Тайга: исчезновение естественного рая?

Бесконечное море деревьев… Трескучий мороз… Безлюдная лесная даль… Такой воображается тайга тому, кто ни разу там не бывал. Однако она гораздо интереснее наших представлений о ней.

Сами размеры тайги вводят нас в заблуждение. Бореальные (boreal переводится с латыни как «северный») хвойные леса охватывают территорию от горных районов Аляски до атлантического побережья Северной Америки, от Скандинавии до Тихого океана. Общая площадь, занимаемая тайгой, составляет 14 миллионов квадратных километров. Она кажется неприступной крепостью, на тверди которой человек как будто способен оставить только щербины. Громадная полоса хвойных лесов простирается от 50 до 70° северной широты. Около 13 % всей суши покрыто тайгой. Но нам, когда мы слышим это слово, непременно припоминается Сибирь. Площадь, занимаемая здесь тайгой, составляет около 5,5 миллиона квадратных километров.

В Южном полушарии нет ничего похожего на тайгу. Ведь там, в высоких широтах, нет громадных материков, где мог бы установиться континентальный климат, который необходим для нее.

Часто тайгу называют «зеленым морем», но тот, кто ожидал увидеть нечто подобное, при первой встрече с ней будет обманут в ожиданиях. Тайга многолика. Непрестанную круговерть деревьев нередко рассекают просторные поляны, заросшие травой, или болота (ими покрыта пятая часть территории, занятой тайгой). По весне, когда тают снега, она и впрямь превращается в море. Здешняя почва скована мерзлотой, а потому талая вода не может просочиться вглубь и растекается по лесу. В летние месяцы зеленое марево иногда вспыхивает огнем – начинаются лесные пожары. Когда же приходит зима, то на 6—7 месяцев тайга, занесенная без конца и без края снегами, словно погружается в сон.

Общая площадь, занимаемая тайгой на планете, составляет 14млн квадратных км

Это лишь на первый взгляд тайга кажется единой экосистемой. На самом деле она, словно огромная мозаика, сложена из многочисленных элементов, которые заметно разнятся по своему климату, по своей экологии.

Так, в евразийской тайге, если перемещаться с запада на восток, среднегодовая температура неизменно понижается, зима становится все длиннее, лето – короче. Всё объясняется просто: влияние теплого атлантического воздуха все менее ощутимо по мере того, как мы переносимся в глубь материка. Воцаряется суровый континентальный климат. Очень заметно отличается и количество осадков, выпадающих в разных районах тайги. Поэтому ученые все чаще задаются вопросом: можно ли вообще рассматривать тайгу как единую экосистему?

В отличие от дождевых тропических лесов, поражающих своим буйством растительности, тайга кажется скучной. Подчас на обширных территориях можно встретить лишь деревья одного-двух видов. Сосны, ели, пихты, а в Сибири еще и кедровые сосны – вот они определяют облик тайги. Лишь там, где климат несколько мягче, можно встретить отдельные виды лиственных деревьев, в первую очередь березы и осины. Они более или менее успешно пытаются противостоять натиску хвойных деревьев.

Почва в тайге устлана плотным ковром из иголок и веток, достигающим порой полуметровой высоты. На разложение хвои в здешнем климате уходит приблизительно 350 лет. Почва гораздо медленнее освобождается от груза прошлого, чем в лиственных лесах. Там этот процесс протекает примерно в 20—100 раз быстрее.

Суровый таежный край, «северная пустыня». На первый взгляд, тайга – это унылый, безжизненный лес, опустелая даль, множащая километры сотнями и тысячами. На самом деле животный мир тайги очень разнообразен, пусть она и уступает в этом отношении тропическим лесам. Здесь, в этой чащобе, среди непроходимого бурелома, поселилось множество зверей и птиц. Тайга для них – последнее прибежище в их вековом противостоянии с человеком. Здесь крадется тигр, бродят не потревоженные никем олени и лоси. Одних только птиц здесь обитает более 300 видов. Как же растения и животные выживают здесь? Как противостоят трескучим морозам? Как защищаются от врагов? Стратегии, применяемые ими, очень разнообразны.

Многие животные на время зимних холодов впадают в спячку. Другие, как, например, лось или северный олень, в процессе эволюции обзавелись «толстой шубой», позволяющей им даже в очень сильный мороз подолгу бродить по тайге в поисках пищи. Третьи меняют на зиму цвет своей шерсти, чтобы раствориться среди белоснежных просторов.

Вечнозеленые хвойные деревья также приспособились к жестокой зимней стуже. Например, хвоя осенью отвердевает. Это помогает ей выдерживать морозы до −40 °C. Если бы не эта хитрость, хвоинки отмирали бы уже при 7° ниже нуля. Кроме того, плотный слой воска защищает эпидермис от высыхания в зимние месяцы.

Любопытную стратегию выбрала черная ель (Picea mariana).Ее скорость роста меняется в зависимости от внешних условий. Так, в северных районах тайги, где особенно холодно, в основном встречаются карликовые формы этого дерева, едва превышающие метр в высоту. В более теплых, южных районах это деревце превращается в подлинного гиганта, достигающего 20—50 метров в высоту.

Столь же изобретательна эта ель в вопросах продолжения рода. В нормальных условиях она размножается семенами. Однако если почва бедна питательными веществами или скована мерзлотой, то она размножается отростками. На ее нижних ветвях вырастают настоящие корни. Мало-помалу они превращаются в дочерние деревца, которые тянутся ввысь, словно свечи в канделябре. Странный вид имеет это семейство, выросшее из единого ствола. Лишь когда родительское дерево высохнет и отомрет, его молодая поросль даст настоящие корни, которые уйдут в землю. Вот так на месте упавшего дерева со временем вознесутся несколько новых стволов.

Неудивительно, что черная ель завоевала обширные территории США и Канады, расселившись в самых суровых северных областях. Так она превратилась в одно из наиболее распространенных деревьев бореальных хвойных лесов.

…Тайга велика, и все же ее будущее находится под угрозой. Виной тому не только глобальное потепление, но и массовая вырубка лесов, законная и незаконная.

В принципе, около 2 миллионов квадратных километров тайги во всем мире взято под охрану. Но это только на бумаге. Например, у нас в стране с ее огромными расстояниями даже охраняемые территории часто остаются без призора, а потому незаконные вырубки леса продолжаются. Древесина по самым низким ценам вывозится в Китай или Японию. При этом каждое пятое срубленное дерево не попадает даже на продажу. Большое количество леса попросту не успевают вывезти или теряют во время сплава (из-за этого на сибирских реках все чаще возникают заторы). Как утверждают активисты экологической организации «Гринпис», если нынешние темпы вырубки таежных лесов в России сохранятся, то уже через 30—40 лет они здесь исчезнут!

Между тем, как подсчитали ученые, каждый год таежные леса нашей планеты поглощают около 2,6 миллиарда тонн углекислого газа. До тех пор пока тайга не будет уничтожена человеком, она, наряду с дождевыми тропическими лесами, останется важнейшим орудием, помогающим Земле регулировать климат и смягчать парниковый эффект. Гигантские лесные массивы – это тормозная система, встроенная в маховик глобального потепления. Мы же, не думая о последствиях, стремимся вырвать этот тормоз только потому, что нам, маньякам своих капризов, очень понравилась эта деревянная штучка. Мы хотим присвоить ее – и пустить всю «климатическую машину» под откос.

 

Зловещие тайны болот

Когда-то болота были обыденной приметой пейзажа, скрывались едва ли не за каждым леском. Теперь они находятся на периферии нашего внимания. Сегодня во многих странах обширные области, занятые прежде болотами, осушены. В Норвегии 15 % обрабатываемой земли – бывшие торфяные болота. В Швеции торфяники превратились в сенокосные и ягодные угодья, на них располагаются пруды и озера.

Мир болот постепенно исчез из нашей повседневной жизни. Чем же удивителен этот мир, что он по-прежнему вспоминается нам? Какую роль играли болота в круговороте природных стихий? Как приспособились животные, населившие экосистему болот, к особым условиям, сложившимся здесь? Болота ведь, хоть и кажутся нам мрачными и унылыми, на самом деле стали спасительным прибежищем для многих редких видов растений и животных, которым грозит вымирание. А какое влияние болота оказывают на климат нашей планеты? Нужно ли и дальше их осушать? Или эту необычную экосистему следует взять под охрану?

Как мы теперь знаем, болота накапливают большое количество углерода, а потому благотворно влияют на климат. Гораздо больше вреда окружающей среде они наносят, когда их осушают. Тогда весь углерод, который накапливался в них тысячелетиями, всего за несколько лет выделяется в атмосферу.

«Кажется, что болото – это свалка природы, полигон необычных явлений. Представляя собой опасность, болото хоронит опасность еще большую – глобальные запасы углерода, скопившиеся со времен последней ледниковой эпохи. Если он уйдет в атмосферу, человечество превратится в единый “Норд-ост”. Болото – это кладбище, город мертвых, который сторожит планету живых», – отмечал на страницах журнала «Знание – сила» эколог Анатолий Цирульников.

