Читаем Внимание: вода! онлайн бесплатно
Внимание: вода!
Перед аграрниками стоит задача — добиться гарантированных ежегодных урожаев в необходимых для страны размерах. Решить ее можно, лишь развивая мелиоративную науку и практику рационального использования воды. Об основных теоретических и практических проблемах водопользования, о трудностях, которые приходится преодолевать, рассказывает член-корреспондент ВАСХНИЛ. Рассчитано на самые широкие круги читателей.
Серия: Эврика
Наука, Образование / ЭкологияТо, чему посвящена большая часть этой книги, можно было бы назвать просто «А». Именно так звучало слово «вода» на языке древних шумеров. И не зря так же звучит первая буква алфавитов практически всех народов мира: А-АКВА-ВА-ВОДА — первая необходимейшая субстанция жизни.
Общеизвестно, что все живое состоит главным образом из воды. И все ж напомним, что содержание воды в огурцах и салате равно 95 процентам, в капусте и моркови — 90, в яблоках и грушах — 85, в картофеле — 80. Не отстаем от растений и мы с вами: воды мало лишь в жировых тканях человека и его костях — 33 процента, зато в мышцах ее уже 77, в легких и почках — 80, в нервных тканях — 84, а в сером веществе мозга — все 85 процентов.
Мозг, таким образом, наиболее разжиженная часть нашего тела. И это, представьте, не мешает нам думать, причем иногда достаточно продуктивно. Авторы древнеиндийского философского трактата «Упанишада» так и полагали: «…воды размышляли: „Пусть мы станем многим, пусть мы размножимся“». Той же точки зрения придерживался и выдающийся немецкий физиолог XIX века Эмиль Дюбуа Раймон. Он писал: «Жизнь — это одушевленная вода».
Удивляться тому, что вода может мыслить, не стоит: она действительно самое поразительное из всех существующих природных веществ.
Вот, например, все тела при охлаждении сжимаются, а вода — расширяется. Благодаря этому лед плавает на воде. Будь наоборот, водоемы замерзали бы не сверху, а снизу, так что все реки, озера и моря промерзали бы насквозь и не успевали растаять за лето. Никто, конечно, не смог бы жить в таких условиях.
Вы, наверное, не раз проделывали нехитрый опыт: осторожно клали на поверхность воды бритву или иголку. Их удельный вес в 8–10 раз больше, чем у нее, но они в ней не тонут. Разгадка фокуса проста: она связана с наличием на поверхности воды тонкой, но чрезвычайно прочной пленки из крепко сцепленных друг с другом молекул. Они образуют своего рода панцирь. Экспериментально установлено, что разорвать его не менее трудно, чем разрушить стальной образец. Только ртуть имеет еще более высокое поверхностное натяжение, но зато она не склонна к прилипанию, адгезии.
Большое поверхностное натяжение воды в сочетании с ее способностью сцепляться с окружающими предметами обеспечивает ей еще одно уникальное свойство: она может двигаться против действия силы тяжести в узких сосудах или промежутках между частицами — капиллярах. Скорость антигравитационного движения и максимальная высота подъема зависят от свойств капилляров: в крупном песке, например, вода поднимается на 2 метра, а в чистой глине — на 12. При этом продолжительность движения меняется от 5 суток до 16 месяцев.
Победа воды над гравитацией имеет огромное значение, и прежде всего, как увидим ниже, для почвы и растений.
У воды есть и еще ряд особенностей, которыми она по праву тоже могла бы «похвастаться». Например, никто и никогда не держал в руках абсолютно чистой природной воды. Даже в капле дождя содержатся десятки сухих примесей: в среднем 30 миллиграммов на литр.
«Тела не действуют, если не растворены» — одно из основных положений алхимии. Удивительная способность растворять в себе огромное число веществ так поражала людей, что они, начиная от Фалеса Милетского до известного шведского химика XVIII столетия Г. Валериуса, всерьез верили: все происходит из воды. По крайней мере земля.
Фалес Милетский, живший в Древней Элладе между 624 и 548 годами до н. э., так и утверждал: вода есть вещество изначальное, составляющее материальную основу всех вещей. А Г. Валериус пытался подтвердить это экспериментально. Он, как писали русские «Академические известия» в 1760 году, «весьма много упражнялся в превращении воды в землю; из одной драхмы обыкновенной или перегнанной воды получал он через пятикратное ея в день толчение пестиком в стеклянной ступке по большой части полдрахмы самой белой, тонкой и безвкусной земли; однако все его старания в том бесполезны были, чтобы доказать, что оная земля происходила от превращения воды, а не от стеклянных оттертых частиц…».
