Dr. Jeff’s Blog on the Universe

LA SOLUTION AU DÉFI HEBDOMADAIRE 1 : Une livre de fourmis et les capacités de la biomasse intelligente

Posté par DrJeff le 1er juin 2009

Consigné sous 1.1. Le défi hebdomadaire du Dr Jeff, 1.2. Solutions aux défis hebdomadaires, 1.3. Conduire avec Jordi, 4. La Terre, 4.1. Environnement et changement climatique, 4.2. Biosphère générale

Copyright 2009 | A propos de ce blog

Ce billet est une solution à un défi hebdomadaire du Dr Jeff.

Pour ceux d’entre vous qui ont lu le défi hebdomadaire 1 de la semaine dernière et qui attendent maintenant sur le bord de leurs sièges les réponses, eh bien les voici. Pour ceux d’entre vous qui n’ont pas encore lu le défi hebdomadaire 1, ne regardez pas ! Allez directement au défi et lisez-le d’abord, ne passez pas votre chemin et n’amassez pas 200 $.

Et maintenant les réponses-

1. Combien de fourmis dans une livre de fourmis ?

Introduction : il n’y a pas de réponse unique car il y a beaucoup d’espèces différentes de fourmis. Faites donc des recherches sur les fourmis, trouvez une réponse, et voyez si votre réponse se situe dans la fourchette que je vous donnerai la semaine prochaine.

La réponse :

1,5 MILLION de fourmis dans une livre de fourmis ! (Excellente question Jordi – elle a assommé ton papa.) Cela suppose une espèce de fourmi de taille moyenne, et que nous parlons de fourmis ouvrières. (N’y a-t-il pas toujours un avertissement pour une réponse à une question simple ?)

Selon l’espèce de fourmi, il y a entre 190 000 et 7,5 MILLIONS de fourmis dans une livre de fourmis ! Voir la section « Comment ai-je trouvé les réponses ? » ci-dessous.

2. Combien pèse la race humaine ?

Insinfluence : vous aurez besoin de savoir combien d’humains il y a sur la planète. Voici, avec l’aimable autorisation du Bureau du recensement des États-Unis.

La réponse:

Avec environ 6,8 milliards d’entre nous sur Terre, voici le poids de la race humaine-

système anglais : 440 millions de tonnes (1 tonne = 2 000 lbs)

système métrique : 410 millions de tonnes métriques (1 tonne = 1 000 kg)

Voir la section « Comment ai-je trouvé les réponses ? » ci-dessous.

WOW ! !! Je pense que je suis impressionné. Mais … attendez une seconde. C’est juste un GRAND nombre. Je n’ai AUCUNE idée de ce que ce grand nombre signifie. Si je veux vraiment le comprendre (vous aussi dans le cyberespace), je dois construire un pont vers le familier. Alors passons à la troisième partie de notre défi.

3. Attendez, j’entends Ellen à Detroit qui dit, « mais Dr. Jeff, je préférerais connaître le volume total de la race humaine, en d’autres termes, de quel volume d’espace auriez-vous besoin pour contenir toute la race humaine ? » Bien vu, Ellen ! C’est une autre excellente façon de voir les choses. Faisons-en une troisième partie du défi. Une fois que vous avez calculé le chiffre 2 ci-dessus, calculez le volume total de la race humaine.

Instruction : vous pouvez supposer que nous, les humains, sommes principalement constitués d’eau, et que chaque 1 000 kg d’eau occupe 1 mètre cube d’espace. Pour ceux d’entre vous qui aiment conceptualiser en utilisant le système d’unités anglais, 1 tonne d’eau (2 000 lb) occupe 32 pieds cubes d’espace.

La réponse :

L’ensemble de la race humaine – l’espèce qui peut modifier l’environnement à l’échelle planétaire – peut confortablement tenir dans une boîte de seulement 1/2 mile de côté (0,75 km de côté). Voir la section « Comment ai-je trouvé les réponses ? » ci-dessous.

Si vous connaissez Washington, DC, c’est à peu près le volume d’espace équivalent à la taille du National Mall rempli jusqu’au sommet du Washington Monument.

Si vous connaissez la ville de New York, c’est un volume d’espace équivalent à la taille de Central Park rempli jusqu’au sommet du Flatiron Building.

Ce n’est pas si incroyablement PETIT ? Pouvez-vous trouver un volume équivalent dans une ville près de chez vous ?