Влияние, оказываемое болотами на климат нашей планеты, во многом недооценивается

Между тем за последние 100 лет общая площадь болот на Земле уменьшилась почти в два раза и продолжает сокращаться в результате их осушения. Растут же болота очень медленно. Если взять из болота пробу отложений с метровой глубины, можно перенестись примерно на тысячу лет в прошлое – во времена Киевской Руси, к вятичам и кривичам.

Не случайно ученые называют болота уникальным архивом, хранящим, например, ценные сведения о том, как менялся климат Европы на протяжении последних 10 тысяч лет – с тех пор, как ледники, покрывавшие ее, отступили. Узнать это можно, анализируя остатки растений и их пыльцы, найденные в глубине болот. Ученым важно знать, каким был климат Европы до того, как человек своей хозяйственной деятельностью начал на него влиять. А может быть, мы и вовсе заблуждаемся, думая, что климат меняется по нашей вине? Может, нынешние изменения климата вписываются в картину тех естественных изменений, которые переживала Европа на протяжении последних тысячелетий?

Болота – это еще и исторический архив. Органические материалы – древесина, кожа, ткани, шерсть – могут долгое время сохраняться в болотах. Подобные находки – важный источник знаний о том, как жили люди в далеком прошлом.

Рабочие, занятые разработкой торфяных месторождений, время от времени обнаруживают здесь трупы. Сложилась даже особая научная дисциплина – «археология болот». Она занимается изучением останков людей, а также их орудий труда, их одежды и утвари, пролежавших там, в топкой глубине, многие столетия. Какие же тайны прошлого может хранить темный, непроницаемый мир болот?

В болотах одной лишь Европы обнаружены останки более 700 захороненных здесь людей, в основном их находили в полосе, протянувшейся от Нидерландов до Дании (речь идет о хорошо документированных находках). В отдельных случаях до нас дошли только скелеты погибших; вообще же многие тела сохранилось неплохо. Их кожа, волосы, мягкие ткани лишь изменили свой цвет, настоявшись на болотной воде, но по-прежнему отчетливо передают облик человека, жившего много веков назад. Порой мы без труда различаем даже черты его лица.

В большинстве случаев в болотах находят тела мужчин. Как правило, они сброшены в трясину уже после того, как были убиты. Иногда речь и впрямь идет о захоронении покойника, но чаще всего смерть предварялась убийством или казнью. У несчастного связаны руки, шея обмотана веревкой или же виднеются следы резаных или колотых ран. Это мог быть преступник, навеки наказанный на виду у соплеменников, или убитый лиходеем бедняк, или жертва теологических конструкций, отправленная навстречу богам по той топкой дороге, по которой ни один живой человек не может пройти.

В самом деле, в верованиях племен, населявших некогда лесное захолустье Европы, болота – именно недоступная человеку топь – представлялись местом обитания духов и божеств, этой естественной святыней, куда ни один тать или святотатец, даже если бы замыслил со всей хитростью, не мог бы пробраться. Сама природа, эта верная божествам стихия, охраняла туда путь, легко убивая нечестивцев. По предположениям антропологов, уже начиная с эпохи неолита первобытные люди почитают болота, приходят к ним, как к порталу запретного в своей глубине храма или же вратам преисподней, куда могут принести при случае дар – какую-то ценность или тело торжественно убитого человека. Обнаруженные жертвенные дары дают возможность судить о мифологических представлениях людей, живших здесь в глубокой древности, реконструировать их религию.

Самая известная мумия, найденная в болоте, – это «человек из Толлунда», обнаруженный еще в 1950 году в болоте под Силькеборгом (Дания) и теперь выставленный в местном музее. Предполагается, что он был принесен в жертву Тору.

Большинство «болотных людей» обрели свой последний зыбкий покой в железном веке – более 2000 лет назад. Ученые не располагают письменными источниками, повествующими о жизни людей Северной и Центральной Европы в ту эпоху – тем любопытнее заглянуть в подлинное окошко в тот мир, которое приоткрывается, стоит только отвести эту темную завесу воды. Лишь изучая эти древние мумии, мы можем понять, как жили люди той эпохи, какую одежду и обувь они выбирали, чем обычно питались, как причесывались, какое у них имелось оружие, а что они считали предметами роскоши, от каких болезней страдали и жили ли они в достатке или подолгу голодали.

Для исследователей, изучающих бытовую жизнь людей, населявших доисторическую Европу, очень любопытна одежда и обувь, которую приберегли для них погребенные здесь мертвецы. Ведь ни описаний, ни изображений этих повседневных предметов не сохранилось. Лишь топь болот достоверно передает дух эпохи, канувшей безвозвратно. Самое мимолетное из всех искусств – мода – вновь оживает, когда со дна болота поднимают еще одну такую зловещую, но заманчивую для ученых находку.

Осмотр одежды позволяет также исследовать историю развития ремесел, а содержимое желудка дает возможность изучить рацион этих людей, а еще понять, чем они, вероятнее всего, занимались – сельским хозяйством, собирательством, охотой. Еще очевиднее об этом говорят различные орудия труда и бытовые предметы, затерянные когда-то в цепкой пучине болот. Иногда в этих топях открывают и следы проложенных здесь дорог. По ним можно судить о том, как были связаны в далеком прошлом отдельные местности, населенные людьми.

Поистине болота хранят многие тайны природы и знают ответ на многие загадки истории, какими бы зловещими они нам ни казались.

 

Степь: ускользающая натура

Дикая степь… А еще унылая, скучная, навевающая тоску. Пустынный простор, втайне враждебный человеку.

Большинство из нас подсознательно боится одиночества, незащищенности, пустоты. А степь, где нет ни преград, ни границ, не дает человеку чувства надежной опоры. Здесь негде укрыться, не на что положиться. Степь ускользает из-под ног и убегает вдаль. С незапамятных времен она была прибежищем кочевых грабителей, вольных и дерзких воинов. Человек цивилизованный стремился не переступать границу степи, где легко было стать жертвой, пленником.

Но что же такое степь сегодня? Большинство географов объединяет под этим названием обширные безлесные равнины Евразии, а также североамериканские прерии и южноамериканскую пампу. Евразийская степь протянулась от побережья Черного до Японского моря, от устья Дуная до реки Амур. Обширные ее районы уже распаханы. Последние крупные участки, еще не тронутые человеком, сохранились только в Монголии и Казахстане.

Степь, прерия, пампа… За различными названиями скрываются лишь региональные различия. Всё это – величественные равнинные просторы, где редко встретишь деревце, а дожди выпадают нечасто. Всё это – область «самого-самого-самого». Бескрайний простор. Бесконечная даль. И конечно, удивительные перепады температуры, характерные для континентального климата: жаркое лето сменяется очень холодной зимой, жаркий день – холодной ночью. Суточный перепад может достигать 30°, а сезонный – даже 80°. Годовое количество осадков не превышает 400 миллиметров.

Зимние снегопады в степи важнее летних дождей. Ведь потоки талой воды преображают ее. Степь быстро покрывается растительностью, в последующие 4—5 месяцев являя собой поначалу зеленый, а вскоре уж и желтый, плотный ковер трав, словно вытканный бессчетной ордой кочевников. К несменяемым пейзажам степи так точно подходят нескончаемые заунывные песни. В далеком прошлом величавый степной покой могла лишь изредка нарушить орда, проносившаяся здесь, как пожар – по величественному простору леса.

Степь скучна? Так отозваться о ней мог лишь человек, впервые приехавший сюда и теперь обмирающий от растерянности, обводя равнину взглядом, как уставший пловец – гладь моря, и не умея ни за что зацепиться, потому что в степи не попадется ни островка леса, ни огородной отмели, ни домика, словно лодка, ныряющего среди травы. На самом деле степь, воспетая Гоголем и Чеховым, вовсе не скучна. Наоборот, она поразительно красива. Она полна жизни. Здесь произрастает более 1500 видов растений.

Степь очень плодородна. Недаром люди мечтали распахать эти бросовые, целинные просторы – и едва не погубили степь. Сегодня она – спасительный уголок для немногих уцелевших сайгаков и лошадей Пржевальского, когда-то населявших обширные области Евразии, а в наши дни оттесненных в глухие области евразийской степи. Ее просторы выручают и миллионы перелетных птиц, которые делают здесь остановку после изнурительного странствия, ведь степь – не пустыня, здесь всегда можно найти воду. Живительная степь, так ее можно было бы назвать.

Бескрайние просторы Великой степи, простирающейся от Черного моря до пустыни Гоби, наполнены жизнью

В последние десятилетия человек ведет неуклонное наступление на евразийскую степь. Ее плодородная почва стала для него невыносимым соблазном. Чем это может грозить и самой степи, и ее исконным обитателям? Сохранится ли эта экосистема в своем первозданном виде? Или будет уничтожена нами?

Целинные – степные – земли начали распахивать в СССР в 1954 году. Эта политическая кампания нанесла тяжкий ущерб природе. Некоторые экологи сравнивают ее с нынешней вырубкой тропических лесов в бассейне реки Амазонка. Пострадавшие от вмешательства человека обширные участки степи не восстановили своего плодородия до сих пор, шесть десятилетий спустя.

В ходе этой кампании было распахано 41,8 миллиона гектаров степных земель. Однако мечты разошлись с действительностью. В неурожайные годы на целине не удавалось даже собрать посевной фонд.