Воду в ступках толкли долго — вплоть до XIX века. На его рубеже рухнула наконец водная теория питания растений, утверждавшая, что земля для растений вовсе как будто и не нужна, что вся сила — в воде. Начали думать о почве, ее свойствах, составе…
Сто лет тому назад написал Лев Толстой сказку-быль «Много ли человеку земли нужно». Герой ее Пахом сторговал за тысячу рублей землю «у башкирцев»: что за день обойдешь, то и твое.
«Лег Пахом на пуховики, и не спится ему, все про землю думает… „Отхвачу, думает, Палестину большую. Верст пятьдесят обойду в день-то… Плуга два быков заведу, человека два работников принайму; десятинок полсотни пахать буду, а на остальной скотину нагуливать стану“».
Надорвался Пахом от бега по степи, пожадничал и помер. И вырыли ему могилу «ровно насколько он от ног до головы захватил — три аршина».
Мертвому действительно больше и не нужно. А сколько все-таки нужно живым — не максимально, «по-пахомовски», а в среднем — на прожиточный минимум?
Английский ученый К. Кларк подсчитал в 1959 году, что если вырубить все леса и превратить все земли планеты, кроме пустынь и тундр, в пашню, то можно прокормить 140 миллиардов человек. Правда, для этого следует научиться собирать с каждого гектара по 55 центнеров зерновых — в два с лишним раза больше, чем собирается в среднем сегодня во всем мире. Что нужно для получения такого урожая? Прежде всего, конечно, вода.
Земли-то уж точно хватит на всех. Хватит ли воды?
Один гектар хлопка потребляет в среднем в течение вегетационного периода (в зависимости от погоды и урожая) 5,5 тысячи тонн воды, гектар свеклы — 10, кукурузы — 20, риса — 40 тысяч тонн! Основные зерновые не такие уж водохлебы, но и они пьют немало: от 4 до 8 тысяч тонн на гектар.
Сельское хозяйство — основной потребитель воды. В развитых странах не менее водоемка и промышленность. Суммарный расход воды на одного жителя США сейчас составляет почти 10 кубических метров в день. Что касается жителей развивающихся стран, находящихся в засушливом поясе, то они довольствуются всего 100 литрами. И это с учетом потребностей сельского хозяйства! Если им удастся когда-нибудь дотянуться до среднеамериканского уровня, то… хватит ли опять-таки воды?
Академик В. Вернадский писал когда-то: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов…» Надо бы добавить — и социальных, исторических, ибо, как писал Гёте:
Могущественна великая богиня Деметра. Она дарит земле плодородие, и без ее благотворной силы ничто не растет на нивах и в садах… Один из мифов Древней Эллады рассказывает, что однажды властитель подземного царства Аид увидел прекрасную дочь Деметры Персефону и без памяти влюбился в нее. Воспользовавшись родственными узами, связывавшими его с самим Зевсом, он организовал похищение девушки и сделал ее своей женой.
Тяжкая скорбь овладела Деметрой. Накинула она на себя темные одежды и в знак протеста против попустительства бога-шефа покинула Олимп. Ее отказ выполнять свои обязанности принес, как свидетельствует Гомер, страшные несчастья:
В конце концов стоны умирающих от голода достигли Олимпа. «Тучегонитель» не хотел гибели смертных и стал просить Деметру вернуться на Олимп. Богиня поставила непременным условием прекращения «забастовки» возвращение дочери… Спор был решен полюбовно: Аид обязался на две трети года отпускать жену к матери. С тех пор в день, когда прекрасная Персефона покидает грозного мужа своего Аида и возвращается на землю, Деметра побуждает деревья цвести, а пахаря — точить лемеха плугов. Так вот уже много тысяч лет не оскудевает рог изобилия — рог Деметры.
Правду сказать, масса даров, высыпающихся из упомянутого сосуда, колеблется очень существенно. Совсем нередко привередливая богиня оказывалась достаточно скупой…
Один из первых письменных документов, так называемая «стела голода» из Египта, говорит от имени великого фараона Джосера, жившего за пять тысячелетий до наших дней: «Я скорблю, в мое царствование воды Нила не разливались 7 лет. Легкими стали зерна, нет хлеба. Люди хотят идти быстро, но не в силах идти вовсе. Дети плачут, юноши еле передвигаются, подобно старцам; души людей угнетены; ноги у них подкашиваются и волочатся по земле; руки недвижно покоятся на груди… Распахнуты кладовые, но в них нет ничего, в них гуляет ветер. Все запасы истощились»..