La leçon importante de cette semaine

Dans cette boîte de l’humanité, il y a – principalement de l’eau. Dans cette boîte se trouve aussi une espèce consciente d’elle-même, intelligente, et poussée à savoir et à faire tout et n’importe quoi, et une espèce qui a la capacité d’imaginer, de concevoir et de CONSTRUIRE des outils. Comment une si petite boîte de biomasse intelligente peut-elle changer la planète ? TECHNOLOGIE. Avec l’hydraulique et les explosifs, nous pouvons déplacer des montagnes. Avec des centrales électriques et des moteurs pour créer de l’énergie à partir de combustibles fossiles, nous pouvons chauffer la planète entière, faire monter les océans et changer le temps à l’échelle mondiale. Je ne peux imaginer un meilleur argument pour justifier la nécessité de l’enseignement des sciences et de la technologie. En tant que nation, en tant que monde, nous devons prendre des décisions éclairées sur la façon dont nous utilisons notre technologie afin d’être de bons intendants de la planète.

Et maintenant, comment ai-je trouvé ces réponses ?

L’information secrète est le poids d’une seule fourmi. Vous pourriez faire votre recherche google standard et trouver un site web de réponses à tout. C’est probablement ainsi que vous avez obtenu votre réponse. Comparons-la à la mienne.

Je fais toujours attention à m’assurer que les informations que je recherche sont exactes. En général, je ne fais même pas confiance à Wikipédia, mais je l’utilise souvent pour m’orienter dans la bonne direction. Au bas d’une page Wiki, on trouve souvent des références à des publications officielles de scientifiques et d’ingénieurs qui ont été revues par …. autres scientifiques et ingénieurs. Nous appelons cela des publications « revues » ou « arbitrées », et c’est là que vous trouvez généralement les meilleures informations disponibles sur un sujet.

Voici donc la publication magique que j’ai trouvée par Michael Kaspari, publiée en 2005 dans les Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique. Michael a soigneusement étudié les colonies de fourmis sur 49 sites différents avec des climats différents, et a trouvé 434 espèces de fourmis. On peut supposer qu’il est un expert en fourmis. Il a écrit cet article pour informer les autres scientifiques de ce qu’il a trouvé. Si vous regardez ce qu’il a écrit, cela semble assez technique, mais il est étonnant de voir qu’il décrit l’étendue de ses recherches de manière très détaillée en utilisant deux langages très puissants : l’anglais et les mathématiques. Les scientifiques et les ingénieurs doivent être de grands communicateurs pour que leurs recherches soient connues des autres. Mais pas besoin de lire l’article, je vais traduire pour vous.

Michael a découvert que le poids d’une fourmi ouvrière était compris entre 0,06 milligramme et 2,34 milligrammes. (Un milligramme est un millième de gramme, et un gramme est un millième de kilogramme. Un kilogramme équivaut à 2,2 livres). La fourmi ouvrière de la plus grande espèce qu’il a étudiée pesait 40 fois le poids de la fourmi ouvrière de la plus petite espèce ! La moyenne était d’environ 0,3 mg, c’est ce que je vais utiliser. Donc voilà

Le poids d’une seule fourmi est de 0.3 mg

Le nombre de fourmis dans une livre de fourmis = 1 livre divisée par le poids d’une seule fourmi

Pour diviser, il faut utiliser les mêmes unités : puisque nous avons le poids d’une fourmi en milligrammes, faisons le calcul en milligrammes.

Convertissons 1 livre en milligrammes : 1 livre = 0,45 kilogramme = 450 grammes = 450 000 milligrammes

Maintenant, divisons : 450 000 milligrammes / 0,3 milligrammes = 1,5 MILLIONS de fourmis!

Mais ATTENTEZ ! Faisons cela pour les espèces qu’il a étudiées avec :

– la plus petite fourmi ouvrière, qui ne pèse que 0,06 milligramme.

On obtient 7,5 MILLIONS de fourmis dans une livre de fourmis !

– la plus grande fourmi ouvrière, pesant 2,34 milligrammes.

On obtient quand même 190 000 fourmis dans une livre de fourmis!

Voici une question sympa pour nous amener à la prochaine partie du défi. Si vous aviez autant de fourmis que d’êtres humains sur Terre, combien pèseraient toutes ces fourmis ?

