Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого

Высокопродуктивное сельское хозяйство стало возможным благодаря растущему использованию энергии ископаемого топлива. Уголь перерабатывали в металлургический кокс, с помощью которого выплавляли чугун, который, в свою очередь, превращался в сталь в мартеновских печах (см. главу 3). Сталь была необходима для сельскохозяйственной техники, а также для производства паровых двигателей, рельсов, вагонов, локомотивов и судов. На угле также работали паровые двигатели, и он являлся источником тепла и электричества, требующихся для производства плугов, буров, уборочных приспособлений (а также первых комбайнов), вагонов и силосных башен, для работы железнодорожного и морского транспорта, доставлявшего зерно конечному потребителю. Появились первые неорганические удобрения — нитраты, импортируемые из Чили, и фосфаты из Флориды.

В 2021 г. лидером по производству пшеницы стал штат Канзас, и поэтому мы перемещаемся в долину реки Арканзас. В этом сердце пшеничного края Америки фермы теперь в 3 или 4 раза крупнее, чем были 100 лет назад[95], и при этом большую часть полевых работ выполняют один или два человека, управляющие сельскохозяйственными механизмами. Министерство сельского хозяйства США прекратило подсчет поголовья тягловых животных в 1961 г., и в настоящее время полевые работы выполняют мощные тракторы — многие модели имеют мощность более 400 лошадиных сил и снабжены восемью гигантскими колесами — трактора тянут за собой разнообразные агрегаты, от стальных плугов (с большим числом лемехов) до сеялок и подкормщиков[96].

Семена поставляют специализированные фирмы, а ростки получают оптимальное количество неорганических удобрений — в первую очередь много азота в виде аммиака или мочевины, — а также целенаправленно защищаются от насекомых, грибка и сорняков. Жатва с одновременным обмолотом выполняется большими комбайнами, которые насыпают зерно непосредственно в грузовики для перевозки на элеваторы и продажи по всей стране или транспортировки в Азию или Африку. Теперь производство пшеницы требует всего 2 человеко-часа на гектар (по сравнению со 150 в 1801 г.), а урожайность составляет от 3 до 5 тонн с гектара — при пересчете на трудозатраты это менее двух секунд на килограмм зерна[97].

Сегодня многие с восхищением говорят о совершенствовании современных компьютеров («огромная скорость обработки данных») или телекоммуникации («гораздо быстрее») — а как насчет урожайности? За двести лет трудозатраты на производство одного килограмма американской пшеницы уменьшились с 10 минут до менее 2 секунд. Именно так на самом деле функционирует наш мир. Как уже упоминалось выше, аналогичные расчеты снижения трудоемкости, повышения урожайности и роста эффективности можно выполнить для китайского или индийского риса. Временные рамки будут другими, но результаты похожими.

Большинство достойных восхищения и действительно замечательных достижений, полностью изменивших промышленность, транспорт, связь и повседневную жизнь, были бы невозможны, если бы 80 % людей по-прежнему жили в сельской местности, обеспечивая себя куском хлеба (в 1800 г. доля сельского населения в Америке составляла 83 %) или чашкой риса (в Японии в 1800 г. в деревнях жили почти 90 % населения). Путь к современному миру начался с недорогих стальных плугов и неорганических удобрений, и нам стоит немного углубиться в этот вопрос, чтобы объяснить их незаменимый вклад в развитие общества, который наша сытая цивилизация принимает как данность.

Во что это обходится

У доиндустриального сельского хозяйства, основанного на мускульной силе человека и животных и использовавшего простые деревянные и железные орудия, был единственный источник энергии — солнце. Сегодня, как и всегда, сельское хозяйство основано на фотосинтезе под действием солнечных лучей, но высокие урожаи, получаемые с минимальными затратами труда и, следовательно, с беспрецедентно низкими затратами, были бы невозможны без прямого и косвенного поступления энергии от ископаемых источников. Часть этой антропогенной энергии имеет форму электричества, которое может генерироваться из угля, природного газа или возобновляемых источников, но большая ее часть — это жидкие и газообразные углеводороды в виде автомобильного топлива и сырья.

Механизмы потребляют энергию ископаемого топлива непосредственно как дизель или бензин для сельскохозяйственных работ, в том числе выкачивания из скважин воды для орошения, сбора и сушки урожая, его транспортировки внутри страны на грузовиках, поездах и баржах, а также экспорта в другие страны в трюмах гигантских сухогрузов. Косвенное использование энергии для изготовления этих машин носит более сложный характер, поскольку ископаемое топливо и электричество необходимы не только для производства стали, резины, пластика, стекла и электроники, но также для сборки тракторов, навесных орудий, комбайнов и грузовиков, строительства сушилок и элеваторов[98].