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

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,