Голубой Марс - Ким Стэнли Робинсон

Такой сложный экологический элемент невозможно создать так, как представляла себе Надя, – то есть просто вырастив составляющие отдельно, а затем смешав их в общей миске. Но они не знали этих составляющих и не могли их вырастить, а те, что могли, погибли бы при смешивании.

– Особенно чувствительны черви. И с нематодами не так все просто. Вся система норовит нарушиться и оставить нас с одними только минералами и органическим материалом. Это называется гумус. Мы отлично научились создавать гумус. Но растительный грунт должен вырасти.

– И в природе так и происходит?

– Точно. Мы можем лишь попытаться вырастить его быстрее, чем он растет в природе. Мы не можем собрать его, не можем вот так взять и изготовить. А многие из живых его компонентов лучше растут в почве сами по себе, поэтому существует еще и проблема в том, чтобы поддерживать их развитие на большей скорости, чем если бы они развивались при естественном почвообразовании.

– Хм-м, – произнесла Надя.

Арне водил ее по лабораториям и теплицам, заполненным сотнями педонов, высоких цилиндрических цистерн и трубок, в каждой из которых находилась почва или ее компоненты. Президенту раскрывали тайны экспериментальной агрономии, и Надя, вспомнив о Хироко, приготовилась к тому, что мало что сумеет в этом понять. Эта эзотерическая наука запросто могла остаться для нее непостижимой. Впрочем, она понимала, что они проводили факториальные исследования, изменяя условия в каждом педоне и наблюдая последствия. Арне показал ей простую формулу, описывающую большинство основных аспектов проблемы:

где любое свойство почвы S являлось фактором (f) полунезависимых переменных, исходного материала (PM), климата (C), топографии или рельефа (R), биоты (B) и времени (T). Время при этом – тот фактор, который они стремились ускорить, а исходным материалом в большинстве их исследований служила вездесущая марсианская глина. Климат и топография в некоторых случаях изменялись, чтобы воссоздать различные условия среды, но больше всего изменений претерпевали биотические и органические элементы. Это объяснялось с позиции изощреннейшей микроэкологии, и чем больше Надя узнавала об этом, тем меньше понимала – это не столько похоже на строительство, сколько на алхимию. Многие элементы должны были преодолеть в почве несколько циклов, чтобы ее питательная среда стала подходящей для растений, и каждый элемент имел собственный цикл, который проходил под воздействием разных наборов агентов. В ней содержались макронутриенты – углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний. И микронутриенты – железо, марганец, цинк, медь, молибден, бор, хлор. Ни один из циклов этих питательных веществ не был закрытым из-за потерь, вызванных вымыванием, эрозией, сбором урожая, выходом газов. Не менее разнообразно было их поступление, которое включало: впитывание, выветривание, деятельность микробов, применение удобрений. Условия, позволявшие всем этим элементам проходить свои циклы, также варьировались достаточно, чтобы различные типы почв в разной степени ускоряли или замедляли свои циклы. Каждый тип почвы имел свой уровень pH, соленость, плотность и прочее, поэтому только в этих лабораториях содержались сотни почв и еще тысячи существовали на Земле.

В вишнякских лабораториях марсианский исходный материал вполне естественно служил основой для большинства экспериментов. Эоны пылевых бурь перемешали его по всей планете, и теперь он повсюду имел одинаковый состав. Типичная марсианская почва по большей части состояла из мелких частиц кремния и железа. А в верхних слоях часто залегали рыхлые осадки. Ниже материал был затвердевшим и комковатым, в разных степенях междучастичной цементизации, и чем глубже он залегал, тем более глыбистым становился.

Иными словами – глины. Смектиты, похожие на земные монтмориллонит и нонтронит, с добавлением материалов, таких как тальк, кварц, гематит, ангидрит, дизерит, клецит, бейделлит, рутил, гипс, маггемит и магнетит. И всех их обволакивали бесструктурные оксигидроксиды железа, а иногда – более кристаллизованные оксиды железа, которые придавали им красноватый цвет.

Поэтому их универсальным исходным материалом стал ожелезненный смектит. Его свободная и пористая структура позволяла ему поддерживать корни, но вместе с тем предоставлять достаточно места для роста. В нем совсем не было живых организмов, но было много соли и слишком мало азота. Так что задача ученых, по сути, состояла в том, чтобы собрать исходный материал, вымыть из него соль и алюминий и добавить азот и биотическое сообщество. И все это как можно быстрее. Довольно просто, если так посмотреть, но за словами «биотическое сообщество» скрывался целый ворох проблем.

– Господи, это не легче, чем поставить работу этого правительства! – воскликнула Надя Арне однажды вечером. – Они в большой беде!

Вне лабораторий, в природной среде, в глину просто внедряли бактерии, затем водоросли и прочие микроорганизмы, затем лишайники и, наконец, галофильные растения. После этого ждали, пока эти биосообщества спустя множество поколений, живя и умирая, преобразуют глину в почву. Это работало и работало до сих пор по всей планете, но очень медленно. Ученые из Сабиси подсчитали, что за сто лет средняя толщина растительного слоя увеличивается на один сантиметр. И даже это достигалось лишь за счет популяций, созданных методами генной инженерии, чтобы довести скорость до предельно возможной.

С другой стороны, в теплицах почвы раньше обильно пичкали разного рода нутриентами, удобрениями и прививками. В результате получалось что-то похожее на то, чего добивались эти ученые, но количество этой почвы было мизерным по сравнению с желаемым – ведь они собирались распространить ее по поверхности планеты, их целью было массовое производство. Но Надя поняла, что они ушли несколько глубже, чем сами ожидали, и теперь напоминали собаку, которая пытается разгрызть слишком крупную для нее кость.

Вопросы биологии, химии, биохимии и экологии, вовлеченные в эти проблемы, находились далеко за пределами понимания Нади, отчего она даже не могла выдвинуть каких-либо предположений. Нередко ей даже оказывалось не по силам понять суть некоторых процессов. В этом не было ничего от строительства – даже никаких аналогий с ним нельзя было провести.

Но почвоведам приходилось включать в свои производственные методы кое-какие элементы строительства, и в них Надя, по крайней мере, была способна что-то понять. И, рассматривая проектирование педонов и резервуары с живыми конституентами почвы, она стала концентрироваться на этих сторонах процесса. Также она изучала молекулярную структуру исходной глины, чтобы понять, поможет ли это ее работе в Вишняке. Она выяснила, что марсианские смектиты – это алюмосиликаты, то есть каждая их частица имела слой алюминиевых октаэдров, зажатых между двумя слоями кремниевых тетраэдров. Разные типы смектитов имели разное число вариантов в этой общей схеме, и чем больше их было, тем легче вода просачивалась на межслойные поверхности. Самый распространенный на Марсе смектит, монтмориллонит, имел много вариантов, поэтому был весьма проницаем для воды и расширялся, когда намокал, а затем сужался, высыхая и расходясь трещинами.