Коллектив Авторов: Цифровой журнал «Компьютерра» № 104

Может, когда человечество исчерпает запасы платины и палладия, оно разработает катализаторы, ну, скажем, из кремния? Через двадцать минут после того, как написал предыдущее предложение, нашёл почти идеальное подтверждениевысказанной идее. Итак, будем надеяться, что нынешние критичные потребности в технологичных металлах со временем ослабнут. Однако, вероятно, на смену им придут новые.

Но здесь я хочу подробнее всего обсудить одну чрезвычайно важную технологию.

Эта технология бесспорно критична. Потребности в необходимых для неё элементах должны быть обеспечены любой ценой, их замена невозможна. Потребление этих элементов нельзя сократить ниже некоего уровня. Вы поняли, о чём я говорю? О самой жизни, точнее — тех биологических процессах, которые лежат в основе нашего существования.

Для жизнедеятельности каждой клетки необходим определённый набор элементов-биогенов. Их список велик, но очевидно, что они различаются по критичности. Самый критичный — фосфор.

Фосфор совершенно необходим для каждой клетки. Так, основой ДНК является цепочка моносахаридных остатков, соединённых остатками фосфорной кислоты.

Сравним оборот этого элемента в естественном лесу и на поле. В лесу есть некий запас фосфора. Поедая друг друга, организмы передают друг другу его атомы. Когда они отмирают, фосфор поступает в почву, откуда быстро возвращается в состав живого вещества. Вытекающая из лесу в сильный дождь вода уносит какое-то количество фосфора, но оно очень невелико и компенсируется поступлением фосфора из разрушающихся горных пород.

В поле ситуация совсем иная. Урожай, в котором накоплено значительное количество фосфора, изымают и увозят невесть куда. Если убыль фосфора не компенсировать, плодородие поля катастрофично упадёт. Что делать? Вносить удобрения. Сплошь и рядом фосфор вносят в количестве, намного превышающем изъятие, потому что избыток этого элемента подстегивает рост растений. Откуда берут фосфор для удобрений? Изымают из фосфорсодержащих горных пород. При первом же дожде значительная часть внесенного фосфора вымывается с поля, сносится в реки (вызывая там цветение воды), и, в конечном итоге, попадает в океан. Итак, на оборот фосфора влияют чуть ли не все процессыв биосфере.

В качестве курьёза скажу, что не так давно в озере Моно в Калифорнии была найдена гамма-протеобактерия из семейства Halomonadaceae, которая вместо атомов фосфора использует (в том числе при построении ДНК) мышьяк! Это озеро отравлено огромными количествами мышьяка, но жизнь, как оказывается, может приспособиться даже к такой среде. Однако для нас (и для тех организмов, которые мы едим) мышьяк — сильнейший яд. Нам нужен фосфор.

Человечество многократно ускорило перемещение фосфора в осадочные породы. Пока этот процесс компенсируется его избыточным изъятием из месторождений фосфорсодержащих пород. Но надолго ли их хватит?

По этому поводу ценные данные приведены в статье Алексея Гилярова, пересказывающего, в свою очередь, редакционную статью журнала Nature.

Мы уже прошли пик добычи фосфорных удобрений. Их производство уменьшается, в разработку идут бедные, неудобные для использования, загрязнённые источники фосфора. На сколько-то десятилетий их хватит. А потом?

А что будет потом, на самом деле не знает никто. Тот фосфор, который мы рассеяли по биосфере и который упокоился на дне океана, стал для нас недоступным. Чтобы его поднять и концентрировать, нужны колоссальные затраты энергии — которых нет и, в общем, не предвидится.

Как измерить доступность фосфора в планетарных масштабах?

Главный процесс, который мог бы повысить планетарную доступность фосфора, — подъём донных осадочных пород на дневную поверхность с последующей их эрозией и разработкой. В этом процессе задействованы колоссальные хтонические энергии. Тем не менее он на порядки слабее человеческой деятельности! За год мы рассеиваем фосфор, сконцентрированный хтоническими силами за огромные промежутки времени.

Те меры, о которых мы можем помыслить, не повышают доступность фосфора, а лишь замедляют скорость её снижения. Так, можно экономнее расходовать фосфорные удобрения. На самом деле благотворное воздействие окажет даже просто их значительное подорожание. Оно уже началось, и понятно, что фосфорные удобрения будут только расти в цене. Ещё не до такой степени, чтобы продавать золотишко и закупать суперфосфат, но уже настолько, чтобы всерьёз думать об экономии.