Причиной неудач стали климатические условия, на которые поначалу не обращали внимания, считая чем-то маловажным на фоне энтузиазма, подогреваемого в переселенцах. Пыльные бури, регулярно поднимавшиеся в степи, буквально сметали верхний, плодородный слой почвы. Засухи, неизменно окрашивавшие просторы степи в желтые тона, мешали зерну наливаться силой. Без дополнительного орошения степные поля приносили мало урожая, не окупая затраченных стараний. Пришлось заниматься еще и ирригацией, вносить в почву все больше удобрений.

Многочисленные оросительные каналы породили еще одну проблему. Почва стала пропитываться солью. Кроме того, вода, заливавшая поля, смывала все тот же многострадальный гумус – тонкий плодородный слой, ради которого и затевалась вся эта вспашка пустовавших от века земель. Степная почва деградировала.

Между тем стада крупного рогатого скота, содержавшиеся целинными совхозами, нещадно вытаптывали оставшиеся нераспаханными просторы степи. На глазах она превращалась в пустыню, поскольку неумелые методы хозяйствования значительно ускорили процессы эрозии.

После распада СССР многие целинные поля и вовсе пришли в запустение. У новых независимых государств в 1990-х годах часто не было средств, чтобы инвестировать их в ремонт оросительных систем, без которых земледелие в засушливой степи оказалось невозможным. Целинные земли снова стали зарастать, покрываться степным бурьяном.

Когда-то, до того, как человек начал обживаться в евразийской степи, по ней бродили бесчисленные стада тарпанов и куланов, сайгаков и джейранов. Однако на ее просторах они оказались беззащитны перед людьми. Дикие лошади (тарпаны) уже 100 лет как вымерли, дикие ослы (куланы) и степные антилопы (сайгаки) находятся теперь на грани вымирания.

Численность сайгаков резко сократилась уже к началу ХХ века. В Советском Союзе эти животные были взяты под охрану. С 1919 года охота на них была полностью запрещена. Это привело к тому, что в 1940-х годах начался взрывообразный рост их популяции. К середине 1950-х годов их поголовье оценивалось примерно в 2 миллиона особей.

Распад СССР стал подлинной катастрофой для сайгаков. Всего за каких-то 10 лет почти вся огромная популяция была перебита. Уже к 2002 году их оставалось около 20 тысяч, причем количество самцов составляло всего от 1 до 10 % от общего поголовья. Печальный рекорд! К этому времени сайгаков внесли в самую страшную категорию Красной книги – список видов, находящихся под угрозой исчезновения, спасение которых невозможно без осуществления специальных мер.

Сегодня сохранились небольшие популяции сайгаков в Казахстане, Узбекистане, России (в Калмыкии и Астраханской области), а также Монголии. Сайгаки превратились в эндемичный вид. Теперь их можно встретить лишь в отдельных уголках евразийской степи – и больше нигде. Виной всему стало массовое браконьерство, процветающее в независимых республиках Средней Азии.

В последние годы численность сайгаков возросла. В 2010 году их насчитывалось уже, по разным оценкам, от 50 до 100 тысяч особей. Впрочем, в том же 2010 году на границе Волгоградской области и Казахстана от эпидемии погибло 12 тысяч сайгаков.Ни природная осторожность, ни быстрый бег (в минуты опасности сайгак мчится со скоростью 60—80 километров в час) не могут защитить эту антилопу от человека. Что ее ждет в ближайшие годы? Что ожидает степь, эту ускользающую натуру?

 

Тайны соленых озер

У этих озер, как бы они ни назывались, озеро Моно, Мертвое море или озеро Ассаль, есть одна общая черта. Всё это – внутренние водоемы, но показатель солености их воды таков, что даже морская вода покажется пресной по сравнению с ней. Как правило, соленые озера располагаются в пустынях или засушливых областях.

Как же возникают подобные озера? В самом ли деле они мертвы? Или жизнь может приспособиться даже к таким враждебным для нее условиям?

Ученые давно исследуют соленые озера, открывая в их глубинах самые необычные феномены. Известно, что Мертвое море обладает удивительными целебными свойствами. Купание в его водах помогает излечить даже такие кожные заболевания, как нейродермит или чешуйчатый лишай (псориаз). Химический анализ показывает, что эта вода содержит громадное количество растворенных в ней минералов и солей. Ее соленость достигает 28 % – это почти в 10 раз выше, чем в Мировом океане. Как же образовался такой солевой раствор? Главную роль сыграли геологические условия и климат.

Воды Иордана постоянно приносят в Мертвое море пресную воду, но ни одна река не вытекает из него. Это озеро заполняет громадную впадину, лежащую на границе между Израилем и Иорданией. Климат здесь очень жаркий и засушливый, а потому большая часть свежей воды, попавшей в озеро, вскоре испаряется. Зато минеральные вещества и соли, присутствовавшие в ней, остаются. Ученые полагают, что содержание соли в Мертвом море со временем будет лишь нарастать. К тому же из-за хозяйственной деятельности человека Иордан очень заметно обмелел. Количество пресной воды, притекающей в Мертвое море, теперь заметно ниже количества испаряющейся здесь воды. Уровень Мертвого моря падает, а это лишь повышает его соленость.

И все же Мертвому морю пока далеко до рекорда. Содержание соли в озере Ассаль (оно расположено во впадине Афар, близ побережья Красного моря) составляет 35 %. Из-за чудовищной жары, царящей здесь (порой столбик термометра показывает свыше 50 °С), вода в озере испаряется особенно быстро. Пополняется же она за счет многочисленных подземных источников, которые изобилуют минеральными веществами.

Мертвое море обладает удивительными целебными свойствами

Но и это озеро нельзя назвать самым соленым в мире. Перенесемся в Антарктиду, в долину Райта. Даже в летние месяцы столбик термометра лишь изредка поднимается выше нулевой отметки. В 1961 году в этой сухой долине было открыто небольшое озеро площадью всего 0,03 квадратного километра, заполненное жидкой водой, несмотря на то что температура опустилась до —25 °С. Химический анализ показал, почему озеро Дон-Жуан не замерзает. Содержание соли в его воде составляет 44 %. Такая вода может замерзнуть лишь при —53 °C. Питается это озеро грунтовыми водами, соленость которых очень высока.

В 2010 году удивительное открытие было сделано в Калифорнии, в расположенном здесь соленом озере Моно, чья площадь превышает 180 квадратных километров. Его вода содержит такое большое количество мышьяка, что здесь не могут выжить даже рыбы. В этом озере ученые из НАСА и обнаружили бактерию (она получила условное название GFAJ-1), которая вполне могла бы прижиться на некоторых других планетах Солнечной системы.

Анализ, проведенный с помощью масс-спектрометра, показал, что во фракциях, которые содержат ДНК и РНК этой бактерии, присутствует мышьяк. Исследовательница Фелиса Вольф-Саймон интерпретировала открытие так: в организме бактерии мышьяк встраивается в нуклеиновые кислоты и заменяет здесь фосфор. Иными словами, этот микроб – первый известный нам организм, который построен иначе, чем все остальные живые существа. Может быть, подобные организмы с ДНК, состоящей совсем из других, непривычных для нас химических элементов, населяют далекие миры? Уж не имеет ли бактерия GFAJ-1 внеземное происхождение?

Само по себе озеро Моно словно перенесено на Землю с другой планеты. Его вода не только очень соленая (7,9 %), но и напоминает, скорее, щелочь. Ее водородный показатель равен 10. Только в таком озере, наверное, и могут встретиться организмы, которых нет больше нигде на Земле. Или это не так?

Тайна этой бактерии открылась самым неожиданным образом, когда почти два года спустя были опубликованы результаты повторного анализа. Из них явствовало, что в препарированных образцах ее ДНК действительно присутствует арсенат (соль ортомышьяковой кислоты), но мышьяк никак не встроен в ДНК. Подобные микроорганизмы хорошо переносят мышьяк, но он вовсе не составляет основу их биохимии.

Но, может быть, верно другое предположение? Именно соленые озера едва не погубили жизнь на нашей планете? Около 250 миллионов лет назад произошла одна из крупнейших катастроф в истории Земли. В то время все части суши составляли один громадный континент – Пангею. На его просторах установился резко континентальный климат. Здесь почти не было экологических ниш, где могли бы укрыться отдельные виды животных. В центральных районах материка простиралась гигантская пустыня. Обширные области современной Европы занимало мелководное соленое озеро – Цехштейнское море. Его площадь составляла примерно 600 тысяч квадратных километров, то есть была больше площади современной Франции. Возможно, именно подобные озера (настоящие моря!) и стали причиной массового вымирания животных?

Ученым известно, что среди микробов, населяющих современные соленые озера, есть специфические виды, которые вырабатывают такие ядовитые газы, как хлороформ или трихлорэтан. Эти же газы синтезировали и древнейшие архебактерии, выделяя их потом в воды озер, где они обитали, а поскольку вода в таких озерах быстро испарялась, то ядовитые газы, в конце концов, попадали в окружающую среду.

По расчетам ученых, одно лишь Цехштейнское море каждый год выбрасывало в атмосферу не менее 1,3 миллиона тонн соответственно трихлорэтена и тетрахлорэтена, 1,1 миллиона тонн хлороформа и 0,05 миллиона тонн трихлорэтана. Это во много раз больше того количества, которое поступает в атмосферу сегодня в результате нашей промышленной деятельности.

