Непознанное

Бошке Фридрих Л.

Внимание общественности привлекается только тогда, когда на отдельных участках загрязнение воздуха приобретает избыточно высокие концентрации. Возьмем, к примеру, спор о двуокиси серы SO₂. Это бесцветный, резко пахнущий газ, который, в частности, возникает при сгорании угля и нефти, при химических реакциях серы (и ее соединений) с кислородом. В каждом учебнике по химии говорится, что этот газ ядовит. Между тем это отнюдь не единственное ядовитое соединение серы, имеющееся в воздухе! Даже сама природа выбрасывает в атмосферу сероводород и бесчисленный ряд других серных соединений. Если суммировать их все, мы получим 220 000 000 тонн серы в год, то есть в семь раз больше, чем

ее производит вся мировая промышленность (приблизительно 30 миллионов тонн). Загрязнение воздуха серными газами наполовину приходится отнести на счет естественного образования сероводорода, а двуокись серы составляет лишь треть от общего количества. Предполагают, будто все эти ядовитые газы остаются в воздухе и их концентрация постоянно возрастает, на самом деле они за несколько дней превращаются в сульфаты, то есть в плохо растворимые соли, которые дождями и снегом заносятся в почву, забираются частично растениями, которые нуждаются в сере, и вновь вводятся в извечный круговорот природы.

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.