Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего
Шрифт:
Первый день нас совсем не обнадежил, поскольку ученые редко выходят далеко за пределы своей зоны комфорта. Несмотря на возвышенную риторику о том, что необходимо «покинуть свои норы» и «пересечь границы», биологи больше общались с биологами, равно как и геофизики и химики-органики также собирались своими специализированными подгруппами.
Второй день оказался удачнее. Постепенно, по мере того как в наших оживленных разговорах начали определяться неисследованные области – загадка углерода в ядре Земли, вопрос о древних истоках жизни, цикличность движения литосферных плит, признаки огромной микробной биосферы под поверхностью Земли, – мы увидели наши узкие специализации в новом, более широком контексте. Впервые мы узнали о парадоксальных
К концу третьего дня определились рамки нового глобального проекта. Выявились лидеры, и энтузиазм возрос. Наблюдатели из фонда Слоуна почувствовали в зале энергию, увидели в наших глазах заинтересованность и быстро дали зеленый свет Обсерватории глубинного углерода [8] [9] . Ей предстояло стать глобальным предприятием необычайного масштаба и огромных научных амбиций. Перспектива была волнующей, но я подозреваю, что каждый также беспокоился о том, как бы не оказаться участником зрелищного, ошеломляющего и очень дорогого провала.
8
Обсерватория глубинного углерода (англ. DCO, от Deep Carbon Observatory) – международное сообщество ученых со штаб-квартирой в Геофизической лаборатории Института Карнеги в Вашингтоне (округ Колумбия). – Прим. ред.
9
Исторические аспекты Обсерватории глубинного углерода можно найти на веб-сайте организации, доступны на 12 октября 2018 г. по ссылке: http://deepcarbon.net.
Десять лет спустя результаты этой авантюры превзошли наши самые смелые ожидания. Международная армия исследователей шестого элемента – более 1000 ученых из 50 стран – проникает в загадки земного углерода. С общим международным грантом около полумиллиарда долларов от десятков организаций и фондов по всему миру Обсерватория глубинного углерода представляет собой один из самых всеобъемлющих междисциплинарных исследовательских проектов в истории.
Как это бывает с любой успешной научной программой, мы многому научились, но также стали острее сознавать, сколького мы еще не знаем. Вопросы, которые не давали нам покоя и оставались без ответа, приобрели отчетливость, чтобы мотивировать будущих исследователей. Парадокс науки заключается в том, что чем больше мы знаем, тем яснее понимаем, сколько же остается непознанного, возможно, даже непостижимого. Каждое открытие отворяет дверь в новый, неисследованный мир.
Мне хочется поделиться появившимися захватывающими откровениями исследований углерода, зафиксировать сделанные открытия, а также обозначить границы того огромного пространства, которое еще предстоит исследовать. Но как? Если бы я был Джоном Фредериком Кенсеттом или Уинслоу Хомером, возможно, я бы нарисовал картину. Словами выразить тяжелее. Многотомная энциклопедия углерода вряд ли осветила бы все многочисленные нюансы этой темы. Как тогда можно отразить историю углерода на страницах одной книги? Такая возможность манила меня, но я находился в тупике. Пустая страница насмехалась надо мной, пока Джесси Аусубел не предложил мне путь решения.
– Ты должен написать симфонию! – скомандовал он [10] .
Джесси знал, что я музыкант симфонического оркестра, 40 лет играю на трубе, совмещая дневную работу в лаборатории с вечерними выступлениями во многих оркестрах –
10
Телефонный разговор с Джесси Аусубелом состоялся в середине января 2016 г., когда я удалился на остров Мауи, чтобы писать. Рукопись книги была закончена там же через два года.
Я пребывал в неуверенности и замешательстве, но эта метафора имела смысл на нескольких уровнях. Подобно тому как в проекте Обсерватории глубинного углерода работают разные ученые – физики, химики, биологи и геологи, в симфоническом оркестре есть разные музыканты, каждый из которых имеет за плечами годы обучения и опыта. У каждого музыканта оркестра свой инструмент: скрипка или туба, флейта или малый барабан, труба или виолончель… Каждый тембр и диапазон важен, но при этом никто по отдельности не может передать величие целого. Так и с симфонией исследований углерода. Без множества голосов Обсерватории глубинного углерода Симфонию углерода никогда бы не услышали.
Эта метафора также предполагает, что из общей ткани оркестра периодически выступают прекрасные соло. Таким образом наша симфония углерода подчеркивает значение исключительных вкладов отдельных исследователей и исследовательниц, хотя и интегрирует их в общее многозвучие с более мощными темами.
Подобно любой симфонии, эта книга представляет собой индивидуальное путешествие – единственное в своем роде по содержанию, ограниченное по масштабу, изложенное с моей субъективной точки зрения и сыгранное в разных тональностях. Я основывался на работе сотен коллег, но этот рассказ об углеродной истории, по сути, мой личный. Другие Симфонии углерода ждут своего часа.
Когда я провел параллели между научным проектом и большой оркестровой композицией, мне начала нравиться идея Симфонии углерода, хотя и было нелегко представить ее в четких рамках. Тогда меня осенило: ученые древности постулировали существование четырех элементов – Земли, Воздуха, Огня и Воды; каждая сущность обладает своим набором характеристик, каждая является неисчерпаемым компонентом Вселенной, но вместе они суть источник происхождения всей материи. Углерод единственный среди атомов Периодической таблицы обладает характеристиками всех четырех классических первооснов, которые составляют четырехчастную структуру нашей истории.
Как и в симфонии, четыре части этой книги различаются по широте охватываемой темы, тональности и темпу. «Часть I – Земля» посвящена минералам и горным породам, составляющим твердое кристаллическое основание нашей планеты. Эта часть начинается с «зари творения», имевшей место задолго до образования планеты Земля, когда атомы углерода образовывались из более мелких элементарных частиц. Затем рассказ переходит к появлению земных минералов и эволюции их богатства – чествованию растущего разнообразия и пышной красоты кристаллических углеродных соединений.
В «Части II – Воздух» рассказывается о величавом углеродном цикле Земли. Атомы углерода постоянно перемещаются между различными геохимическими резервуарами, мигрируя из океана в атмосферу и обратно, опускаясь в недра Земли при движении литосферных плит и выбрасываясь снова на поверхность с горячими газами, выделяемыми сотнями действующих вулканов. Миллионы лет этот глубинный углеродный цикл пребывал в надежном равновесии, но сейчас оно нарушается человеческой деятельностью, что может привести к нежелательным последствиям. Будучи медленной частью симфонии, эта тема взывает к более мягкому, нежному исполнению.