán nyolc milliárdra szaporodott az egyik csúcsragadozó.
Mind a nyolc milliárd élni akar, vagyis megenni más élőlényeket. Hiszen szüksége van energiára, hogy éljen és foszforra, hogy építse a sejtjeit. Több millió négyzetkilométeren letarolja az erdőt és olyan növényeket termeszt, amivel táplálkozni tud. A növényeket learatja és megeszi vagy megeteti a hús- és tejtermelésre felhasznált háziállatokkal. De hova kerül az előbb említett foszfor? Szennyvízfeldolgozók tisztítják, majd a folyókkal a tengerbe juttatják a millió tonnányi ürüléket, benne a foszforral is. De a szántóföldre az már nem kerül vissza. Pont két évvel ezelőtt írtam erről: https://tusiblog.hu/a-kor. A mezőgazdaság foszfor nélkül nem képes növényeket termelni. Ha nincs foszfor, nincs DNS, nincs élet. Sebaj, pótoljuk műtrágyával. A műtrágyába teszünk annyi foszfort, hogy a növények tudjanak sejtet építeni. És a rendszer ismét működik tovább. Szuper. Probléma megoldva, pipa.
Évente 50 millió tonna foszfáttartalmú műtrágyával tudunk annyi élelmiszert termelni, ami ennyi embert ellát élelemmel. De honnan lesz műtrágya? Nem a gazdaboltban terem. Kik és honnan tesznek bele foszfort? Jelenleg ezt a mennyiséget marokkói bányákból hozzák a felszínre és viszik a világ minden tájára. Azonban az ottani bányák ilyen kitermelés mellett pár év múlva kimerülnek. Van még néhány foszfátlelőhely, azonban korántsem akkora, ami ezt az igényt ki tudná elégíteni.
Mint a bejegyzés legelején írtam, látszólag semmi gond ezzel, hiszen “leltár” szerint minden foszforatom itt van körülöttünk. Nem veszett el egy darab sem. Csak itt van ez a fránya entrópia.
Képzeld el, hogy nélkülözhetetlen szükségem van 5kg cukorra. Ott van előttem egy zsák cukor. Aztán egyszer csak fogja valaki és beleönti a Balatonba. A cukor nem veszett el, ott van feloldva a tóban. Mekkora pálinkafőző kellene ahhoz, hogy visszanyerjem ezt a cukrot a Balatonból? De ha megiszom egymillió liter Balaton-vizet, máris hozzájutottam a működésemhez szükséges cukorhoz.
Így ez a bejegyzés végül csak a foszfor beszerzésének problematikáját járta körbe. Ha a bennünk található elemeket mind végigvenném a Mengyelejev periódus rendszer szerint, az összes többivel körülbelül ugyan ilyen gondokat találnánk.