Движение вбок

Если мысленно поднырнуть под верхний слой океана, можно заметить, что горизонтальные перемещения водных масс здесь идут крайне медленно, – глубоководная машина никуда не торопится. И все-таки сдвиги происходят: мы точно это знаем, потому что ненароком нашли способ их отслеживать. Метод, о котором я говорю, – единственное светлое пятно на непроницаемо-черном полотне, каковым является наследие американского изобретателя Томаса Миджли. При жизни никто и не подумал бы окрестить его злым гением. Он считался отличным специалистом, начальство и коллеги ценили и всячески поддерживали его разработки. Но много позже эти блестящие научные достижения аукнулись катастрофическими последствиями. Миджли вовсе не собирался создавать человечеству глобальные проблемы, он лишь хотел сделать мир лучше. Справедливости ради стоит сказать, что разрушительное воздействие на планету оказали не сами его изобретения, а их активное применение другими людьми. Вина Миджли только в том, что он создавал химические соединения и заявлял – громогласно и убедительно – об их безопасности.

Миджли родился в 1889 году. Его отец и дед тоже были изобретателями, и сам он с ранних лет горел желанием продолжить семейную традицию. Окончив Корнеллский университет с дипломом инженера-механика, Томас в возрасте 27 лет устроился в корпорацию General Motors. Начиналась новая автомобильная эра: не так давно на мировую арену с ревом ворвался двигатель внутреннего сгорания. Правда, рев сопровождался нехорошим металлическим «стуком» в цилиндрах, и инженеры теперь пытались найти способ борьбы с этим явлением (детонацией). Как выяснилось, оно было связано с неравномерными взрывами топливной смеси, приводившими к перегреву и быстрому изнашиванию двигателей. Не кто иной, как Миджли – к великой радости руководства General Motors, – обнаружил, что подавить детонацию можно с помощью добавки на основе тетраэтилсвинца. Сразу возникли подозрения, что такая бензиновая смесь будет представлять угрозу для здоровья, но изобретатель с неизменным энтузиазмом и убежденностью заверял скептиков, что никакой опасности нет. Как-то раз на пресс-конференции он, желая доказать безвредность своего открытия, демонстративно плеснул изрядное количество тетраэтилсвинца себе на руки, а потом вдохнул пары^[103]. Вообще, ядовитые свойства свинца не были секретом, но Миджли и его начальство позаботились о том, чтобы погасить панические настроения^[104], и новинка начала стремительно завоевывать автомобильный рынок. Двигатели теперь работали без перебоев. Одна беда: содержащие свинец выхлопы отравляли окружающую среду и попадали в легкие человека, а следом и в кровеносную систему и разносились по всему организму. Вал неврологических расстройств, миллионы преждевременных смертей – вот к чему привело широкое внедрение «безобидной» топливной присадки. Тем не менее долгое время проблему не принимали всерьез. Лишь в 1970–1980-х годах токсичность бензина с добавками свинца стала общепризнанным фактом, и производство постепенно свернули (хотя и не во всех странах). Итак, Миджли невольно выпустил из бутылки страшного джинна: повсеместное загрязнение атмосферы, агрессивные кампании корпоративного лобби, чудовищные последствия для здоровья населения… Казалось бы, куда уж хуже. Но на этом изобретатель не остановился.

В те же годы стало набирать популярность еще одно чудо техники, без которого трудно представить современный мир, – холодильник (правда, стоил бытовой рефрижератор тогда не сильно дешевле автомобиля). Возможность искусственно получать холод бесценна: это продлевает срок хранения еды, позволяет расширить потребление скоропортящихся продуктов, снижает количество бытовых отходов и повышает качество питания. Словом, полезнейшая технология – конечно, при условии ее широкой доступности, умеренной цены, а главное, безопасности. Но в этом как раз и была загвоздка. В холодильниках 1920-х годов применялись в основном аммиак и диоксид серы – токсичные вещества, которые в случае утечки оказывают губительное воздействие на организм человека и животных. Ученые лихорадочно пытались найти альтернативу. И тут, словно по заказу, на горизонте снова возник Миджли, который уже не занимался автомобилями, но по-прежнему работал в General Motors. В 1928 году, в ходе совместных экспериментов с химиком Альбертом Леоном Хенне, он определил, что требуемым условиям как нельзя лучше отвечают хлорфторуглероды (ХФУ), и синтезировал первый в истории коммерческий хладагент, получивший торговое наименование «фреон» (ХФУ-12). Начался настоящий бум фреона. Это было устойчивое, невоспламеняющееся и неядовитое вещество, обладавшее всеми необходимыми для охлаждения свойствами. На фоне общеизвестных рисков, связанных с прежними хладагентами, фреон казался идеальным решением. Памятуя о важности эффектной рекламы, Миджли, дабы снять опасения, устроил показательную акцию: во время одного конгресса он на глазах у публики вдохнул новый газ полной грудью и, подойдя к свече, затушил ее. Взрыва не произошло, да и сам изобретатель остался как будто в добром здравии. Домашние холодильники начали победное шествие по планете.

