Непознанное

Мы точно не знаем, сколько соединений серы находится в верхних слоях земной атмосферы, по-видимому, там имеются лишь незначительные их количества. При попытке набросать схему круговорота серы в природе мы убеждаемся, что относительно некоторых количеств располагаем совершенно недостаточными данными, что естественного круговорота серы мало, и в наши дни мы дополнительно вводим в почву серные соединения в качестве удобрений, особенно для роста трав, а ведь с точки зрения ботаники все наши злаки относятся к травам! В почве не хватает и азота, и фосфора, и калия, чтобы получать достаточные урожаи. Уже в 1970 году один английский ученый озабоченно спросил: «Что произойдет, если мы действительно перестанем „загрязнять“ воздух двуокисью серы? Какими способами нам придется восполнять тогда нехватку серы в почве?»

Желания высказать нетрудно, однако мало кто задумывается о последствиях их исполнения. Уточнить истинное значение выражения «загрязнение воздуха» сложно: с одной стороны, мы имеем дело с очень малыми концентрациями, с другой — земная атмосфера не простая лаборатория. В то же время эксперименты необходимы, одни только умозрительные модели и расчеты не могут решить весь круг проблем. Нельзя не учесть влияния поверхности суши и моря. Взаимовлияния давления воздуха, влажности, температуры, движения воздуха столь многообразны, что трудно воспроизвести их в лабораторных условиях.

Можно составить бесконечные списки желательных исследований, вместо этого назовем лишь некоторые из принципиальных вопросов, на которые пока не дано исчерпывающих ответов:

1) Какие «загрязнения воздуха» переходят в морские воды и в каких размерах?

2) Похоже, что окислы азота в атмосфере возникают в результате окисления аммиака. Как оно детально проходит и какое количество окислов дает процесс?

3) Мы знаем, откуда берется в атмосфере метан (болотный газ), а откуда берутся прочие углеводороды? Какая часть от них выработана лесными массивами Земли?

Нет смысла обвинять машины и бензоколонки в загрязнении воздуха углеводородами, если неизвестно, ни откуда берутся огромные количества природных углеводородов, ни где они остаются, если мы не можем утверждать, что они не играют важной роли в поддержании баланса веществ в природе, подобно тому как этилен, вырабатываемый растениями, уже в минимальных количествах способствует созреванию фруктов. И вновь остается только качать в изумлении головой. Может быть, мы преступно мало занимались фундаментальными исследованиями в угоду прикладным наукам, результаты которых позволяют нам легче устраиваться в жизни, их следовало бы назвать «науками удобства»?

Нет такой области знаний, в которой конец исследованиям был бы близок. Несмотря на все трудолюбие и пот, мы живем в мире, в котором с трудом ориентируемся. Труднее всего для нас постигнуть время и его прохождение.

Немецкий физик лауреат Нобелевской премии Манфред Айген однажды составил таблицу, в которой зафиксированы временные величины и события, в них происходящие. В качестве единицы времени он взял секунду, а события представил в логарифмической шкале. В таком виде она производит впечатление на физика, но для читателя, не имеющего специальной подготовки, она понятна не более, скажем, чем физическое представление о секунде как о единице времени, в 9 192 631 770 раз превышающей длительность колебаний атома цезия (Cs113).

Внимательны мы или невнимательны, но время проходит, это было известно с незапамятных времен. Намного больше нам нечего к этому добавить и сейчас. В шкале Айгена для нас самое интересное — это «средний интервал между двумя войнами», откуда видно, что войны всегда следовали одна за другой и что человеческая жизнь длиннее, чем этот интервал. То есть каждый из нас, наверное, переживает хотя бы одну войну, но, с другой стороны, имеет право и на мирное время. Вообще же, длительность нашей жизни лишь тонкая черточка на столбике времени.