Все эти газы губительны для растений, которые и без того подвергались сильнейшему стрессу, поскольку росли в очень засушливом климате. Растительность гибла, почва становилась легкой добычей эрозии, и пустыня все расширялась. Около 250 миллионов лет назад площадь, которую занимали соленые озера и моря, была особенно велика. Эти водоемы выделяли громадные количества ядовитых газов – галогенсодержащих углеводородов. Подобные соединения не только уничтожали растительность, но и разрушали озоновый слой в атмосфере, а также были причиной гибели множества животных.

Одновременно началось одно из крупнейших вулканических извержений в истории Земли. Обширные области суши покрылись почти полуметровым слоем лавы. Для животного мира нашей планеты наступили страшные времена. Жертвами «Пермской катастрофы» стало около 90 % всех видов растений и животных. Споры о причинах, породивших ее, продолжаются.

Жизнь же постепенно возвратилась на нашу планету только после того, как большинство соленых озер и морей высохло. Между прочим, эти древние микробы и сегодня живут в таких озерах, например в Мертвом море. Начавшиеся климатические изменения способствуют образованию все новых соленых озер, а значит, в очень отдаленной перспективе та давняя катастрофа могла бы повториться, пусть и не в таких масштабах.

 

Чудеса пустыни

Почти треть всей суши покрыта пустынями и полупустынями. Их мир враждебен человеку, но бесконечно грандиозен. Пустыня – это окаменевшее море, свободная, но грозная стихия. Пока еще она мало понята нами. Нужно приглядеться к этой бескрайней дали, занесенной песком, чтобы обнаружить там… чудеса.

Среди земных ландшафтов пустынный – один из самых зыбких. Очертания пустынь на географических картах ширятся от столетия к столетию. Их безмолвная даль – это посмертное молчание степи. И потому ученые строят мрачноватые прогнозы.

Самая крупная из пустынь – Сахара – сравнится по площади с США. Каждый год она ведет себя все неспокойнее. Она стирает с географической карты всё новые оазисы, деревни и города. На смену человеческой культуре приходит желтое безмолвие.

Пустыня беспощадна. Там не найти надежду. Взгляд тонет в череде сыпучих волн. Жара, жажда, сушь, безысходность, бессилие, пустота, запустение – вот ключевые слова, вспоминаемые при одном приближении к пустыне. Однако в душах людей, побывавших здесь, рождаются и другие определения; они расплывчаты, неясны, как и сама пустыня: «уникальная», «непостижимая», «величественная». Молчание и покой, царящие всюду; краски и формы, разлитые вокруг, – всё это удивляет, побуждает задуматься.

«Земля же была безвидна и пуста» (Быт. 1: 2), – сказано в Библии. Сказано как о современной пустыне. Однако так было не всегда. Под слоем песка и коростой камня могут скрываться неизвестные миры, отнятые у людей стихией.

За свою историю та же Сахара не раз покрывалась травой, чтобы вновь превратиться в пустыню. Словно легендарный феникс, она умирала и затем воскресала. Так, 10 тысяч лет назад она представляла собой поистине цветущий рай. Однако несколько тысячелетий спустя произошла климатическая катастрофа, и райские сады канули в море песка. Немногие животные приспособились к этой перемене. Слонов в Сахаре не осталось. Зато ее просторы бороздят «корабли пустыни» – верблюды. Они научились запасаться водой, подолгу обходясь без питья.

Среди земных ландшафтов пустынный– один из самых зыбких

Иногда обитателям пустыни хватает смекалки, чтобы добывать влагу… прямо из воздуха. Так, в африканской пустыне Намиб за год выпадает всего 10 миллиметров осадков. Но именно здесь произрастает вельвичия удивительная – карликовое деревце, которое знаменито тем, что научилось «пить» пелену тумана, а он тут нередок. Он образуется, когда холодные воды Бенгельского течения, зародившегося в Антарктике, достигают берегов Африки. Клубы тумана разлетаются в глубь пустыни. Их и ловит вельвичия. На обеих сторонах ее листьев, достигающих в длину от 2 до 4 метров, имеется множество устьиц (до 22 тысяч на квадратный сантиметр). Во время тумана они раскрываются, и влага затекает в них.

В пустыне можно умереть не только от жажды, но и от ожогов. Песок под ногами прямо «горит». Выручают разные хитрости. Так, чакская филломедуза, обитающая в пустынях Южной Америки и принадлежащая к семейству квакш, смазывает себя выделениями, напоминающими воск, – и этим защищается от ожогов. Многие животные в дневные часы попросту зарываются в норы, сохраняя себе жизнь.

А жизнь существует даже в самых непригодных для нее пустынях. Так, в 2012 году испанские ученые обнаружили в пустыне Атакама, в 2—3 метрах от поверхности земли, популяцию архебактерий. Они никак не рассчитывали отыскать их колонию здесь, среди залежей каменной соли, куда не проникают ни кислород, ни свет. Однако особая форма обмена веществ позволяет микроорганизмам обходиться без кислорода. Они поселились на тончайших водяных пленках, которые покрывают кристаллики минералов. Подобные колонии микроорганизмов могли бы прижиться и на Марсе.

Даже песок в пустыне кажется живым. Временами здесь раздается странная музыка: ревут трубы, бьют барабаны, гудит орган. Иногда в этот оркестр вмешиваются посторонние звуки: кажется, будто грохочут пушки или вздрагивает гром. Что это? Обман чувств? Мираж слуха? Нет. Море песка, раскинувшееся вокруг, творит музыку, как искусный композитор.

Итальянский путешественник Марко Поло, пересекший всю Азию, среди чудес, встреченных им, упоминает «таинственные голоса злых духов и демонов», доносившиеся до него из пустыни. Исследователи из США и Италии попытались понять, почему над этим уединенным краем порой разносится симфония невидимого оркестра. Оказалось, когда в пустыне начинается буря и песчинки приходят в движение, они постоянно сталкиваются, цепляются, трутся. Их соударения отзываются неслышным эхом. Но счет ударов идет на миллионы, и они разрывают тишь, складываются в какофонию, в которой мы угадываем трубы, барабаны, а то и пушки.

В старину многие считали волшебством и появление миража – кознями злых демонов, завладевших безлюдной далью пустыни. По одной из гипотез, знаменитая библейская сцена – исход евреев из Египта по водам Красного моря – тоже объясняется не чем иным, как миражом. Когда толпы евреев двинулись вдаль, египтяне увидели, что у горизонта расстилается серебристая полоса воды. Вот уже первые ряды уходивших поравнялись с берегом, вошли в воду, двинулись дальше, но море не погубило их. Свершилось чудо Господне! Прошли «сыны Израилевы среди моря по суше» (Исх. 14: 16).

Наука объясняет феномен миража аномальным преломлением световых лучей. Близ поверхности земли воздух очень сильно прогревается. Это и порождает необычный эффект. Если вдали, например, видны пальмы, то нам кажется, что они растут на берегу озера, и в его водной глади отражаются эти деревья. Так, жарким летним днем, мчась в автомобиле по раскаленному шоссе, видишь, что там, у горизонта, автострада залита водой.

Но иногда в пустыню и впрямь приходит вода, преображая ее. В той же Атакаме после внезапного дождя обнаруживали даже растения, которые считались вымершими, например альстремерию, «лилию инков». В американской Долине смерти после ливня, которого ждут годами, вся пустыня за одну ночь покрывается травами и цветами. Здесь можно встретить более тысячи видов растений, в том числе лилии, орхидеи или калифорнийский мак с его оранжевыми бутонами. В эту краткую пору цветения обнаруживается, как же богат мир животных, населяющих пустыню, чуждую, казалось бы, всему живому.

На самом деле пустыня убивает чужаков. Она – огромная западня, расстеленная для пришлых. Свои же привыкают к ее гневу и милости, как подданные грозного царя. Они научились выживать, потому что даже нрав стихии предсказуем, а опасность ожидаема.

Тысячелетиями кочевники населяют пустыню, и им ее гиблая даль в радость. Они находят здесь кров и пищу. В мелькании барханов они ориентируются так же легко, как мы в символах географической карты. Цвет и форма песчаных холмов – их дорожные знаки, повинуясь которым они уверенно гонят караван от одного оазиса к другому. Кажется, что здесь они не заблудились бы даже на ощупь.

В горниле пустынь были выкованы удивительные племенные культуры. Люди приспособились к хитрому норову песков. Едва они научились различать этих «ползучих демонов» по одной лишь расцветке или прикосновению, как те потеряли власть над людьми, стали неопасны.

Однако в наши дни эти культуры гибнут. В течение последних полутора веков жизнь диких народов Азии и Африки решительно переменилась. Колонизация и цивилизация стали Сциллой и Харибдой, притаившимися у рубежа Нового времени. Минуя их, народы теряли «пережитки прошлого» – традиции, которые копились тысячелетиями.

 

Загадочная власть гор

С глубокой древности люди селили своих божеств на горных вершинах. Можно вспомнить античный Олимп или гору Синай, где Моисей получил свои «скрижали откровения». Вспомнить японскую гору Фудзи, которую в национальной религии – синтоизме – почитают как святыню, или гору Арарат, приютившую Ноя после потопа.

