Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы - Анья Рёйне

Кроме того, для производства новых полимеров можно поставить на службу микроорганизмы. Уже можно купить пластиковые изделия из молочной кислоты – ее вырабатывают бактерии или грибы, потребляющие сахар и крахмал. Другие бактерии производят волокна целлюлозы превосходного качества[199]. Когда ученые изучают формы жизни, обитающие в экстремальных условиях, например в жерле вулканов или глубоко в океане, они обнаруживают организмы, достаточно крепкие для того, чтобы послужить промышленности. Новейшие успехи в сфере биотехнологий подарили нам возможность менять гены бактерий и грибов, чтобы они производили больше нужных нам материалов или создавали новые[200].

Теперь перед учеными и промышленностью стоит трудная задача по изучению всех возможностей для производства материалов из возобновляемых источников полимеров – за предыдущее столетие это случилось с нефтяными продуктами. Параллельно нам необходимо выяснить, как добыть достаточное количество сырья на растительной основе, чтобы произвести необходимый нам пластик без перегрузки экосистем и не ценой выращивания продуктов питания. Если нам это удастся, наши потомки вполне смогут воспользоваться всеми теми преимуществами, которые пластик дарит нам сегодня.

Вам покажется сам собой разумеющимся тот факт, что мы используем содержащиеся в растениях химические элементы для изготовления тех вещей, которые нас окружают. Наверно, мы реже задумываемся о том, что для выстраивания собственных тел нам нужны химические элементы из породы, воды и воздуха. Мы добываем эти элементы и преобразуем в минеральные удобрения: они станут частью растений, а потом и нас самих, когда мы употребляем в пищу эти растения или мясо животных, которые эти растения съели. Самое распространенное на рынке минеральное удобрение называется NPK – по названиям тех химических элементов, которые для растений важнее всего: азот (N), фосфор (P) и калий (K).

Большинство остальных химических элементов, которыми пользуется наша цивилизация – железо для инструментов, медь для электропроводки и золото как платежное средство, – в случае нужды можно заменить другими. В производстве продуктов питания ситуация иная. Без азота, калия и фосфора наше существование невозможно.

Весной 2016 года я впервые побывала в Израиле. Случай представился благодаря собранию участников европейского научного проекта, партнером которого был Израиль. Чтобы собрать ученых в одном месте, где мы могли бы работать целую неделю, не отвлекаясь на все, что происходит в городе или университете, израильский партнер решил устроить встречу в отеле на берегу Мертвого моря.

Так как раньше я там никогда не была, перед путешествием я посмотрела на Google картах, куда мы отправимся. Территория выглядела странно. Мертвое море разделено на две части полоской земли: по озеру на севере и на юге. Северная часть выглядела как обычное море, окруженное пустыней. А вот южное море, напротив, не было похоже ни на что из того, что я видела раньше. Оно было разделено на сектора, отделенные друг от друга прямыми линиями, – они напоминали участки земли. Вода между этими линиями была окрашена в различные оттенки – от бирюзового до темно-синего, если двигаться по принадлежащей Израилю части моря с севера на юг. Кроме того, проходящая по середине моря граница между Израилем и Иорданией отмечена толстой полоской земли. Мне стало очень любопытно, что же эти узоры значат.

Погуляв пару дней как турист по Тель-Авиву, я села в автобус и поехала к Мертвому морю. Проехав через выжженную плоскую пустыню, мы попали на край утеса. Отсюда дорога круто шла к морю – оно казалось сине-бирюзовым лоскутным одеялом, как на фотографиях. Когда мы миновали знак, сообщивший, что мы находимся на уровне моря, ехать было еще очень далеко. Добравшись до нижней точки долины, мы проехали мимо промышленного сооружения с огромными резервуарами, конвейерами, трубами и дымоходами. Как оказалось, прямые линии – это длинные насыпи, по которым между пятнышками сине-зеленой воды ездили гигантские машины.

Южная часть Мертвого моря действительно отличается от северной. Раньше они были одним морем, чей уровень сохранялся на отметке 400 метров ниже уровня моря, потому что в море попадало столько же воды, сколько испарялось. Изменилось это в 1960–1970-е годы, когда сначала Израиль, а затем Иордания и Сирия выстроили насосные станции и стали по трубам выкачивать воду, попадавшую в Мертвое море, для сельского хозяйства и городов[201]. Сегодня поверхность Мертвого моря располагается более чем на 40 метров ниже, чем до строительства насосных станций[202]. В последнее время уровень воды ежегодно падал примерно на метр[203]. Северная и южная части стали очень сильно отличаться друг от друга в той точке, где раньше был лишь выступ.

В южной части моря глубина по большей части достигает лишь нескольких метров, и ее превратили в огромную установку по добыче минералов. Из-за естественного испарения вода в Мертвом море гораздо более соленая, чем в любом другом океане или море Земли. Когда вода переносится в мелкие бассейны, испарение ускоряется: точно так же быстрее высохнет выстиранное белье, если его развесить, а не бросать мокрой кучей. Испарение идет только на поверхности воды, где ее нагревает солнце и она исчезает в воздухе в виде пара. По мере того как количество воды все уменьшается и уменьшается, растворенная в ней соль оседает в виде кристаллов. Сначала образуется хлорид натрия – обычная поваренная соль, – а затем хлорид кальция, зачастую используемый как дорожная соль. Эти кристаллы оседают и образуют на дне водоема соляную корку. Затем вода перекачивается в следующий водоем, где образуются кристаллы карналлита – пользующегося спросом минерала: его счищают и отправляют на перерабатывающий завод, расположенный на берегу. Ценность карналлита в том, что он содержит химический элемент калий, используемый в минеральных удобрениях, поскольку он необходим для выживания растениям – как и людям.