Если течение времени нам трудно понять, мы хорошо понимаем, что угрожает нашему миру. Каждый знает: мы живем благодаря существованию энергетического равновесия. Солнце дает энергию Земле, Земля возвращает ее в мировое пространство. Если Солнце внезапно станет отдавать больше или меньше энергии, Земля сможет оставить себе тоже увеличенное или уменьшенное количество, а мы умрем.

Это настолько хорошо известно, что мы не задумываемся над этим. А суть дела в том, что нашим жизненным пространством является отнюдь не Земля, а тонкая оболочка вокруг нее! Вместе с растениями и животными мы населяем очень тонкий пограничный слой между земным шаром и вселенной. Когда мы говорим, что живем на Земле, то в этом выражается наша мания величия: Земля-де принадлежит нам, она наша, мы ее хозяева. А это ерунда. Наш мир — тончайший слой вокруг земного шара высотой около семи километров, глубиной, где море, пять — в общем двенадцатикилометровый слой. Это и имел в виду сэр Роберт Робинсон: мы вдыхаем воздух, выдохнутый предшествующими поколениями потому, что другого воздуха в этой тонюсенькой оболочке и нет! Если мы и говорим о «девственно чистом» воздухе, то только из-за того, что газовые молекулы глазом не увидишь.

А как обстоит дело с другими веществами, которые дает нам природа? Тонкая оболочка вокруг Земли все время используется заново, вовлекаясь в вечный круговорот: почва — растения — животные и человек, а дальше гниение и назад в почву, в сырье.

Там, где цветет жизнь, почва давно превратилась в «гумус», в плесневеющие остатки живого организма. Мы живем не столько на Земле, сколько на гигантском кладбище! То, что мы видим вокруг себя в виде живых организмов, уже было красивым или безобразным, полезным или бессмысленным живым существом, имело различные органы, было отторгнуто и превратилось после смерти в тлен.

Этому нужно только радоваться. Хорошо, что органические вещества так быстро распадаются и превращаются в отдельные элементы, именно поэтому они предстают все время новыми и кажутся неисчерпаемыми, давая миллиарды лет необходимое сырье для новой жизни.

Совсем иначе обстоит дело с неорганическими, относительно которых мы ошибочно полагаем, что их «несчетные количества». Такое впечатление возникает при виде громадных гор, сложенных из минералов, при мыслях о недрах Земли и исходит из эгоцентрической схемы, где сердцевину составляет человек, а вся огромная планета кружится вокруг него. Но запасы минералов, например руд, возникают очень медленно, оборот их, если он вообще существует, длится миллионы лет.

Долгое время человек не интересовался положением дел в этой области, прежде всего потому, что его потребности были минимальными. Ситуация изменилась, когда он начал обрабатывать землю.

Новый способ хозяйствования, принципиально отличный от добывания пищи охотой или собирательством, дал возможность существовать людям, которые сами не создают средств питания, а занимаются ремеслом. Они образовывали общины, из которых впоследствии развились города. И первые появились именно там, где имеется благоприятный климат, — по берегам Евфрата и Нила, на Инде, на Желтой реке в Китае.

Теперь камни, глина и руды начали перерабатываться в довольно больших количествах, стали строить дома, сооружать памятники, символом того времени становится Вавилонская башня. Время от времени города тонут в собственной грязи — на радость археологам, которые теперь с восторгом обнаруживают один «культурный» слой за другим. Насыпные холмы, буквально горы глины, обработанного камня, обожженной керамики и стекла свидетельствуют о расходовании неорганических, нераспадающихся материалов. Серебра и золота хватит, а вот исходное сырье для предметов повседневной жизни становится все дороже.

Как ни странно, первым металлом, который начали разбазаривать, оказалась медь. Дело в том, что медные руды обнаружить довольно трудно, но, видимо, замечательный, медно-красный, истинно металлический цвет ее, а также ковкость и низкая температура плавления привлекали внимание первых металлургов. Медь становится предметом первой необходимости, и вскоре месторождения, лежавшие неподалеку от больших городов, оказались истощены. Уже на довольно ранних этапах развития государства египтяне были вынуждены привозить медную руду издалека.