Поскольку в группу ХФУ входит целое семейство сходных по составу соединений, в последующие годы большинство из них прошли испытания и поступили в производство. Выяснилось, что благодаря особенностям химического строения эти вещества можно успешно использовать далеко не только в холодильных установках, но и в качестве технических растворителей, аэрозольных пропеллентов (в баллончиках с дезодорантами и средствами для бритья, огнетушителях) и во множестве других более специализированных сфер. Довольно скоро ХФУ были взяты на вооружение повсюду. Миджли купался в лучах признания, одну за другой получая престижные награды. Его избрали президентом и председателем Американского химического общества. Он заслуженно гордился собой как автор двух самых влиятельных химических изобретений XX века (причем оба открытия были сделаны им еще до сорока лет) и считал, что почетное место в истории ему обеспечено.

Один из главных аргументов включения ХФУ в химический арсенал человечества заключался в их стабильности: они не вступают в реакции с другими веществами и не распадаются, так что их долговечность не вызывает сомнений. Но в ретроспективе именно это преимущество ХФУ обернулось самым серьезным их недостатком. В течение срока службы они исправно выполняли свою работу, но затем неизбежно попадали в атмосферу. Там им было особенно некуда деться, и ничто не способствовало их уничтожению. В результате они попросту накапливались. За 1960–1970-е годы концентрация ХФУ в атмосфере резко возросла, но долгое время никто этого не замечал^[105]. Дальнейшие события хорошо известны. Ученые обнаружили над Антарктидой огромную озоновую дыру и установили, что причина – в разрушительном действии ХФУ: молекулы так долго находились в нижних слоях атмосферы, что в итоге поднялись в стратосферу и частично разрушили природный экран, защищающий нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения. Постепенно люди осознали всю серьезность ситуации и неизбежность фатальных последствий истощения озонового слоя. Гражданское общество сумело преодолеть сопротивление промышленных магнатов, и в 1987 году вступил в силу Монреальский протокол, который обязал все подписавшие его страны поэтапно отказаться от использования ХФУ. Сегодня концентрация ХФУ в атмосфере постепенно убывает, а дыра в озоновом слое начала затягиваться (хотя и очень медленно). Эта глобальная инициатива – замечательный пример того, насколько успешны могут быть совместные усилия мирового сообщества по снятию с производства целых групп вредных веществ. Но ХФУ никуда не исчезли. Большинство из них все еще в атмосфере, а теперь немалая доля просочилась и в океан.

Океан в вертикальном разрезе, как мы уже выяснили, состоит из двух основных уровней: сравнительно тонкого и теплого поверхностного слоя, постоянно соприкасающегося с атмосферой, и нижележащих – более холодных и плотных – слоев, которые изолированы от воздуха. Любой содержащийся в атмосфере газ может проникнуть в верхний слой океана, и вещества из группы ХФУ тут не исключение. Оказавшись в воде, они, как правило, так и остаются недалеко от поверхности^[106]. Но вспомним, что на Земле есть уникальное место, где потоки воды «подныривают» под поверхностный слой и устремляются прямиком в придонную акваторию. Речь, конечно, о самом большом в мире водопаде, скрытом от наших глаз в недрах Датского пролива. Поблизости от него есть и более мелкие «провалы», своего рода сливные отверстия океанской ванны, которые медленно засасывают поверхностные массы на глубину. Стекая в эти воронки, вода неизбежно несет с собой все растворенные в ней газы и примеси – отпечаток химического состава соприкасавшейся с ней атмосферы, – и в том числе злосчастные ХФУ. Когда арктические массы переваливают через порог Датского пролива и уходят на юг, вместе с ними в придонную Атлантику попадают и результаты их последнего газообмена с атмосферой. Как известно, на протяжении десятилетий концентрация ХФУ в атмосфере продолжала неуклонно расти. А значит, каждая очередная партия воды, покидавшая поверхность океана, получала строго определенный ХФУ-след, год от года все более выраженный.

