Кислородное голодание

Жизнь на Земле может пойти по другому пути

Отправляя в июле на дачу маленького сына и родителей, моя знакомая купила небольшие баллончики кислорода: нажимаешь на кнопку, вдыхаешь — и дышать уже легче, и запах гари не так чувствуется. Этим дымным летом, когда в Центральной России горели леса и торфяники, а дымовая завеса на много-много дней накрыла города, села и поселки, многие россияне реально почувствовали, каково это — жить в условиях острой нехватки кислорода. Врачи называют кислородное голодание гипоксией. При ней человек хватает ртом воздух и все может никак надышаться. Вот уж действительно можно полцарства отдать не за коня, а за один-единственный глоток чистого воздуха.

На этом фоне не такими уж неправдоподобными кажутся опасения, что все когда-нибудь кончается, закончатся на нашей планете и запасы кислорода. И чем тогда дышать будем? И что станется с человечеством в условиях кислородного голодания? На эти и подобные вопросы вот уже много лет пытаются ответить ученые, изучающие как Мировой океан, так и биосферу Земли в целом.

А выдыхаем всякую гадость

Помните, у Аркадия Райкина в миниатюре говорилось о том, что вдыхаем мы кислород, а выдохнуть норовим разную гадость? Да ладно бы, если бы человечество кислород только вдыхало. Оно же кислород сжигает! Для поддержания жизни мы вынуждены сжигать органическое топливо. Промышленность тоже потребляет топливо в огромных количествах. Переход на газ положение не спасет — газ горит с еще большим расходом кислорода, чем уголь и нефть. И мало того — люди еще рубят леса, осушают болота, распахивают целину. Что опять-таки уменьшает приток кислорода в атмосферу. Почти 30 гигатонн кислорода в год — таков общечеловеческий расход живительного газа. Цифры даже в голове не укладываются!

Больше всего кислорода расходуют США — более четверти общемирового количества. Каждый американец за год потребляет, получается, 20 тонн кислорода. Чуть меньше вредят процессу дыхания человечества Канада и Россия — в этих странах на душу населения приходится 18 и 12 тонн кислородного расхода соответственно. И практически не наносит урона нашим легким Африка — на этом континенте тепло, отапливать жилье не нужно, да и промышленность в африканских странах практически не развита. Ну, что — бьем тревогу? Звоним во все колокола? Призываем относиться к живительному газу бережно? Как всегда, есть не только паникеры-пессимисты, но и оптимисты. Так вот оптимисты утверждают, что если сохранятся нынешние темпы потребления кислорода, то за 600 лет его содержание в атмосфере уменьшится всего на 1%. На сжигание же всех запасов органического топлива потребуется не более 2% имеющегося в атмосфере кислорода. Спрашивается, зачем паниковать, если это совершенно не повлияет на наше с вами драгоценное здоровье?

Более того — человеку легче приспособиться к недостатку кислорода, чем к его избытку. Мы с вами это почувствовали на собственном опыте. Через неделю смога дым уже приелся, мы научились дышать через раз или через марлевые повязки. А вот с избытком кислорода сложнее, не зря же говорят "отравился кислородом". Так что не волнуйтесь: кислорода не только на наш век, но и на век наших далеких потомков хватит.

Пессимисты же уверяют, что не стоит смотреть на проблему нехватки кислорода сквозь розовые очки. Чтобы сжечь всего лишь тонну топлива, человечество расходует аж три тонны кислорода. Еще в начале прошлого века Лорд Кельвин, ученый, предсказал, что человек чем дальше, тем больше будет зависеть от кислорода. Придет время, говорил он, когда кислород будут заготавливать впрок, как, скажем, дрова, а каждой семье выделят определенную норму воздуха — ровно столько, чтобы можно было поддерживать жизненные функции организма. Получается, человечество начнет жить от глотка до глотка свежего воздуха? А чему вы удивляетесь? Угроза смерти человечества от кислородного голодания не так уж фантастична, как может показаться на первый взгляд. Ведь во многих развитых странах промышленность и население уже давно потребляют кислорода больше, чем его воспроизводит природа этих стран. Впору говорить о нарушении саморегуляции биосферы. А значит надо срочно договориться о регулировании техногенного потребления кислорода.

Кое-что в этом отношении уже сделано. Так, для каждой страны установлены лимиты выбросов в атмосферу углекислого газа. За каждую тонну, выброшенную в атмосферу сверх этого лимита, правительство должно раскошелиться на 10 долларов США. Почему бы в этой связи не завести речь о стоимости кислорода? Объем его воспроизводства в каждой стране не так уж трудно подсчитать. Например, известно, что бразильские джунгли каждый год производят более 5 млн. тонн избыточного кислорода, леса России - 5,3 млн. тонн. А, скажем, леса Западной Европы, США и Японии производят кислорода намного меньше, чем потребляется его в этих странах. Получается, США, Западная Европа и Япония давно уже импортируют кислород, в то время как Россия и Бразилия его экспортируют. И почему бы странам-импортерам не заплатить за жизненно им необходимый импорт? Сколько — это и будет предметом будущих переговоров. Кстати, таким образом можно гораздо точнее, чем при подсчете промышленных выбросов оценить влияние той или иной страны на состояние атмосферы. Так что кислород "по карточкам", по мнению ряда ученых, вполне справедливая и своевременная мера.

