Лес. Как устроена лесная экосистема

Дерево подходит даже для заправки автомобилей – в жидкой форме. Путем химических или физических манипуляций из него можно получить биоэтанол. Большая часть бензина «E10» (так называется бензин с 10 % биоэтанола) на заправках получена из сахаро- или крахмалосодержащих растений, например сахарной свеклы, злаков или кукурузы. Основное вещество в древесине – биополимер под названием «целлюлоза» – очень похоже на крахмал. И крахмал, и целлюлоза состоят из длинных цепочек молекул сахара – глюкозы. Эти молекулы соединяются разными способами, поэтому молекула крахмала выглядит как спираль, а целлюлозы – как гофрированный лист. Как следствие, чтобы расщепить целлюлозу, нужны совсем другие ферменты, например из разлагающих дерево грибов или бактерий, живущих в желудке коров и термитов. Если расщепить целлюлозу на простые молекулы сахара, затем можно добавить самые обычные дрожжи, и они будут производить алкоголь. Это возможно, но на данный момент слишком дорого, потому что древесина состоит не только из целлюлозы, а еще и из множества других биополимеров, которые в природе нужны, чтобы дать отпор микроорганизмам. По этой причине раньше, чтобы изготовить древесный спирт, нужно было приложить много усилий. Дерево варили с разбавленной серной кислотой, разрушая защитные структуры. Получалась сахаросодержащая жидкость, ее нейтрализовали, ферментировали дрожжами и перегоняли. Древесный спирт, который по-английски красиво называется Sawdust Brandy[72], в Европейском союзе запрещен, так как здесь спиртные напитки можно производить только из сельскохозяйственных продуктов[73].

Тысячелетний строительный материал

Если оставить экзотику, связанную со шнапсами и спиртом, то дерево по-прежнему один из важнейших строительных материалов. Впрочем, этот материал изменился в полном соответствии с тайской пословицей: «То же, да не то». В неолите человек с большим трудом тесал стволы примитивными топорами, чтобы построить из них первые жилища. За прошедшее время благодаря тяге человека к инновациям и стремлению бесконечно все совершенствовать возникло огромное разнообразие заводских строительных материалов на основе дерева.

Пожалуй, стоит пройтись с открытыми глазами не только по лесу, но и по собственному дому, селу или городу. Многие удивятся, узнав, сколько дерева прячется в человеческом жилище. Историческое значение строевого лесоматериала заметно не только в старых домах технологии фахверк. Под черепичной крышей чаще всего тоже скрыты деревянные стропила. Разбуди ночью любого плотника, и он объяснит разницу между конструкционной массивной древесиной и клееным брусом. Массивная древесина выпилена из ствола цельным куском, а клееный брус состоит из склеенных досок, поэтому так и называется. Он лучше выдерживает статическую нагрузку и менее склонен к трещинам, чем цельный. Клееный брус используют, например, для стропил, несущих стен и перекрытий. Вершина современного деревянного зодчества – Башня Тысячелетия на территории Эльбауэнпарка в Магдебурге. В башне шесть этажей, куда можно подняться по лестнице внутри строения или спиральной эстакаде снаружи. Косой конус возвышается над землей на 60 метров. Это самое высокое деревянное строение в мире. Башня Тысячелетия построена из радиально расходящихся деревянных клееных ферм длиной по 80 метров. Всего на ее строительство потратили 1650 тонн дерева.

В качестве строительного леса в основном используют хвойные породы: ель, пихту, лиственницу, сосну и псевдотсугу (в зависимости от региона), потому что они быстро и равномерно растут, а их удельный вес меньше, чем у большинства лиственных деревьев. Это значит, что они легче и их проще обрабатывать.

Во многих домах спрятаны менее впечатляющие внешне, но не менее функциональные деревянные элементы. За стенами и перекрытиями находятся так называемые ориентированно-стружечные плиты (ОСП, или OSB – от англ. Oriented Strand Boards) – плиты из длинной тонкой стружки, которую перед прессованием располагают в продольной и поперечной ориентации. Благодаря этому ОСП прочнее на изгиб, чем обычная стружечная плита, где стружка склеена и спрессована в произвольном положении. При производстве фанеры вместо стружки склеивают тонкие листы древесины (шпон), которые получают, механически срезая слои с древесного ствола, подобно тому, как вы чистите яблоко. Листы шпона склеивают и прессуют под углом 90°. Получается древесная плита хоть и тонкая, но способная выдерживать большую нагрузку. Фанеру использовали еще в Древнем Египте.

Древесностружечные плиты и фанеру в первую очередь применяют в производстве мебели. Если полка, тумбочка под телевизор, кухонный шкаф или ящик для белья не претендуют на гордое звание изделия из массивной древесины, они почти всегда будут сделаны из этих материалов. Они же скрываются под недорогими рабочими поверхностями под мрамор.