Читать книгу - "Вселенная океана. Как устроена стихия, которая формирует нашу планету - Хелен Черски"

«столько-то частиц на миллиард» или даже «на триллион». Цифры такого порядка, спору нет, впечатляют, но слишком абстрактны. Для большей наглядности давайте представим себе обычную ванну, на треть заполненную песком средней фракции. Получится примерно один миллиард песчинок. Будем считать песчинки частицами океанской среды, то есть главным образом молекулами воды; тогда мы сможем легче понять концентрацию других веществ. К примеру, в нашей ванне присутствует всего 7 атомов меди, 36 атомов йода и 72 атома лития – таково содержание этих элементов на один миллиард. Да, их в океане относительно немного, но они там есть: носятся туда-сюда, перетасовываются, толкаются среди молекул воды, изредка налетая на какие-нибудь «чужеродные» тела вроде живых организмов. Собственно говоря, в масштабе всей планеты общий запас таких раритетных веществ довольно велик, что может вызывать неодолимое желание ими завладеть – особенно если речь идет об очень ценном химическом элементе, а ты находишься в бедственном материальном положении. Одно время после Первой мировой войны казалось, что Германия сумеет разрешить все свои финансовые трудности, достаточно лишь найти способ добыть из этого гигантского стога чудо-иголку: золото.

В поисках океанского золота

Немецкий химик Фриц Габер, скончавшийся в 1934 году, оставил после себя весьма неоднозначное наследие. С одной стороны, он открыл процесс промышленного синтеза аммиака, что позволило удовлетворить мировую потребность в дешевых удобрениях (это стало альтернативой природным месторождениям азота – птичьему помету, о котором мы говорили в 1-й главе). Без преувеличения можно сказать, что эта революционная технология спасла стремительно растущее население планеты от голода. Сегодня благодаря открытию Габера выращиваются продукты для половины жителей Земли. В 1919 году ученый получил за него Нобелевскую премию (официально ее присудили годом ранее, но война помешала своевременному вручению). При этом Нобелевский комитет предпочел закрыть глаза на обстоятельства, из-за которых Габер получил известность как «отец химического оружия». Дело в том, что практически сразу после начала войны он возглавил группу, разрабатывавшую методы применения хлора как средства массового поражения, а в 1915 году лично руководил организацией смертоносной газовой атаки в битве при Ипре. В свое оправдание этот немецкий патриот заявлял: «В мирное время ученый принадлежит всему человечеству, но во время войны он принадлежит своей стране». Война завершилась в 1919 году подписанием Версальского мира, по которому Германия обязывалась выплатить победителям репарации в размере 132 миллиардов золотых марок. Но страна была разорена. Тогда правительство обратилось за помощью к прославленному химику, и Габер высказал свежую идею: а почему бы не попытаться извлечь нужное количество золота из морской воды и таким способом расплатиться с военными долгами? На тот момент считалось, что концентрация драгоценного металла составляет 47 атомов на миллиард молекул воды, и Габер твердо верил, что сумеет выделить растворенное золото с помощью электрохимических методов. Приступив к реализации своего амбициозного проекта по добыче денег из океана, он в 1920-х годах собрал и проанализировал тысячи проб морской воды со всего света, но спустя несколько лет убедился, что прежние оценки сильно завышены, ибо базируются на ошибочных измерениях. Реальное содержание золота составляло всего 1 атом на каждые 50 триллионов молекул воды. Продолжая нашу аналогию с ванной, эту пропорцию можно проиллюстрировать так: если наполнить песком два 50-метровых олимпийских бассейна, получив таким образом 50 триллионов песчинок, то только одна из этих песчинок будет золотой. Всего этого клада не хватило бы даже, чтобы покрыть расходы на его извлечение. План Габера остался нереализованным.

Итак, первую категорию океанских пассажиров составляют растворенные в воде «нестандартные» молекулы и атомы. Эти компоненты присутствуют в океане повсюду, но по большей части в крайне малых пропорциях. Будучи полностью вплетены в жидкую ткань, они странствуют по лицу планеты вместе с течениями, поднимаются и опускаются с глубинными и поверхностными водами – словом, непрерывно пребывают в движении. В океане содержится практически вся периодическая система, хотя концентрация некоторых элементов настолько мала, что они почти неуловимы. И тем не менее это ничтожное меньшинство играет несопоставимо бо́льшую роль, чем остальная масса, поскольку служит ценным строительным материалом для второй группы пассажиров – живых организмов. Важно понимать: океан для организмов – не просто внешняя среда обитания, в которой они существуют как актеры на сцене. Нет, они есть плоть от плоти жидкой планетарной машины. Какие-то химические вещества встраиваются в живые клетки, какие-то выделяются, и эти обменные процессы влияют на состояние всего океана. Море жизни

Один из самых вредных мифов состоит в том, что океан есть царство пустоты. Конечно, если зачерпнуть в том или ином месте планеты горсть морской воды, мы почти наверняка ничего примечательного не увидим: лишь прозрачную соленую жидкость – чистый холст, совершенно бессмысленный, пока кисть не явит на нем какую-нибудь рыбу или корабль. Иным людям такое представление до сих пор кажется заманчивым и даже поэтичным: вообразить себе «ничто» довольно трудно, и приятно думать, что пустота имеет некое материальное воплощение, которое можно уловить обычными органами чувств. Но в действительности эта иллюзия затрещала по швам почти сразу после изобретения микроскопа. Уже знакомый нам Александр фон Гумбольдт в своем многотомном научно-философском трактате «Космос» пишет:

Употребление микроскопа еще более усиливает в нас впечатление всеоживленности океана, дивное сознание, что в недрах его всюду шевелится животная жизнь. <…> Если богатство оживленных форм, несметное множество разнообразнейших микроскопических и отчасти уже весьма развитых организмов приятно занимают фантазию, то на нее действует гораздо сильнее, прибавлю, гораздо торжественнее картина беспредельного и неизмеримого, представляемая каждым мореплаванием[179].

Изобретение микроскопа открыло ученым целый мир планктонных микроорганизмов, этих дрейфующих пассажиров водной толщи. Из-за крохотных размеров сторонний наблюдатель легко может принять их за ничтожных статистов, необходимых разве что для фона. На самом же деле именно планктон составляет основную часть органической материи океана – той биологической ткани, без которой немыслима жидкая планетарная машина. Океан никак не назовешь царством пустоты. Он кишит жизнью, и эта «всеоживленность» имеет фундаментальное значение для всей природной системы Земли. Правда, оценить масштабы тайных микромиров, скрытых у нас под носом, – задача нетривиальная. Обескураживающее впечатление «неизмеримости» только усугубляется, если вспомнить, насколько динамична и многолика планктонная экосистема: она неоднородна на разных участках акватории и может меняться в сезонном и даже суточном ритме, причем эта мозаика пульсирующей жизни пронизывает воды Мирового океана повсюду – от поверхности до самых больших глубин. Составление даже самой полной «переписи» микроорганизмов, содержащихся в отдельно взятой пробе воды, мало что даст. Это как если бы кто-нибудь выбрал в крупнейшей библиотеке мира[180] ровно одну книгу, нашел одну конкретную страницу