Неизменно Бог нисходит туда, где небо встречается с землей. Горы – это престол, воздвигнутый Им для себя. Своим размахом и архитектурой горные вершины напоминают знаменитые соборы Средних веков. Только они мощнее и выразительнее, чем все, что способен построить человек. Они соединяют нас с небом, а церковные здания лишь символически намечают эту связь. Если рукотворный шпиль обещает встречу с Богом, то природная круча стремится к Нему.

Вблизи гор все пространство наполнено особой энергией. Сотни тысяч людей до сих пор в дни празднеств бредут в горы ради молитвы своим богам и святым, как делали это на протяжении многих веков. Горы платили и платят им дань благодатью.

Вблизи гор все пространство наполнено особой энергией

Почему же горные пейзажи буквально сводят с ума человека, впервые увидевшего их? И почему люди все так же идут в горы, зная, что здесь, может быть, ждет смерть? Их увлечение кажется бессмысленным и страшным. В горах страсть и смерть сливаются почти воедино, словно разные склоны одной и той же вершины, словно узкая тропа и пропасть по краю ее.

С каким удивительным чувством британский романтик и альпинист Джордж Мэллори смотрел в июне 1922 года на заснеженный склон Эвереста (Джомолунгмы). Припав к биноклю, он видел невыразимое чудо – самую красивую в мире гору: «Слева, прямо в небе, парила черная, зубчатая линия. Постепенно, лишь постепенно мы замечали среди случайно разлетевшихся облаков горные склоны, и ледники, и хребты. Поначалу один фрагмент, потом другой, пока, наконец, где-то высоко, – так высоко, что даже фантазия не отваживалась забраться туда, – завиднелась белая вершина Эвереста».

Им овладела страсть, подобная карточной. Он вновь отправился в Гималаи. Он трижды пытался покорить манившую его гору, но лишь о неудачах писал домой – туда, где его напрасно ждали жена и трое детей. Наконец, в 1924 году он почти дошел до вершины, но встретил не победу, а смерть. Лишь в 1999 году альпинисты наткнулись на тело Мэллори, лежавшее под снегом на высоте 8150 метров. До заветной цели оставалось всего около 700 метров, которые он, очевидно, так и не прошел (хотя есть предположение, что он погиб, уже спускаясь с вершины).

В древности такую устремленность посчитали бы, пожалуй, безумием. Пускаться по нехоженым тропам в горы ради того, чтобы встретить опасность и испытать судьбу? Испытаний и бед хватало везде. Смерть в ту пору не ютилась на узких горных дорожках; она смотрела из соседнего перелеска, на конях кочевника перелетала по степи, все убивая и выжигая на своем пути. Смерти было много для сильных и молодых, а стариков и так оставалось наперечет. Зачем было спешить в горы?

Их зов слышат поныне лишь люди цивилизованных стран, где берега рек давно одеты в гранит, поля и степи вымощены асфальтом городов и шоссе, а смерть почти умерщвлена горстями таблеток, остриями скальпелей и флакончиками микстур. Она забыта и потеряна; ей не до нас, и мигом что-то исчезло в жизни; без страха смерти все стало пресным и скучным – дерзкие и самонадеянные люди сами принимаются искать ее. Они спешат в горы. Все, что изгнано из наших городов – тяготы и лишения, ярость и страдания, – притаилось там.

В горах наше тело ощущает опасность каждой клеточкой. Всем своим существом мы противимся бедам – холоду и голоду, усталости и боли. В городе тело дремлет, окруженное комфортом; об опасностях и бедах думает лишь рассудок, да болит душа. В горах мы реагируем, побеждаем природу, радуемся. В городе мы нервничаем и, даже победив врагов, страдаем. В горах мы уверены; в городе разбиты. Горы – страна, которую мы пришли покорить. Город – сеть, в которой обречены увязнуть.

Горы полны правоты и правды. Город полон интриг и инсинуаций. Даже мертвая и косная природа в городе спешит обмануть. Нити проводов норовят ударить током. Радиация, не выдавая себя ни звуком, ни запахом, исподволь убивает. Притупленные мельканием и шумом чувства уже не реагируют на мчащийся навстречу автомобиль. Сражаться с этими бедами бесполезно, ибо организм не готов дать им отпор. Тело поникло в безволии, оцепенело, ослабло.

В горах кровь кипит в жилах. Горы открыто бросают нам вызов; мы готовы к нему. Здесь ничего не дается без борьбы и жертвы. Здесь надо уметь защищаться руками и ногами. Надо бороться за жизнь всеми нашими чувствами, умным мозгом и пылкой душой.

Здесь, в горах, смерть мерит человека и, признав его волю и силу, одаривает первозданным счастьем. Избегнув этой встречи в городе, мы лишаем себя необычного упоения жизнью. В городе мы отгородились от мира. Горы выковывают нам душу, готовую объять весь мир.

Уже на высоте 2500 метров горы становятся суровыми и недружелюбными. Они скорее напоминают пустыню, вставшую на дыбы, – пустыню, где любая песчинка превратилась в камень, где все они слились воедино. Любая гора – это окаменевшая Сахара, скрученная в конус и водруженная на краю равнины – словно для того, чтобы мы испытали свою волю и храбрость, устав бесцельно блуждать по простору.

В горах природа спешит вытряхнуть на нас все из своих запасников. Она встречает то ледяным холодом, то невыносимой жарой. Солнечные лучи жгут так, что обжигают кожу. Снег, отбрасывая блики, слепит глаза. Погода меняется в считаные минуты. Еще минуту назад светило солнце, и вдруг небо полосуют молнии; за ними наползает туман, а то, клубясь и кружась, грохоча и шипя, наваливается буря, спеша смести все на своем пути. Даже бывалые скалолазы не могут расслабиться и перевести дух. Всюду опасность: лавины и расселины, камнепад и лед.

Вдобавок организм слабеет. На высоте 6000 метров тело заметно истощено. Даже сон не помогает восстановить силы. Организм все хуже вырабатывает тепло, а вокруг становится все холоднее: подчас температура опускается до 35° ниже нуля. Малейшая неточность может обернуться гибелью. На вершине Джомолунгмы кислорода вчетверо меньше, чем на уровне моря. Даже у тренированного спортсмена кислорода в крови вдвое меньше обычного. В горах жизнь настолько тесно переплетена со смертью, что в любую минуту рискуешь задеть смертоносную нить.

На самом деле в горах мы ведем ту жизнь, к которой человеческое тело привыкло и приспособилось за многие тысячи лет. Мы напрягаем все силы; мы живем на пределе физических возможностей; мы стремимся во что бы то ни стало выжить. В нас воскресают давно загубленные нами таланты, принесшие нашим предкам победу над Природой.

В городе мы – вялые, анемичные Homo futurus, люди размышления, резона и рассуждения. В горах мы – дикие, резкие и стремительные Homo sapiens sapiens, люди ловкости, решительности и мгновенной реакции. Мы отвергаем будущее, в котором век от века слабеем и дряхлеем; мы возвращаемся в прошлое, где были молоды и сильны. Мы идем вспять ровному ходу времени; мы идем поперек равнины – в горы!

В конце пути, достигнув высочайшей вершины, покорители гор испытывают одно и то же чувство: просветление. Природа ли очистила их души или Бог, судить не нам. Нам лишь выбирать, стоит ли нам самим отправляться в горы, чтобы победить скуку и суету, исцелить свою душу?

 

Как растут горы?

Почти все крупнейшие горные системы планеты продолжают расти и сегодня. Некоторые прибавляют по сантиметру в год, другие поменьше. Долгое время ученые терялись в догадках, пытаясь понять, что за сила побуждает каменные вершины стремиться ввысь.

Сдвиг блоков земной коры (образование гор) в пределах молодой платформы

В последние полвека, с тех пор как в науке утвердилась теория глобальной тектоники плит, многое в этом феномене стало ясно. Именно столкновения литосферных плит порождают мощные горные хребты. Так, океаническая плита Наска, сталкиваясь с Южно-Американской плитой, погружается под нее со скоростью до десятка сантиметров в год и понемногу приподнимает ближнюю к себе часть континента. Там растут Анды.

Спутниковые наблюдения свидетельствуют, что примерно пятая часть всей поверхности планеты деформирована в результате столкновений литосферных плит. Однако детали этих событий, особенности химических и физических процессов, протекающих при субдукции, а значит, и горообразовании, еще предстоит выяснить. Немало загадок, связанных с горами, их «становлением и взрослением», все еще ждут своего ответа.

Например, ученые давно спорят о том, когда на планете появились первые горы. По нашим нынешним представлениям, рождение гор неразрывно связано с процессами тектоники плит. Очевидно, первые горы стали формироваться, когда началось движение литосферных плит. А когда это случилось? Насколько зависит скорость, с какой растут горы, от скорости движения соответствующих литосферных плит? И долго ли еще расти, например, Гималаям? Какой высоты могут достичь самые большие горы нашей планеты? Какая судьба, вообще, ждет современные горы?

