Цифры не лгут. 71 факт, важный для понимания всего на свете

В рациональном мире, в котором ценятся удобство, время, низкая энергоемкость и низкие углеродные выбросы, высокоскоростной электропоезд всегда будет наилучшим выбором для путешествий на подобные расстояния. Европа с ее развитой железнодорожной системой уже приняла такое решение. В США и Канаде плотность населения недостаточна для создания густой сети магистралей, но у них есть много городов, подходящих для скоростных поездов. Однако еще ни одна пара из них не соединена высокоскоростными железнодорожными магистралями. Экспресс Acela, принадлежащий компании Amtrak и курсирующий между Бостоном и Вашингтоном, даже отдаленно не относится к этой категории: его средняя скорость не превышает 110 км/ч.

Таким образом, США (а также Канада и Австралия) сильно отстают в развитии скоростного железнодорожного транспорта. Но были времена, когда Америка могла похвастаться лучшими поездами в мире. В 1934 г., через 11 лет после того, как компания General Electric выпустила свой первый дизельный локомотив, «Железнодорожная компания Чикаго, Берлингтона и Куинси» (Chicago, Burlington and Quincy Railroad) ввела в эксплуатацию изящный, изготовленный из нержавеющей стали поезд Pioneer Zephyr с дизель-электрической восьмицилиндровой двухтактной силовой установкой мощностью 600 л. с. (447 кВт). Такая мощность позволяла составу на маршруте протяженностью более 1600 км от Денвера до Чикаго разгоняться до скорости 124 км/ч – больше, чем у современного Acela. Но в настоящее время нет ни малейших надежд на то, что США когда-нибудь догонят Китай: эта страна с 29 000 км высокоскоростных магистралей обладает самой обширной сетью скоростных поездов, соединяющих все крупные города в густонаселенных восточных регионах.

Еда Запасаемся энергией

Мир без синтетического аммиака

К концу XIX в. развитие таких областей науки, как химия и физиология растений, показало, что азот – это важнейший питательный макроэлемент, или макронутриент, необходимый в относительно больших количествах для выращивания сельскохозяйственных культур. Растениям требуются также фосфор и калий (еще два макронутриента) и разнообразные микронутриенты (от железа до цинка; они нужны в небольших количествах). В высокоурожайной голландской пшенице (9 т/га) будет содержаться около 10 % белка, или 140 кг азота, но всего по 35 кг фосфора и калия.

В традиционном сельском хозяйстве необходимый азот добывали двумя способами: повторно использовали всю доступную органику (это солома, стебли, листья, отходы жизнедеятельности человека и животных) и чередовали зерновые или масличные культуры с бобовыми (кормовыми, такими как люцерна, клевер и вика, а также продовольственными – соя, бобы, горох и чечевица). Бобовые сами себя обеспечивают азотом благодаря тому, что бактерии, живущие на их корнях, могут «связывать» азот (превращать инертные молекулы газа в воздухе в аммиак, доступный для растущих растений), причем часть азота остается в почве для зерновой или масличной культуры, которая будет расти на этом поле в следующем сезоне.

Первый вариант довольно трудоемкий – особенно сбор отходов жизнедеятельности человека и животных, их ферментация и внесение в почву, – однако навоз и нечистоты содержат больше азота (обычно 1–2 %), чем солома или стебли растений (менее 0,5 %). Второй вариант требует севооборота и препятствует непрерывному выращиванию главных зерновых культур, будь то рис или пшеница. Вместе с ростом населения (и урбанизацией) возрастал спрос на эти зерновые, и стало ясно, что фермеры не смогут удовлетворить растущую потребность в продовольствии без новых, синтетических источников «связанного» азота, то есть такого азота, который сельскохозяйственные культуры могли бы усваивать через корни.

Поиски увенчались успехом в 1909 г., когда Фриц Габер, профессор химии из Университета Карлсруэ, продемонстрировал способ получения аммиака (NH₃) при высоком давлении и высокой температуре в присутствии металлического катализатора. Первая мировая война и экономический кризис 1930-х гг. замедлили внедрение процесса Габера – Боша, но потребности растущего (с 2,5 млрд в 1950 г. до 7,75 млрд в 2020 г.) населения планеты в продовольствии привели к резкому увеличению производства аммиака, от менее 5 млн тонн (1950) до почти 150 млн тонн в последние годы. Без этого важного вклада было бы невозможно многократно увеличить урожайность главных зерновых культур (см. главу «Пшеница: умножаем урожай») и прокормить современное население Земли.