40. Дым из трубы

Восьмого декабря 1990 года зонд «Галилео», летевший к Юпитеру, пронёсся низко над Землёй: ему нужен был разгон от её притяжения. Астроном Карл Саган предложил навести приборы на родную планету и сделать вид, что видят её впервые. Опыт был контрольным. Если метод поиска жизни не найдёт её там, где она точно есть, на чужих планетах ему верить нельзя.

Приборы нашли три вещи. В воздухе оказалось много свободного кислорода и вместе с ним метан, который рядом с кислородом долго не живёт. Суша во многих местах резко светлела на границе красного и невидимого инфракрасного света. Сам прибор не знал, что за краска так себя ведёт, но именно так отражает свет листва. А радиоприёмник поймал сигналы на узких частотах, сила которых менялась по рисунку, как у радиостанций. Природа так не вещает.

Разглядеть кого-нибудь живого камера не могла, а самые чёткие её снимки из-за траектории пришлись на пустыни Австралии и льды Антарктиды, где городов нет. Вывод статьи в журнале Nature был осторожным. Жизнь выдаёт себя не существами, а тем, что все они вместе сделали с воздухом и цветом суши, а разум виден только по радио.

Биосфера собрана из всех экосистем и того, что им дала планета: воздуха, океана, верхнего слоя камня. В экосистеме связи были местными: убери хищника, и изменится берег. Здесь углекислый газ, выдохнутый тайгой, вдыхают леса другого континента, и все берега оказываются частями одного целого. Слово «биосфера» придумал австрийский геолог Эдуард Зюсс, а через полвека Владимир Вернадский построил на нём науку о жизни как о силе, переделывающей планету.

Одна водоросль, выделившая кислород в каплю воды, ничего не меняет. Кислород растворится, окислит немного железа, и всё. Состава атмосферы у клетки нет, как у молекулы воды нет температуры, а у всей жизни вместе он есть. Метан в кислородном воздухе окисляется и живёт в среднем около десяти лет. Раз он всё равно держится, его всё время подкачивают, и больше всего его дают микробы в болотах, на рисовых полях и в желудках коров. Это ванна с открытым сливом, в которой уровень воды не падает: значит, открыт кран. Химики называют такое неравновесием: смесь должна была прореагировать и кончиться, но не кончается.

Эту мысль задолго до «Галилео» высказал британский химик Джеймс Лавлок. В 1965 году он работал в Лаборатории реактивного движения NASA, где готовили приборы для поиска жизни на Марсе, и сказал инженерам неудобную вещь: садиться не обязательно. Довод у него был тот же, что у прохожего, который смотрит на дым из трубы: чтобы понять, живёт ли кто-то в доме, входить не нужно. Воздух Марса почти целиком из углекислого газа, спокойный и равновесный, и Лавлок заранее предсказал, что жизни там нет. Потом на Марс сели «Викинги» и убедительных её признаков не нашли.

Кислород, который выдал Землю, сделала сама жизнь. Цианобактерии, первые клетки, научившиеся расщеплять воду солнечным светом, выдыхали его, а планета долго впитывала всё, как губка: кислород уходил на растворённое в океане железо и на вулканические газы. Ржавчина той эпохи лежит в земле полосчатыми железными рудами, и из них до сих пор выплавляют железо. По тому же сжатому календарю, в котором маты появились в конце марта, кислород начнёт копиться в воздухе только в середине июня и до начала июля будет то прибывать, то убывать, прежде чем закрепиться.

Под солнечным ультрафиолетом из кислорода вырос озоновый слой. Если собрать весь озон атмосферы у земли, выйдет плёнка толщиной в три миллиметра, две монеты стопкой, и этот щит открыл жизни дорогу на сушу. Изменился даже камень: без свободного кислорода не было бы бирюзы, малахита, азурита и, по прикидке минералога Роберта Хейзена, примерно двух третей всех известных минералов.

Весной 1958 года Чарльз Дэвид Килинг начал измерять углекислый газ на вулкане Мауна-Лоа посреди Тихого океана, и уже за первый год в данных проступил не шум, а ритм. С поздней весны до осени углекислого газа становится меньше, потом до весны больше. Суши в северном полушарии больше, чем в южном, и летом листья там тянут углекислый газ из воздуха: планета делает вдох. Осенью листья опадают и гниют, и она выдыхает. Ни у одного листа нет сезонного дыхания планеты. Оно есть только у всех листьев сразу, и его видно с одной горы.

Лавлок пошёл дальше и вместе с Линн Маргулис, той самой, что отстояла клетку внутри клетки, предположил, что жизнь, воздух, океан и почва вместе держат условия пригодными для жизни, как тело держит свою температуру. Имя гипотезе дал сосед Лавлока, писатель Уильям Голдинг, автор «Повелителя мух»: Гея, по имени греческой богини Земли. Простая компьютерная модель, планета с тёмными и светлыми маргаритками, показала, что такая регулировка может работать без всякого замысла. Когда холодно, лучше растут тёмные цветы, они поглощают больше света и греют планету, а когда жарко, выигрывают светлые и охлаждают её. Спор идёт о том, держит ли биосфера условия для себя или просто меняется вместе с планетой, и есть учёные, которые считают, что жизнь порой подрывает сама себя.

Часть регуляции точно делают дождь и камень: чем теплее, тем быстрее выветривание вытягивает углекислый газ из воздуха в известняк, где теперь лежит почти весь земной запас. На Венере, планете того же размера, он остался в воздухе, и у её поверхности плавился бы свинец. Сколько к этому добавляют корни растений, крошащие камень, пока не сосчитали.

От биосферы отходит ещё одна ветвь. В том сжатом году цианобактерии стали геологической силой в июне, а один вид стал ею в последние секунды перед Новым годом: мы передаём друг другу знания, а не гены, и это быстрее отбора. Около 2020 года масса всего, что сделали люди, от бетона и щебня до металла и пластика, сравнялась с сухой массой всего живого, и каждую неделю на каждого человека производится больше вещей, чем весит он сам. Углекислого газа над Мауна-Лоа в первую весну Килинга было 313 молекул на миллион, а в мае 2026 года 432, на треть с лишним больше. Из биосферы вырастает техносфера.

У биосферы нет центра. График Килинга складывает дыхание бесчисленных листьев в один вдох, но никто этот вдох не читает и ничего по нему не решает: Гея не думает. Чтобы тысячи слабых сигналов сложились в одно решение, нужна не планета, а одна клетка, устроенная так, чтобы слушать тысячи соседей сразу.