9806 Příroda je chaotická - Matematika pomáhá. . . Yasemin Saplakoglu

[ Ezoterika ] 2025-06-09

Příroda je složitá, nepředvídatelná, někdy až chaotická. . . Každý ekosystém je svým vlastním světem, sítí interakcí uvnitř a mezi druhy a jejich prostředím. Korálové útesy bzučí tisíci vzájemně závislých druhů - od ryb a škeblí až po řasy a želvy - zatímco lesy mírného pásma se hemží datly, stromy a houbami, s jiným světem v samotné půdě. Každá forma života nebo interakce v rámci ekosystému má svá pravidla a omezení. Druhy jsou vetkány do jiných druhů a ekosystémy jsou propleteny do jiných ekosystémů, čímž vzniká vysoce dynamická, hyperpropojená, globální ekologická síť. Narušení jednoho z těchto prvků může mít často kaskádový efekt.

Zdánlivě drobné změny - živiny, počasí nebo nemoci - nebo příchod nového druhu se mohou promítnout a poté rychle projít ekosystémem. Přidejte k tomu významné změny způsobené lidmi, včetně odlesňování, znečištění, lesních požárů a sucha, a dostanete neustále se vyvíjející plátno. Příroda může být ve skutečnosti tak nepředvídatelná, že může být obtížné ji pochopit, natož studovat. V některých případech, abychom těmto systémům porozuměli, je musíme zjednodušit - a právě zde může pomoci matematika. Vědci používají rovnice a modely, aby destilovali chaos přírody a zbožňovali základní pravidla, která řídí interakce a druhy, které jej tvoří. Tyto modely jsou ze své podstaty zjednodušením reálného světa; nezachycují všechny nuance skutečného ekosystému. Přesto jsou to důležité nástroje, které můžeme použít jak ke zlepšení našeho porozumění přírodním systémům, tak k jejich udržení zdravé.

Co je nového a pozoruhodného
Skupina fyziků a mořských biologů rozložila korály do geometrických tvarů, aby popsala, jak růst jednotlivých polypů kolektivně vytváří složité struktury. O každém jednotlivém korálu přemýšleli jako o kuželovitém tvaru, který vyčnívá ze šestihranné základny, kterou nazývali "hexakužel". Poté identifikovali jednoduchá matematická pravidla, aby vytvořili "univerzální model", který by mohl vysvětlit, proč se některé korály větví, jiné expandují do kopule a ještě více rostou do úzkých sloupců. Takové modely by mohly pomoci udržet korály naživu, protože jejich prostředí se rychle mění v důsledku změny klimatu. Někteří vědci předpovídají, že mnoho ekosystémů se blíží "bodu zvratu", kterého by se v případě dosažení dosáhlo v důsledku narušení, jako je Odlesňování, lesní požáry nebo změna klimatu by je mohly zhroutit do nových stavů, ze kterých se nebudou moci vrátit. Modelování ekosystémů a jejich bodů zvratu je však velmi komplikované a vyžaduje nespočet výpočtů.

V roce 2022 skupina ekologů nahradila tisíce rovnic jedinou rovnicí, aby vysvětlila, jak blízko je kolaps ekosystémů. "S jednou rovnicí víme všechno, " řekl Jianxi Gao, síťový vědec z Rensselaer Polytechnic Institute. "Předtím máte pocit. Teď máte číslo. " Navzdory tomu, že tvoří pouze 3 % rozlohy Země, rašeliniště, která se tvoří z mrtvé vegetace, která se hromadí stovky nebo tisíce let, ukládají dvakrát více uhlíku než všechny stromy na Zemi. Nicméně předpovědět jejich podzemní tvar a velikost - a tedy i kolik uhlíku ukládají - se ukázalo jako obtížné. Vědci proto vyvinuli jednoduchou rovnici pro výpočet jejich trojrozměrného tvaru. Nová rovnice aproximuje hloubku bažiny s překvapivou přesností pomocí dvou satelitních měření: tvar jeho hranice a její relativní výšku. "Je naprosto šílené, že máte tento zcela neproniknutelný, hrozný, těžko přístupný, komplikovaný les popsaný jednoduchou rovnicí, " řekl Charles Harvey, environmentální inženýr z Massachusetts Institute of Technology, který studii vedl. "Nehádal bych, že to bude fungovat tak dobře. "

Zdroj: https://www.bibliotecapleyades.net/gaia/esp_gaia136.htm
Zpět