Если бы горы могли говорить, им наверняка бы нашлось много чего поведать. О том, как на протяжении миллионов лет они росли, вздыбленные процессами складчатости. О том, как ветер и вода – две стихии природы, наделенные убийственной силой, – стачивали их каменный остов. О том, как у их подножия скапливались мощные слои осадочных отложений. Наконец, некоторые горы могли бы рассказать и о том, что все в этой жизни когда-нибудь возродится. Ведь так было и с ними. Разрушенные эрозионными процессами почти до основания, они «покоились во прахе» всего лишь несколько миллионов лет, но потом та же сила, что однажды вызвала их из небытия, вновь вернула их к жизни, заставив, как и прежде, стремиться ввысь.

Ученые же продолжают спорить об этих вопросах. Вот лишь один пример, показывающий, насколько сложны такие споры. В докладе, сделанном несколько лет назад на заседании Германского геофизического общества, говорилось, что лучшие годы Гималаев, крупнейшей горной системы мира, уже в прошлом. Медленно, но верно эти горы вновь будут погружаться в глубь Земли. Ученые из Аризонского университета, наоборот, считают, что центральная часть Гималаев, Тибетское нагорье, продолжает расти. Исследование, проведенное ими, показывает, что Тибет, стиснутый с двух сторон Индией и Северным Китаем, понемногу «выдавливается» вверх. До этого считалось, что Тибет надвигается на северный край Индо-Австралийской плиты.

Наконец, в 2011 году между Евразийской и Индо-Австралийской плитами была обнаружена небольшая литосферная плита, которая получила название Тибетской (протяженность ее северной границы составляет чуть более 500 километров). Со скоростью 5 сантиметров в год она перемещается в северо-восточном направлении. При столкновении с Евразийской плитой она, по словам одного из геологов, «словно бульдозер пододвигается под Гималаи». Это опять же заставляет переосмыслить картину столкновения Индии и Евразии.

Вот другая горная страна, давно привлекающая исследователей, но не спешащая открыть им свои тайны: Альпы. Они начали формироваться от 30 до 50 миллионов лет назад при столкновении Африканской и Евразийской плит (примерно тогда же зародились и Гималаи). Все это время, по оценкам ученых, Альпы росли со скоростью до 2 миллиметров в год. За прошедшие миллионы лет они взметнулись бы ввысь на 30 километров, если бы не процессы эрозии, мешающие их росту.

Будущее Альп не так ясно, как можно было бы ожидать. По прогнозу некоторых геологов, Альпы будут расти на протяжении ближайших 20—50 миллионов лет. Они, несомненно, вытянутся еще, если эрозия не опередит тектонические силы и не сгладит вершины гор. Впрочем, может случиться и так, что Африканская плита снова развернется, как было 90 миллионов лет назад, и начнет отдаляться от Европы. В таком случае дни Альп сочтены. Они перестанут расти и постепенно разрушатся.

Ученые могут пока говорить о трех больших периодах горообразования в истории нашей планеты: о каледонской, герцинской и альпийской складчатости.

В период каледонской складчатости, пришедшейся на эпоху раннего палеозоя, 500—400 миллионов лет назад, образовались древнейшие известные нам горы. Сегодня – в результате движения континентов – остатки этих горных систем разбросаны по всей планете. Речь идет о горах Шотландии и Ирландии, о Северных Аппалачах, о горах на юго-востоке Австралии, на Ньюфаундленде, в Восточной Гренландии и Скандинавии.

Период герцинской складчатости приходится на средний палеозой, 400—280 миллионов лет назад. Тогда образовались Уральские горы, Алтай, Южные Аппалачи и Тянь-Шань.

Альпы дали название последнему крупному периоду горообразования, начавшемуся около 100 миллионов лет назад. В этот период образовались Альпы, Пиренеи, Карпаты, Атлас, Кавказ, Гималаи, Скалистые горы, Новозеландские Альпы и Анды.

Принято считать, что Анды – не только одна из самых высоких, но еще и одна из наиболее быстро растущих горных систем нашей планеты. Но так ли это?

Возраст гор помогают определить геохимические факторы, например концентрация изотопов кислорода. Дождевые капли, содержащие тяжелый изотоп кислорода, весят больше обычных дождевых капель. Поэтому они быстрее проливаются на землю дождем. Когда тучи приближаются к горам, эти тяжелые капли падают еще у подножия гор или на их пологих склонах, а вот ближе к вершинам их почти не остается. Изучая химический состав минералов, лежащих на дне горных озер, ученые могут определить концентрацию в них изотопов тяжелого кислорода. Если она велика, то это озеро образовалось еще в те времена, когда горы были низкими. Если же очень мала, то озеро возникло, когда горы уже выросли.

Несколько лет назад, исследуя озера в Андах, геологи обнаружили, что в здешних минералах крайне низка концентрация изотопов тяжелого кислорода возрастом менее 10 миллионов лет. Можно предположить, что тогда высота Анд не превышала 2—3 километров и лишь за последние 10 миллионов лет они стремительно вытянулись вверх. Неужели горы могут расти так быстро? Многие ученые отказываются верить в полученные результаты или же их объяснение.

Например, геолог из Мичиганского университета Кристофер Поульсен предположил, что содержание тяжелых изотопов кислорода в горных минералах зависит не только от высоты, на которой они образовались, но еще и оттого, насколько сильными были тогда дожди. По его расчетам, когда Анды достигли высоты, составляющей примерно 70 % от нынешней, климат в горах резко изменился. Тогда на Анды стали обрушиваться поистине тропические ливни. Их приносили облака, формировавшиеся в бассейне Амазонки.

Споры о том, как образовались Анды, продолжаются. Споры о том, как родились и росли другие горные системы нашей планеты, – тоже.

 

Сохранятся ли тропические леса?

Примерно третью часть всех лесов на нашей планете составляют воспетые Киплингом джунгли – дождевые тропические леса. Они – подлинная сокровищница природы. Они появились на Земле более 200 миллионов лет назад и до недавнего времени причислялись не только к древнейшим, но и к самым стабильным ее экосистемам. Однако человек поколебал даже устои этого рая земного. Рая, который нами скорее будет уничтожен, нежели описан и исчислен. Тысячи видов растений, миллионы видов насекомых, населяющих эту нирвану тропической неги, нам пока неизвестны. Успеем ли мы их открыть, прежде чем от их родины не останется и цветущего клочка земли?

Под кронами тропического леса обитает, по разным оценкам, от 50 до 90 % всех видов животных, населяющих нашу планету. Удивительно и разнообразие растений. Их здесь – около 450 тысяч видов, в том числе примерно 3000 видов деревьев. В этом лесу длится вечная весна. Кажется, над ним простерт рог изобилия.

Но почему тогда даже муравьи здесь выродились в кочевников, перетекающих из одного конца леса в другой? Почему здесь проходит несколько лет, прежде чем личинки некоторых жуков превратятся во взрослых особей? Почему иные растения, не довольствуясь дарами «рога изобилия», поедают неосторожных насекомых? И почему вода в реках и озерах так бедна минеральными веществами, что лягушатам приходится подрастать не в этих естественных водоемах, а на деревьях – плавая в огромных воронковидных розетках листьев бромелий?

Тропические леса необычайно продуктивны. Каждый их гектар производит 32,5 тонны биомассы в год, в то время как субтропические леса – 24,5 тонны, лиственные леса Центральной Европы – 13 тонн, а бореальные хвойные леса – всего лишь 7 тонн. И самое удивительное, вся эта пышная круговерть растений и деревьев коренится в почве, которая содержит питательных веществ меньше, чем самая скудная пустынная почва. Весь этот блеск, вся роскошь родились на пустом месте – из ничего! Почему?

Можно сказать, что почва не питает здешние леса; она лишь предоставляет им место, чтобы расти. Как правило, корни деревьев уходят в глубь земли не более чем на 30 сантиметров. Дальше – нет смысла, там ничего не отыскать. Мощная корневая система деревьев выкачивает из почвы почти все питательные вещества, приносимые сюда дождем.

Тем не менее на одном гектаре тропического леса произрастает до 800 тонн растительной биомассы. При таком изобилии здесь должен образоваться слой гумуса метровой толщины. На самом деле высота этого слоя не превышает нескольких сантиметров. Под ним лежит песок, бедный питательными веществами, – типичная почва пустыни. Не забывайте, что по другую сторону океана, прямо напротив тропических лесов Южной Америки, простирается громадная пустыня – Сахара.

Зато в дождевом тропическом лесу ничего не пропадет. Любой упавший листок быстро разлагается, а накопленные в нем вещества достаются другим растениям или животным. Еще не успев оторваться от ветки, этот листок оказывается весь оплетен гифами грибов. Он успеет потерять 60 % фосфора, 17 % азота и 50 % калия, прежде чем долетит до земли. Как можно скорее использовать любые питательные вещества – вот стратегия выживания в тропическом лесу.

Приносит же эти вещества дождевая вода. Без дождей, а они здесь идут каждый день, ничего не было бы в тропическом лесу. Для выживания леса требуется, чтобы каждый год выпадало не менее 1500 миллиметров осадков. В некоторых районах это количество даже превышает 10 тысяч миллиметров в год. Соответственно, высока и влажность – от 70 до 100 %.

Дождевые тропические леса– ценнейший экологический резерв планеты

По оценке ученых, ежегодно любой гектар тропического леса в Центральной и Южной Америке получает вместе с дождевой водой 300 граммов фосфора, 3,6 килограмма кальция и 12,6 килограмма калия. По большей части, все эти вещества, вероятно, переносятся сюда ветром из Сахары.

