Семь элементов, которые изменили мир

В детстве я просил отца рассказать какую-нибудь историю. Не помню, чтобы он начинал ее словами: «Давным-давно жили-были…» Но именно так начинается история химических элементов. Если вы наведете на небо мощный радиотелескоп, то обнаружите потоки излучения малой мощности, приходящие к нам отовсюду. Излучение без помех распространяется в космосе с тех пор, как приблизительно 14 миллиардов лет назад образовались первые химические элементы. Оно представляет собой след или эхо Большого взрыва, породившего Вселенную.

Сначала Вселенная была газообразным сгустком чистой энергии. По мере того как она расширялась и остывала, частицы, основные строительные блоки материи – протоны, нейтроны и электроны – выделялись из первичной газообразной среды. Вселенная продолжала остывать, частицы сливались воедино, в результате образовывались гелий и дейтерий (тяжелый водород). Процесс слияния ядер позже привел к возникновению всех других элементов внутри звезд.

Иногда я просил отца рассказать о науке, но он отказывался, так как не любил эту тему. Чтобы удовлетворить мое любопытство, он дал мне сборник рождественских лекций физика сэра Уильяма Брэгга, прочитанных в Королевском институте в 1923 г. В лекциях под общим названием «О природе вещей» Брэгг рассказывал, как атомы различных элементов могли объединяться, усложняя мир [1]. На каком-то этапе возникла жизнь с ее изумительной способностью придавать форму хаосу. Я был поражен тем, что на элементарном уровне наша жизнь и даже мысль – всего-навсего результат взаимодействий атомов. В начале ХХ в. Уильям Брэгг и его сын Лоуренс первыми взялись за исследования в области рентгенокристаллографии. Они использовали рентгеновские лучи для изучения микрочастиц материи [2]. С помощью «новых глаз» отец и сын Брэгги изменили наше понимание химических элементов – точно так же, как ранее теория атомов Джона Дальтона и периодическая система Менделеева в XIX в. [3].

Отрочество я провел на юге Ирана, где служил мой отец, и там непосредственно познакомился с нефтью и с внушающей благоговейный трепет нефтедобывающей промышленностью. Я с волнением наблюдал за работой мощной техники, бурившей нефтяные скважины. Из лекций Брэгга я уже знал, что нефть состоит из водорода и углерода. «В соответствующих условиях и при наличии кислорода, – писал Брэгг, – атомы быстро образуют новые комбинации, выделяя при этом большое количество тепла» [4]. Я был очарован процессом трансформации: ведь благодаря нефтедобыче выделялась энергия, позволявшая преобразовывать общество. Углерод в форме различных соединений дает людям свет, тепло, способность передвигаться по земле и, значит, свободу жить по-новому.

Нигде это не проявилось с такой очевидностью, как в Китае. Во время моей первой поездки в Китай в 1979 г., всего через три года после смерти Мао, страна была бедной, блеклой и унылой. На улицах редко встречались автомобили, кругом – одноцветное море невеселых мужчин и женщин в серо-зеленых костюмах, передвигавшихся пешком или на велосипедах. Сегодня Китай – центр современного мира: небоскребы, автомобили, спешащие по делам люди. Произошла трансформация, и сотни миллионов китайцев обрели материальный достаток. А ведь источником энергии для трансформации оказался углерод, крупнейшим потребителем которого является теперь Китай [5].

В Азербайджане, на другом краю Азии, я наблюдал, как углеводородное сырье способно приносить огромные выгоды стране. Наиболее очевидны выгоды для правящей элиты, в адрес которой нередко звучат обвинения в коррупции и злоупотреблении властью, но реальные экономические преимущества получают и простые граждане. Нефтепровод длиной тысячу миль, идущий от расположенного на берегу Каспийского моря Баку, столицы Азербайджана, до турецкого порта Джейхан на берегу Средиземного моря, был построен в 2005 г. Он проходит по территории трех стран, где проживает более сотни этнических групп. Свыше 30 000 соглашений были подписаны, чтобы гарантировать защиту прав местного населения. В итоге нефтепровод принес народу Азербайджана много пользы, обеспечив трехкратное увеличение дохода на душу населения в этой стране за последние десять лет [6].

Китай и Азербайджан – всего два примера того, как углеводороды, главный источник топлива со времени промышленной революции, способны изменить жизнь к лучшему. Но и в этих, и в других странах я видел, что углерод становится источником загрязнения природы и страданий людей.

В 1989 г., направляясь в Анкоридж (Аляска), я увидел в иллюминатор самолета танкер «Эксон Вальдес», незадолго перед этим севший на рифы. Из отверстия в его борту вытекала нефть, покрывая воду и белый лед черной пленкой, – потрясающее зрелище пагубного воздействия углеводородов на живую природу, памятное и по сей день.