Океан проблем

Впрочем, кислородного голодания можно избежать, если научиться в промышленных масштабах получать кислород из воды. Хотя есть одно "но": ученые все чаще говорят о сероводородном отравлении Мирового океана. Например, в нем обнаружено несколько серосодержащих районов — например, у юго-западного побережья Африки есть почти безжизненная полоса шириной больше 50 км, тянущаяся более чем на 300 км. У побережья Перу сероводородные зоны появляются раз в семь лет. Ученые связывают их появление с теплым течением Эль-Ниньо. Мощная сероводородная линза зафиксирована в Карибском море севернее Венесуэлы. Свой вклад в мировую "копилку" сероводорода вносит и Черное море. Есть сероводородные зоны и в Аравийском море, Оманском заливе, в Каспийском и Балтийском морях, в норвежских фьордах и в районе Филиппин. В общей сложности исследователи насчитывают пока в Мировом океане полторы сотни таких зон, где содержание кислорода на 15% ниже нормы.

Если климат на Земле продолжит теплеть с той же скоростью, то кислородное голодание в океане усилится. И через полвека океан потеряет как минимум треть кислорода. К тому же в океане наблюдается еще одно неприятное для биосферы явление — холодные и теплые воды в нем не перемешиваются, а располагаются слоями, что еще больше затрудняет нарушенный процесс вентиляции океана.

Ученые говорят об угрозе уничтожения морских экосистем. Кислородного голодания уже не выдерживают морские звезды, анемоны, зато в таких условиях активно размножаются анаэробные бактерии, которым кислород не нужен.

Мы пойдем другим путем?

Многие морские животные, в том числе и рыбы могут, конечно, вымереть, но это не так страшно. Мы в конце концов научились выращивать морепродукты в искусственных водоемах. Страшнее другое — кислородное голодание Мирового океана чревато тем, что ход эволюции на нашей планете может в корне измениться. Если появление кислорода заставило живые организмы усложняться, то кислородное голодание запускает обратный процесс. Привыкшие жить в среде, богатой кислородом, живые организмы начнут упрощаться, возвращаться к своему первоначальному состоянию. Это может привести к возникновению совсем другой жизни, то есть может начаться вторая волна эволюции. В океанских глубинах есть организмы, живущие там еще с тех времен, когда жизнь на Земле только зарождалась. Это так называемая подземная биосфера. В дне океана при бурении скважин находят бактерии, которые живут без света и кислорода. Если их вытащить на поверхность, они умрут. Ученые говорят, что, возможно, эти бактерии и есть самые первые живые организмы на Земле. Если кислород в какой-то зоне океана совершенно исчезнет, они могут выйти на поверхность и начать эволюционировать. В конце концов именно так случилось с их собратьями около четырех миллиардов лет назад. Но как эти бактерии будут изменяться, пока никто не может даже предположить. Процесс обычно занимает миллиарды лет.

Так что ученые пока чисто теоретически не исключают, что на нашей планете может появиться новая, доселе невиданная жизнь. Почему теоретически? Да потому, что на Земле все взаимосвязано. Система терпит чужаков лишь до той поры, пока они незаметны. Стоит им "высунуться", как система их уничтожит. Но это лишь поры до времени. Тем более, что на нашей планете могут появиться организмы, которые смогут выжить при низком содержании кислорода. Ими могут оказаться как простейшие бактерии, так и огромные чудо-юдо рыбы-киты. Уже сейчас в океанских глубинах, где почти нет кислорода, плавают животные с кровеносной системой, и не моллюски, а крупные представители морской фауны.

Впрочем, большинство ученых призывает обывателей не верить страшилкам, а жить и наслаждаться тем, что есть. В конце концов эволюция занимает миллиарды лет, и предсказать, что такое туманное будущее нам готовит, можно лишь с очень большим допущением. И появятся ли неизвестные нам организмы на нашей планете, бабушка еще надвое сказала.

А значит, правильно, мы пришли к тому, с чего начинали. Без кислорода жизнь плохая, не годится никуда. И пессимисты, которые пугают человечество дефицитом живительного газа, правы по крайней мере в одном: пока не поздно, человечество должно перейти не только к энерго-, но и к кислородосберегающим технологиям.

Автор: Светлана Любошиц