(6,8 milliards de fourmis) x (0,3 milligramme par fourmi) = 2 000 kg (ou si vous aimez le système anglais, environ 2 tonnes)

2. Combien pèse la race humaine ?

Courtesy of the U.S. Census Bureau I see that right now there are about 6.8 BILLION humans on the planet. Maintenant pour la supposition – je vais supposer que l’être humain moyen pèse environ 130 lbs (60 kg). Cela semble raisonnable quand je considère les enfants, la différence de poids entre les hommes et les femmes, et que la plupart des humains vivent dans des conditions appauvries.

Le poids de la race humaine est alors:

système anglais : 6.8 milliards x 130 lbs = 880 milliards de livres =

440 millions de tonnes (1 tonne = 2 000 lbs)

système métrique : 6,8 milliards x 60 kg = 410 milliards de kg =

410 millions de tonnes métriques (1 tonne métrique = 1 000 kg)

WOW !!!!. Ou peut-être pas.

3. De quel volume d’espace auriez-vous besoin pour accueillir toute la race humaine ?

Instruction : vous pouvez supposer que nous, les humains, sommes principalement constitués d’eau, et que chaque 1 000 kg d’eau occupe 1 mètre cube d’espace. Pour ceux d’entre vous qui aiment conceptualiser en utilisant le système d’unités anglais, 1 tonne d’eau (2 000 livres) prend 32 pieds cubes d’espace.

Oui, nous sommes principalement de l’eau. En fait, même l’eau nous traite comme de l’eau. Si nous sommes dans une piscine et que nous allons sous l’eau, nous sommes assez proches de la flottabilité neutre – ce qui signifie que nous ne coulons pas trop vite ou que nous ne montons pas trop vite. Nous avons à peu près la densité de l’eau.

Voici donc le volume de la race humaine:

système anglais : 440 millions de tonnes x 32 pieds cubes /tonne = 14,1 milliards de pieds cubes

système métrique : 410 millions de tonnes métriques x 1 mètre cube par tonne métrique= 410 millions de mètres cubes

Voici la partie amusante.

Supposons que nous mettions la race humaine dans une boîte avec le volume ci-dessus. Et supposons que la boîte soit un cube où la longueur = la hauteur = la largeur. Quelle taille de boîte contiendrait le volume ci-dessus?

Volume d’un cube = (longueur du côté) x (longueur du côté) x (longueur du côté)

= (longueur du côté) 3

Pour obtenir la longueur d’un côté, vous prenez donc la racine cubique du volume, et vous obtenez:

– système anglais : racine cubique de 14.1 milliard de pieds cubes

longueur du côté = environ 2 400 pieds = 0,45 miles !!!

– système métrique : racine cubique de 410 millio mètres cubes

longueur du côté = environ 750 mètres = 0.75 kilomètres ! !!

Permalink |June 1st, 2009

1. Rob Carr Says :
   22 novembre 2009 à 21h24

   Jeff,

   Quelle est la biomasse des fourmis sur Terre et comment cela se compare-t-il à la masse des humains sur Terre ?

   J’ai trouvé un chiffre, mais je ne suis pas sûr de lui faire confiance. J’essayais de le faire sur mon iPhone tout en regardant les Steelers perdre contre KC.

2. DrJeff Dit:
   24 novembre 2009 à 10:15

   HI Rob-
   J’ai essayé de retrouver la biomasse mondiale des fourmis, mais beaucoup de sources et d’estimations. Voici une source aussi bonne qu’une autre, avec des références citées. La biomasse totale des fourmis est de 9 à 90 fois la biomasse humaine totale. http://en.wikipedia.org/wiki/Biomass_(ecology) Vous pouvez également voir que le krill de l’Antarctique représente 5 fois la biomasse humaine.

3. Rob Carr Dit:
   24 novembre 2009 à 10:47

   Pour ma part, je souhaite la bienvenue à nos suzerains formiques !

   L’estimation du nombre de fourmis que j’ai trouvée était de plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle que vous avez trouvée – elle ne semblait pas raisonnable et il n’y avait pas de références. Vous avez traqué une estimation beaucoup plus logique.

   Que vous comptiez les individus ou la masse, les fourmis sont plus nombreuses que nous. Ce n’est pas notre nombre ou notre masse qui fait de nous l’espèce dominante sur la planète. C’est notre capacité à amplifier nos capacités en utilisant des outils qui fait la différence.