Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего - Роберт Хейзен
А что насчет следующих поколений? Какие сведения о сегодняшних днях соберут будущие археологи по углеродным остаткам нашего века? Их ждут сюрпризы. Прошедшие два столетия отличает значительное поступление «мертвого» углерода — наследие сжигания огромных количеств ископаемого топлива, содержащего древние атомы углерода, которые были запертыми миллионы лет. Получающийся в результате поток «мертвого» углекислого газа разбавляет атмосферу молекулами CO2, полностью лишенными радиоактивного углерода-14.
Вторая, еще более драматическая аномалия — на этот раз «бомбового» углерода — маркирует стремительную яростную эру открытых испытаний ядерного оружия. Это 1950-е и начало 1960-х гг. — время до заключения Договора о запрещении испытаний ядерного оружия{206}. За десять с небольшим лет ядерные взрывы привели к увеличению концентрации углерода-14 в атмосфере в два раза. Она постепенно снизилась за счет того, что углекислый газ измененного воздуха поменялся местами с молекулами в океанах, оказался связанным в горных породах или был поглощен растениями. С неизбежностью содержание углерода-14 в растениях за короткое время удвоилось, затем удвоилось в животных — а также в вас, если вы застали беспокойную эру холодной войны.
Мы в совокупности всё еще содержим немного того ядерного наследства в наших мышцах и костях, поскольку являемся частью человеческого углеродного цикла.
РЕПРИЗА — Человеческий углеродный цикл
Ключ к пониманию неразрывных связей между Землей, углеродом и нами кроется в циклах. В основе быстрых изменений, которые люди навязывают Земле как с умыслом, так и непреднамеренно, лежит циркулирование углерода. Мы выращиваем и разводим богатую углеродом пищу, чтобы поддерживать растущее мировое население, неизбежно разрушая окружающую среду, которая была устойчивой тысячи лет. Мы лишаем землю лесов, а моря — рыб, изменяя экологический баланс. Мы добываем углерод в огромных количествах, используя давно захороненные ресурсы в качестве топлива, а также для производства материальных ценностей. В этих да и в других подобных примерах ускоряющееся человеческое воздействие на углеродный цикл является глубоким и глобальным, а последующие изменения в атмосфере и климате — в значительной степени непредсказуемыми.
Все живые существа, включая наш человеческий род, играют свою роль в глобальном цикле углерода. Взгляните вокруг, и вы увидите последствия: минералы и воздух Земли становятся растениями, растения — едой для животных, погибшие животные и растения поддерживают благоденствие грибов и микробов; в свою очередь все эти организмы возвращаются в почву и царство минералов. Атомы углерода включаются в этот цикл снова и снова, и каждый атом за миллиарды лет своего существования принимает множество форм.
В нас с вами происходит также и индивидуальный углеродный цикл — гораздо более непосредственный и интимный, связанный с изменением нашего тела. Мы переживаем этот личный цикл элемента №6 с самого зачатия и до того момента, когда наши останки полностью разложатся.
Вы вдыхаете кислород и едите богатую углеродом пищу, которые являются движущей силой метаболизма. Ваше тело встраивает в себя этот углерод, когда создает новые клетки; ваше тело вырабатывает углекислый газ, когда сжигает насыщенное углеродом топливо.
Вы выдыхаете углекислый газ, и ваше тело сбрасывает атомы углерода, как деревья — осенние листья. С каждым выдохом вы немного таете{207}. С каждым выдохом крошечная доля углерода вашего тела — менее 0,001% — уходит, рассеивается, она готова вступить в новый цикл. Ваше тело сегодня может казаться таким же, каким было на прошлой неделе или в прошлом году, но это не так. Многие атомы уже другие — точные копии, но другие.
Всю свою жизнь вы потребляли новые атомы углерода, теряя старые атомы углерода. Как эфемерны наши тела! Немного осталось тех атомов, тех молекул, которые были вами при рождении. Немногие из атомов, молекул, которые являются вами сегодня, по-прежнему будут вами, когда вы проживете еще с десяток лет. Мы, люди, не задумываясь приравниваем наши тела к нашим сущностям. Наши разумы разделены, наши мысли — однозначно наши собственные, но атомы в наших телах столь же мимолетны, как морской бриз.
И где сейчас эти атомы — те, что были еще недавно частью вас? Некоторые — в воздухе или растворились в океанах. Некоторые, возможно, заперты в карбонатных раковинах моллюсков и улиток или скоро будут изолированы в известняке коралловых рифов. Многие из триллионов и триллионов атомов углерода, которые когда-то были вами, сейчас обитают в стеблях, листьях, цветах и корнях растений — дуба, пшеницы, розы, мха. Животные едят растения и таким образом наследуют и задерживают на некоторое время то, что когда-то было вами. И каждый человек на Земле, который прожил хотя бы несколько лет, любой, кто ел растения или животных, которые ели эти растения, сейчас содержит атомы углерода, которые когда-то были вами, а в то же время в вас есть атомы углерода, которые когда-то были ими, — атомы каждого, кого вы знали в своей жизни, ваших друзей, родственников, любимых; почти всех, кто когда-либо жил.
Попробуйте представить себе космический путь одинокого атома углерода, который сейчас — на недолгий миг — является частью того, что вы считаете «собой».
Этот атом углерода выковался в недрах большой звезды и вылетел в космос, когда звезда взорвалась. Предположим, что он присоединился к другим атомам углерода и образовал крошечный кристаллик алмаза, став частичкой пыли и газа в молекулярном облаке — изобильной звездообразующей области Млечного Пути, нашей молодой Галактики. Возмущение в этом облаке, к примеру встряска от взрыва ближайшей сверхновой, способствует локальному коллапсу — и так зарождается наша Солнечная система. Бо́льшая часть всей этой массы падает внутрь, чтобы образовать наше Солнце, но алмазная крупинка находит себе другой дом в оставшемся веществе, которое начинает образовывать третью большую планету в упрочняющейся системе.
Земля слишком горяча, слишком химически активна, чтобы маленький алмаз мог выжить. Наш атом углерода соединяется с атомами кислорода и образует молекулу углекислого газа — мельчайшую частичку развивающейся атмосферы. Эта молекула CO2 поглощается океаном, где ее тысячу лет носят течения, пока она