А как быть с таким необходимым для растений азотом? Из него состоит большая часть воздушной оболочки, но в такой форме растения не могут его усвоить. Помогает гроза. При каждом ударе молнии азот окисляется, превращаясь в оксид азота, а тот растворяется в дождевой воде и поглощается растениями.

Если провести химический анализ воды, струящейся по земле после ливня, она изобилует органическими и минеральными веществами. А вот если взять пробу грунтовой воды всего в 20 сантиметрах от поверхности земли, то она мало чем отличается от дистиллированной воды. Корни деревьев и грибы очищают воду, просачивающуюся в глубь почвы, получше любого фильтра.

Дождь нужен тропическому лесу по многим причинам. В районе экватора Солнце всегда стоит высоко над горизонтом. Каждый квадратный метр леса получает за год не менее 5 миллионов килокалорий. Это жизненно важно для быстрого развития растений. Но если бы не частые дожди, то палящие лучи Солнца вскоре бы выжгли листву деревьев. Влага, испаряющаяся после обильного дождя, охлаждает растения, помогает им выжить. Влажный воздух нужен бактериям и грибам, без которых была бы немыслима своевременная переработка палой листвы и других остатков растений.

Большая часть осадков в тропическом лесу, впрочем, никогда не достигает земли. Капли растекаются по листьям деревьев и тотчас испаряются. Над лесом снова сгущаются облака, чтобы опять пролиться ливнем. Климат тропического леса необычайно устойчив, как редко где в других экосистемах. Впору сказать о нем: «Работает как часы». Массовая вырубка леса приведет к необратимым последствиям – сломает эту отлаженную за миллионы лет машину. Растительность леса перестанет пополняться. Кризис экосистемы будет стремительно нарастать.

Но в наши дни именно дождевые тропические леса гибнут быстрее любой другой экосистемы. Полтора века назад они покрывали 12 % всей суши. Но начиная с середины XIX века человек уничтожил уже около половины этих лесов. Каждый год лес вырубается или выжигается на территории площадью около 200 тысяч квадратных километров.

Если уничтожение тропических лесов продолжится теми же темпами, что и сейчас, то уже через 100 лет их не останется. По наиболее вероятному сценарию сохранятся лишь отдельные островки леса – национальные парки, разделенные обширными, малоплодородными пустошами.

В Юго-Восточной Азии большая часть джунглей Киплинга уже уничтожена. Их место заняли плантации монокультур. В бассейне Амазонии, где сохранился крупнейший в мире тропический лес, его стремительно теснят поля и пастбища. Незаконная вырубка нарастает, поскольку является коммерчески выгодным делом. На фоне сентиментальных тирад о красоте и величии амазонских лесов, куда привлекательнее для бизнеса выглядит идея-мечта: вырубить их подчистую и засадить эту бесконечную пустошь соей. Рано или поздно так и случится. Лес пойдет под топор. Что может этому помешать? Слова экологов о том, что с каждым квадратным метром тропического леса, который мы теряем, мы теряем еще один элемент кондиционера, охлаждающего нашу планету? Но ведь это беды дня завтрашнего. А все проблемы планеты Земля оттого, что человек живет только днем сегодняшним!

Массовое истребление лесов уже давно напоминает войну, объявленную человеком природе, безжалостный биоцид, расправу над деревьями, а заодно и животными, населившими с незапамятных времен эту удивительную экосистему. «Как только подойдешь к людям, – сказано в “Книге Джунглей”, – непременно проливается много крови», пусть даже крови деревьев и животных.

 

Удивительные приключения пыли

Пыль. От нее никуда не деться! Она встречается на каждом шагу. Ее можно найти на подоконнике, книжной полке или в шкафу. Мы замечаем ее везде, где по недосмотру не прогулялась тряпка или швабра. Стоит протянуть руку, и на наших пальцах может оказаться она, неизменная спутница человека – пыль.

Пыль буквально преследует нас, и потому кажется: «Уж что-что, а пыль мы знаем!» Увы, расхожее мнение! На взгляд ученых, эта неприметная, невзрачная субстанция, окутывающая все вокруг и проникающая всюду, таит в себе немало загадок.

В нашей жизни пыль на редкость двойственна. Она может отнять у человека здоровье. Так, астмой и аллергией люди болеют в первую очередь из-за пыли – точнее, из-за содержащихся в ней пылевых клещей – крохотных паукообразных длиной около 0,5 миллиметра. Но пыль может и вернуть здоровье. В начале 1990-х годов немецкие ученые доказали, что ребенку тем реже грозит аллергия, чем чаще его иммунная система сражается с микробами, таящимися в пыли. Юный организм сызмальства учится дозировать свою убойную силу. После такого обучения он уже не ответит «истерической» реакцией на безобидные вещества, вроде кошачьих шерстинок.

Пыль способна превратить цветущую местность в пустыню, а то и породить в пустынном месте лес. Частички пыли, подхваченные ветром, минуют высочайшие горы и обширные моря. Ветер непрестанно уносит пыль из африканских пустынь, усеивая ими земли, лежащие за тысячи километров от Африки.

Самым пыльным местом на Земле считается впадина Боделе, расположенная в Сахаре близ границы Судана и Чада и занимающая площадь около 24 тысяч квадратных километров. Мириады окаменелых остатков водорослей и минеральных крупиц, содержащих фосфор и железо, покрывают эту долину – дно высохшего озера, простиравшегося здесь. В древности его воды питали растения и животных Центральной Африки. Сегодня пыль со дна озера служит удобрением для дождевых лесов Южной Америки. Но этот эффект поразительным образом недооценивается.

В природе пыль существует в различных видах

Почти 100 дней в году над Сахарой бушуют песчаные бури. Давно известно, что их отголоски ощущаются даже в Европе. Так, в Средние века панический ужас на европейцев нагоняли «кровавые дожди». Их считали предвестием чумы, а повинна в них была пыль, поднятая в воздух в Сахаре. Она придавала атмосферным осадкам красноватый оттенок. Пыль эта разносилась далеко на север, попадая даже в Скандинавию. Там, оседая на ледниках, она ускоряла их таяние, ведь красный цвет активнее, чем белый, поглощает солнечные лучи.

Всего, по оценке геологов, Сахара ежегодно теряет свыше 500 миллионов тонн пыли, ну а все мировые пустыни – более 2 миллиардов тонн. Огромное количество пылинок, сметаемых ветром в Сахаре, оседает в водах Атлантики. Планктон – основа пищевой цепи в океане – начинает бурно разрастаться. Всюду, где пылевые облака «проливаются» на сушу или океан дождем, возникает богатая органическая жизнь. В 1832 году Чарлз Дарвин, находясь на борту корабля «Бигль», наблюдал за тем, как африканская пыль оседала близ островов Зеленого Мыса. «Пыль эта падает в таком количестве, что загрязняет все на борту корабля и причиняет вред глазам, – писал Дарвин, – бывало даже, что суда садились на мель из-за непроницаемого мрака».

Уже в наши дни ученые доказали, что эта пыль преодолевает куда большие расстояния, усеивая территорию Южной Америки. Около 50 миллионов тонн пыли ежегодно перелетает туда из Африки. Более половины всех необходимых минералов амазонские леса получают вместе с пылью, падающей на них с неба. Африканская пыль питает их, ведь она содержит некоторые химические вещества – калий, фосфор, кальций, что не встретишь в южноамериканской почве. Если бы не эти удобрения – тонны фосфатов, сульфатов и оксидов железа, эти леса захирели бы. Эпифиты – мох, лишайники, орхидеи, – густо усеявшие кроны деревьев, улавливают летящую на них пыль и насыщаются ею. Усваивая «небесное удобрение», растения стремительно растут.

Немецкий геолог Йозеф Райххольф предположил даже, что периодическое расширение и сжатие Сахары, длящееся миллионы лет, может влиять на площадь, занимаемую амазонскими лесами: она то сужается, то увеличивается.

Так прошлое переплетается с настоящим. Так далекая пустыня превращает Южную Америку в цветущий континент.

Кстати, роза ветров у западного побережья Африки такова, что большую часть пыли относит далеко в сторону от амазонских лесов. Например, в летние месяцы почти вся она оседает в водах Карибского моря. Верхние слои почвы на здешних островах в основном сложены из той самой пыли, что порывом ветра когда-то была сметена в Африке.

По предположению исследовательницы Анны Горбушиной из Ольденбургского университета – ее статья опубликована на страницах журнала Environmental Microbiology, – пыль, перелетевшая на землю Америки с Африканского континента, несет не только благо, но и зло. Вместе с ней это путешествие длиной в полторы недели совершают разные микроорганизмы. Выброшенный с неба десант этих «бойцов невидимого фронта», возможно, вызывает внезапные вспышки заболеваний в глухих уголках Южной Америки.

Но вернемся в наши широты. Пыль оседает на землю всюду с каждой каплей дождя, с каждой снежинкой. Если бы дождь не смывал, а ветер не сметал ее, на крышах домов за год скапливались бы тонны пыли. Однако пыль не лежит на месте. Она проникает в любую трещину. Даже в убранной дочиста комнате все пронизано ею: в каждом кубическом сантиметре воздуха снует более тысячи пылинок. Солнечным летним днем на свету хорошо видно, как кружится пыль.