Эти закономерности позволили ученым составить карты возраста воды, в разное время перекочевавшей в североатлантический бассейн. Поскольку маршрут водных масс неизменен, существует возможность отследить их динамику. Скатившись по склону в Датском проливе, «помеченный» ХФУ подводный каскад пробирается дальше на юг. Немаловажно, что в природе источников ХФУ нет. Вещества эти сугубо антропогенного происхождения – они выделяются нашими холодильниками, аэрозольными баллончиками, огнетушителями. Кроме того, как уже было сказано, ХФУ инертны, то есть, попав в воду, не вступают в химические реакции, а просто накапливаются там в незначительных концентрациях. Итак, содержащий ХФУ поток уходит в глубокое «подполье» и устремляется на юг, получая некоторый разгон в западной части Атлантического океана. Этажом выше течет (в противоположном направлении) Гольфстрим. Средняя скорость нашего глубоководного потока – около 1 сантиметра в секунду, или порядка километра в сутки. Движется он, как видим, небыстро, ведь в нижних слоях водной толщи ход океанической машины замедлен. Вода, которая сорок лет назад «занырнула» у берегов Гренландии, находится сегодня всего лишь в районе Бразилии, то есть в каких-то 10 тысячах километрах к югу от своего старта. Ей предстоит еще долгое плавание, и по ходу круиза «маячки» в виде молекул ХФУ будут сообщать ученым ценную информацию о горизонтальных перемещениях водных масс.

Такого рода фреоновый след – явление временное. Теперь, когда люди наконец взялись за ум и концентрация ХФУ в атмосфере стала снижаться, этот метод мониторинга водных масс постепенно начинает терять свою актуальность. Десятилетиями все было иначе. Человечество без устали накачивало атмосферу очень специфическими веществами, которые, попав в воду и въевшись в часть океанической ткани, оказались заперты в морской бездне, – а значит, за счет этой недоброй химической памяти мы сможем еще какое-то время отслеживать путешествие «помеченных» водных масс по земному шару. В придонных слоях колёса океанической машины вращаются далеко не так быстро, как на поверхности, и пройдет еще, быть может, не одна сотня лет, прежде чем странствующие в пучине потоки вынырнут обратно на воздух. Вода, которая скатилась через Датский пролив и продолжила свой путь в глубинах Северной Атлантики, тут же становится неотъемлемой частью глобальной «опрокидывающей» циркуляции – системы океанических течений, регулируемой ветром и перепадами плотности. Все, что проникает в эти придонные слои, надолго теряет связь с поверхностью (и с человеком), пока наконец не найдет дорогу назад. Упомянутая система течений, носящая название термохалинной циркуляции^[107], непрерывно переносит теплые поверхностные воды от экватора к полюсам, а холодные глубинные – в обратном направлении.

Горизонтальные перемещения колоссальных водных масс, неторопливо совершающих свой путь на разных глубинах, растянуты на многие сотни лет и служат своеобразным фундаментом океанической машины. Основная схема выглядит таким образом. Холодные глубинные потоки из Северной Атлантики достигают Южного океана, обходят вокруг Антарктиды и затем вторгаются в бассейны Индийского и Тихого океанов, попутно смешиваясь с их нагретыми водами и поднимаясь обратно к поверхности. Соответственно, формируется медленная циркуляция, связывающая воедино весь Мировой океан^[108]. Покинувшие поверхность водные массы более не контактируют с атмосферой и миром людей. С величественным спокойствием следуют они своим придонным курсом до тех пор, пока много веков спустя не «всплывут» обратно и не встретятся опять со средой, преобразованной человеком. Гигантский океанический конвейер играет ключевую роль в переносе тепла по планете, а потому его скорость и структурные особенности оказывают существенное влияние на климат Земли. Так уж вышло, что отслеживать и анализировать эту циркуляцию нам помогает не что иное, как концентрация ХФУ в океанских водах^[109], – крохотный плюс на фоне огромного жирного минуса, которым обернулись для человечества замечательные идеи Томаса Миджли.

Сам Миджли так никогда и не узнал о страшных последствиях своих открытий, но судьба позаботилась об эффектном воздаянии. В 1940 году химик заболел полиомиелитом^[110] и почти лишился возможности самостоятельно двигаться. Не утратив, однако, фантазии, он сконструировал хитроумную систему блоков и тросов, чтобы без посторонней помощи выбираться из постели и садиться в инвалидное кресло, – а четыре года спустя запутался в своем собственном механизме и был им задушен. Так что за внедрение по крайней мере одной непроверенной технологии он все-таки поплатился.