Золота мало, и оно дорогое. Грязи, напротив, много, и она ничего не стоит. Научный подход требует, чтобы мы не воспринимали такую ситуацию как данность, а задались вопросом: отчего так, а не иначе?  

Начнем с золота. Оно дорого стоит, потому что сделать его нелегко. Причем затруднения тут возникают не только у отдельных индивидуумов, но и у Вселенной в целом. Дело в том, что ядра химических элементов, кроме совсем уж неинтересных, Вселенная изготавливает в термоядерных реакциях внутри звезд. Соединение ядер водорода в гелий, потом в углерод и далее по таблице Менделеева дает небольшой энергетический выигрыш — за счет него, собственно, звезды и светятся. Но выигрыш получается лишь до тех пор, пока дело не дойдет до железа: дальше слияние ядер уже не дает никакой энергии, а наоборот, требует ее затрат. Звезда, лишенная способности светиться, схлопывается под действием гравитации — мы видим это как взрыв сверхновой. Откуда же взяться ядру золота, которое в три с половиной раза тяжелее железа?

Физики предлагают единственно возможный способ: «быстрый захват нейтронов». Смысл его таков: если ядро очень щедро осыпать нейтронами, оно станет захватывать их сразу помногу, перескакивая через нестабильные состояния, и в конце концов может получиться золото или, к примеру, чуть более легкий и тоже стабильный европий. Энергия при этом будет затрачена, но раз уж мы откуда-то взяли такую уйму нейтронов, экономить энергию нам теперь не приходится. Возникает другой вопрос: где взять нейтроны?

Если в объеме космоса, включающем ближайшие к нам несколько десятков галактик, нейтронные звезды сталкиваются хотя бы раз в год, этого должно хватить для образования всего золота, которое мы видим во Вселенной

До недавнего времени было принято считать, что этот фокус должен получаться как раз при взрыве сверхновой: когда серединка светила схлопывается в нейтронную звезду, взрывная волна уносит наружу часть материала, и там могло бы хватить и тяжелых ядер, и нейтронов, чтобы провернуть весь этот фокус. Но в августе прошлого года наметился другой вариант решения проблемы: детектор LIGO зарегистрировал гравитационные волны от столкновения двух нейтронных звезд в созвездии Гидры (об этом драматичном событии мы упоминали вот здесь). Обывательская интуиция подсказывает, что уж в такой космической неразберихе нейтронов должно быть более чем достаточно, чтобы слепить любые тяжелые ядра, какие природе заблагорассудится (в некотором смысле сама нейтронная звезда — это огромное и тяжеленное атомное ядро).

Интуиция — прекрасная вещь, но, к счастью, волны принесли и кое-какую детальную информацию о том, что именно происходило в том столкновении. В этом разобралась международная группа астрофизиков, главным образом из США, и сообщила о результатах в мартовском выпуске The Astrophysical Journal. Их расчеты свидетельствуют: в тот памятный день 17 августа — или, если угодно, за сотню миллионов лет до этого — могла образоваться масса золота, в 10 раз превышающая массу Земли. Если в объеме космоса, включающем ближайшие к нам несколько десятков галактик, нейтронные звезды сталкиваются хотя бы раз в год, этого должно хватить для образования всего золота (и, кстати, европия, если он вам зачем-то понадобился), которое мы видим во Вселенной.

Какую пользу несет нам это знание? Во-первых, понимать механизмы работы Вселенной полезно на тот случай, если через пару миллиардов лет мы возьмем их под свой контроль, превратившись в сверхцивилизацию. Во-вторых, в менее отдаленной перспективе это неплохое упражнение для фантазии. Раньше вы, глядя на свой золотой Carl F. Bucherer или на коронку во рту продавца шаурмы, могли тешиться мыслью, что каждый атом золота в них помнит взрыв сверхновой. Теперь вы вправе вообразить куда более масштабную катастрофу, вплоть до образования черной дыры. Насколько же богаче и ярче стал ваш мир! Причем без всякого усилия с вашей стороны — за вас потрудились астрофизики. Спасибо им за это.

О’кей, теперь о грязи. Речь идет не о грязи в морально-этическом смысле, в которой на наших глазах тонет одна огромная страна вместе со своим незадачливым народцем, а о самой обычной, чавкающей под ногами. Кажется, будто она была всегда. Но геологи Уильям Мак-Ман и Нил Дэвис из Кембриджа неожиданно поняли, что это далеко не так. В истории нашей планеты было время, когда грязи практически не было — по крайней мере, по нынешним стандартам. Более того, эта безмятежная эпоха длилась 9/10 всей истории Земли.

Если двигаться от нашего времени в прошлое, оказывается, что в недавние геологические эпохи грязи было много. Но при пересечении рубежа в 460 млн лет назад выясняется, до этого момента грязи почти не было

Исследователи изучали включение ила, глины и грязи в горные породы. Если двигаться от нашего времени в прошлое, оказывается, что в недавние геологические эпохи грязи было много: ее количество держалось чуть ниже 30%, а в некоторые особо проблемные времена достигало 90% всех отложений. Но при пересечении рубежа в 460 млн лет назад все волшебно меняется: оказывается, до этого момента грязи почти не было. Ее количество в составе пород не превышало 1%. Чистота царила на планете четыре миллиарда лет, вплоть до вот этого момента. Что же произошло 460 млн лет назад, из-за чего планета буквально утонула в грязи — и, что уж греха таить, пребывает в таком состоянии поныне?

Кембриджские геологи искали корреляции с вулканическими процессами, дрейфом континентов, космическими катастрофами и глобальными изменениями климата. Корреляций не было. Они нашлись там, где никто не ждал: накопление грязи на планете шло в ногу с завоеванием суши растениями.

Четыреста шестьдесят миллионов лет назад на суше появились первые робкие ростки, и очень скоро цепкие корни впились в каменистую почву. Растения разрушали горные породы, и они же задерживали потоки воды, которые могли смывать образовавшуюся грязь в океан. С тех пор суша приобрела тот грязноватый вид, который мы привыкли ассоциировать с понятием «природа». Как эта катастрофа изменила мировой океан, чуть менее очевидно: водные потоки, несущие в воду земной прах, стали не такими бурными, зато самого праха стало больше. Так что, возможно, океанские жители и не заметили больших перемен.

Но сухопутные существа вроде нас живут в страшной грязи и не жалуются, потому что никогда не видели лучшей жизни, ведь полмиллиарда лет назад на суше, кроме растений, никого еще не было. Таким образом, наши предки, начиная с амфибий, привыкли жить в грязи. Привыкнем и мы с вами, и уж тем более наши злосчастные потомки. В этом смысле никакого поворота к лучшему наука — главным образом сейчас речь идет о геологии — не предвидит.

Части этой заметки были ранее опубликованы в еженедельнике «Окна», литературном приложении к израильской газете «Вести».