«Естественная фоновая нагрузка» – так называют этот «столп пыли» специалисты – достигает 20 микрограммов на один кубический метр. Именно благодаря пыли – сказываются ее преломляющие свойства – солнечный свет окрашен в столь яркие тона. Мириады пылинок, рассеянных в воздухе, меняют расцветку закатов и рассветов, окрашивая их в пылающе-красные тона.

Пыль меняет и климат. По разным причинам пылинки могут «склеиваться», образуя аэрозоли – твердые частицы, взвешенные в воздухе. Их химический состав, их форма, способ их возникновения очень разнятся. Обычно все начинается с выхлопных газов, выброшенных в воздух автомобилями и самолетами. Встречаются и естественные аэрозоли. Так, при извержении вулканов в атмосферу попадает огромное количество пылинок. Еще один вид аэрозолей образуется над океанами и морями: ветер подхватывает капельки воды и развеивает их; вода испаряется; в воздухе остаются крупицы соли.

Все аэрозоли отличаются одним свойством: вокруг них конденсируются водяные пары. Возникают капли дождя, кристаллики льда или снежинки. Чем больше в воздухе аэрозолей, тем крупнее капли и льдинки – тем плотнее облачная завеса. Облака сильнее отражают солнечный свет; становится прохладнее. Впрочем, аэрозоли могут вызывать и обратный эффект. Недавние исследования показали, что, попав в средние слои атмосферы, аэрозоли не отражают солнечный свет, а, наоборот, поглощают его, то есть способствуют потеплению.

Итак, несмотря на свою микроскопическую величину, пылинки играют очень важную и пока еще неясную роль в формировании климата на планете.Как признают ученые, влияние пыли на атмосферные процессы гораздо сложнее, чем воздействие парниковых газов. Однако зачастую это не принимается во внимание. Как же учесть влияние пыли в наших прогнозах климата?

 

Есть ли на земле «марсианские микробы»?

Земля живет! Верхние слои ее коры пронизаны жизнью. Мы думаем, что толща земли под нашими ногами числится лишь по ведомству геологии. На самом деле это еще одна обширная экосистема, обитатели которой невидимы, как пустота. Мириады микроорганизмов населяют отложения на дне океанов, застывшую вулканическую лаву, твердь гранита, из которого состоит материковая кора.Они обитают всюду, где есть вода и где жара еще не стала невыносимой даже для микробов.

Очевидно, лишь температурный барьер ограничивает область их обитания. Даже самые жаростойкие микроорганизмы не могут выжить при температуре свыше 113 °С. Эта граница пролегает в 3—10 километрах от поверхности Земли (точное ее положение зависит от теплопроводности тех или иных пород, составляющих кору). Ее не смеет пересечь ни один микроб.

Однако, как ни разнообразно это сообщество подземных организмов, как ни широко оно распространено, оно по-прежнему очень плохо изучено. Весь этот огромный мир жизни, получивший название «глубинная биосфера», во многом остается белым пятном на карте современной науки. Долгое время было укоренено мнение о том, что жизнь может существовать лишь там, где есть солнечный свет и кислород. С этой точки зрения сама идея о том, что живые организмы могут поселиться глубоко под землей, казалась абсурдной.

Вот только факты как будто начали опровергать догму. В образцах грунта, извлеченных при бурении глубоких скважин, неизменно находили сообщества микробов. Долгое время специалисты игнорировали эти находки, ведь их «не должно быть по определению». Как правило, биологи, привлеченные для экспертизы, лишь покачивали головой и говорили, что «микробы занесены с поверхности земли».

Лишь в последние десятилетия старая догма все-таки пала. В 1985 году исследователи из министерства энергетики США во главе с Фрэнком Уоббером проводили бурение в штате Южная Каролина в поисках подходящего места складирования радиоактивных материалов. Благодаря специальным уплотнениям эти образцы грунта невозможно было загрязнить никакими микробами.

Самые примитивные бактерии и архебактерии оказываются поразительно стойкими

И вот при изучении проб, взятых с глубины в полкилометра, выяснилось, что они кишат живыми бактериями. Так родилась сенсация. Наконец, научный мир прислушался к новости, донесшейся из недр планеты. Начались поиски поселившихся там бактериальных сообществ.

Их обнаруживали буквально всюду. Бактерии, вирусы и грибы преспокойно проживали даже на глубине 3,5 километра. Самые крохотные трещины и поры земной коры были заполнены огромным количеством микробов. В одном-единственном грамме грунта или миллилитре грунтовых вод их встречалось до сотни миллионов. Как отмечалось на страницах журнала Science, «самая большая загадка глубинной биосферы – это высокая плотность микроорганизмов, ее населяющих».

По оценке Томаса Голда из Корнеллского университета, масса всех подземных форм жизни на нашей планете, пожалуй, превосходит массу всех наземных организмов. Другие исследователи не столь радикальны, но и они считают, что общая масса глубинной биосферы составляет до трети наземной биосферы. Специалисты полагают, например, что большая часть прокариотов – одноклеточных организмов, у которых нет ограниченного мембраной ядра, – обитает у нас под ногами. Недавно в рудниках Южной Африки найдены и первые многоклеточные представители глубинной биосферы – черви-нематоды.

Эти открытия не могли не повлечь за собой ряд вопросов. Как выживают все эти организмы? Откуда они черпают энергию? Откуда они вообще там взялись? И как выдерживают громадную жару, царящую глубоко под землей? Какие ферменты и протеины помогают им это сделать?

Ошибочно полагать, что глубинная биосфера – это рай для микроорганизмов.Результаты исследований говорят, скорее, об обратном. Каким бы разнообразным и населенным ни был подземный мир, жизнь микробов легкой не назовешь. Там нет ничего, кроме горных пород, воды и некоторой дозы радиации, исходящей от ближайших залежей радиоактивных веществ. Глубинная биосфера – это унылая обочина, на которую в ходе эволюции были оттеснены самые примитивные, самые древние формы жизни. Это – их бункер, где вот уже сотни миллионов лет они скрываются от победителей – светолюбивых организмов, населивших поверхность планеты.

Жизнь готова выдюжить и в таких условиях, но платит за свою неприхотливость особую цену – «цену смирения». Микробы, найденные на большой глубине, долгое время проводят практически в спячке. Эти мнимо омертвевшие – живые! – клетки даже не размножаются. Недостаток питательных веществ, испытываемый ими, вынуждает их вести самый жесткий режим экономии. Другие микроорганизмы размножаются в среднем раз в несколько сотен, а то и тысяч лет. По сравнению с этими «мертвяками»-медляками микробы, населяющие поверхность планеты, живут буквально «со скоростью света».

Глубинная биосфера, как установили ученые, существовала еще во времена динозавров. Некоторые колонии микробов населяют свои подземные «оазисы» от 80 до 160 миллионов лет. Порой они буквально замурованы в крохотных расселинах и порах горных пород, все эти миллионы лет не имея надежды выбраться оттуда. Но как они проникли в свои узилища?

Возможно, одни из них населяли когда-то поверхность планеты, но в результате сейсмических катастроф или вулканических извержений были засыпаны землей и приспособились к новым условиям жизни. Другие семейства микроорганизмов были смыты потоками воды и вместе с ними просочились в глубь почвы, где и обосновались отныне. В пользу этих гипотез говорит то, что большинство микробов, обнаруженных под землей, имеет определенное сходство с организмами, населяющими ее поверхность, и, может быть, даже состоит с ними в родстве.

Но некоторые биологи отстаивают другую – радикальную – гипотезу: жизнь могла зародиться… под землей. Еще несколько десятилетий назад, когда были открыты горячие глубоководные источники, так называемые черные курильщики – уникальный биотоп, расположенный на дне океана, привычная гипотеза возникновения жизни на нашей планете была поколеблена. Согласно ей жизнь появилась на свету. Однако черные курильщики, изобилующие питательными веществами, с полным на то основанием тоже могут считаться «колыбелью жизни». Тем более около 4 миллиардов лет назад наша планета была для жизни «мало оборудована». Смертоносное ультрафиолетовое излучение проникало тогда почти к поверхности Земли – как теперь на Марсе, – уничтожая все живое. Мощные извержения вулканов поливали все вокруг огнем. Метеориты, падавшие бомбами на планету, оставляли громадные кратеры.

Зарождение жизни на фоне «космической бомбежки» было далеко не гладким. Вполне вероятно, что колонии микробов, поселившиеся в «подвале планеты», вовсе не были случайно засыпаны лавой и вулканическим пеплом. Жизнь могла зародиться там, в земных недрах, и лишь впоследствии микроорганизмы выбрались на поверхность, как еще позднее обитатели морей начали завоевывать сушу.

Впрочем, пока мы слишком мало знаем о подземных микробах, чтобы с уверенностью судить о том, не их ли далекие предки положили начало жизни на Земле. Будущие исследования наверняка внесут ясность и в этот вопрос. Если идея зарождения жизни в недрах планеты подтвердится, то почему бы микробы не могли появиться и в марсианском грунте? Может быть, их колонии и теперь процветают там – «глубинная биосфера Марса»?