С XIII по XVIII век в России на каждое столетие приходилось от 12 до 24 голодных лет. В Никоновской летописи за 1162 год есть такая запись: «Того же лета бысть ведро и жары велицы через все лето и пригоре всякое жито, и всякое обилие, и озера и реки высохша, болота же выгореша, и леса и земли горели». В 1372 году опять: «Сухмень бысть велика и зной и жар много, яко устрашились и вострепетали людем, реки много пересохше и озера и болота, леса и боры горяху и болота высохше горяху и земля горяше. И бысть страх и трепет на всех человецех и бысть тогда дорогонь велика и глад (голод) великий по всей земле».
В странах Азии голод тоже всегда был частым гостем. Засухи и наводнения — отсутствие воды и ее изобилие — вот наиболее частые его причины в долинах великих рек — районах, которые Жозуэ де Кастро, автор известной книги «География голода», называет «великими человеческими муравейниками Востока». В Небесной империи — Древнем Китае — с 620 по 1620 год н. э. в общей сложности 610 лет были засушливыми, а 203 — годами серьезного массового голода. Кастро пишет в связи с этим: «…варварство, …массовые убийства людей из-за горстки бобов или риса — обычные явления в Китае, где все чувства и мысли человека истерзаны острыми когтями голода». Престарелый Ван Лун — герой известного романа Перл Бак «Земля» — утешает свою голодную семью, питающуюся одной травой и древесной корой: «Бывали худшие времена, бывали худшие времена! Однажды я видел, как мужчины и женщины ели детей».
Голод вырастает из классового общества, он питается социальными отношениями между собственниками и неимущими. Но ростки его в неустойчивости земледелия, в зависимости от климата и прежде всего от засухи.
Можем ли мы рассчитывать, что научно-технический прогресс ограждает современное человечество от угрозы голода?
Коллективная монография «Изменения климата», изданная в Лондоне в 1978 году, отвечает на этот вопрос так: «В доиндустриальном обществе угроза неблагоприятных климатических изменений возникала более часто, но имела локальный масштаб, в настоящее время частота ее возникновения снизилась, а пространственные масштабы возросли. Это и означает, что сейчас большинство локальных неблагоприятных ситуаций, связанных с гибелью урожая из-за погодных условий, можно сгладить перевозками продовольствия из других районов. Однако менее вероятное одновременное нарушение вегетационных условий хотя бы в трех-четырех основных зерновых районах может угрожать жизни миллионов людей».
Неустойчивость современного продовольственного баланса доказывается динамикой мировых запасов зерна.
Принцип создания продовольственных страховых фондов стар как мир. Его проповедовали по крайней мере с библейских времен. Например, в книге Бытия Ветхого завета некий мудрец Иосиф составил долгосрочный климатический «прогноз» на основе «расшифровки» одного из снов царствовавшего в то время фараона. Фараону привиделись семь тощих коров, съевших семь жирных. Иосиф посоветовал фараону в течение семи ближайших урожайных лет делать запасы зерна, которые можно будет истратить в последующие семь неурожайных сезонов. Последовав совету, фараон действительно сумел свести концы с концами.
В начале 60-х годов мир располагал запасом зерна, которого хватило бы ему на 100 дней жизни. К концу 70-х этот срок сократился до 30 дней. В связи с этим Дж. Гриббин, редактор и один из авторов вышеупомянутой монографии, писал: «Стало ясным, что при быстрорастущем населении и весьма небольших запасах продовольствия даже небольшое изменение, например, в распределении осадков может оказаться опасным и привести к тяжелым последствиям».
В европейской части СССР три года подряд, с 1906 по 1908-й, засуха уносила более 50 процентов обычного урожая («обычного» означало тогда даже в черноземных областях 6–8 центнеров зерна с гектара). То же повторилось в 1938–1939 годах, но особенно катастрофичные засухи с полным недородом зерновых и трав были в 1921 и 1946 годах. Немногим лучшими были 1972, 1975 и 1981 годы.
В 1976 году засуха опалила Западную Европу. «Франция горит», «Европа поджаривается заживо» — подобные заголовки не сходили со страниц газет. Русскую формулу утверждения бесспорной истины «Волга впадает в Каспийское море» во Франции заменяет «В Бретани всегда идет дождь». В этом году в Бретани, как и в других пострадавших от жары провинциях, земля потрескалась настолько, что поля можно было разбирать, как булыжную мостовую, трещины достигали такой глубины, что рука опускалась в них по плечо. В середине лета поезда сходили с искривившихся от жары рельсов, обмелели большие реки (Рону в районе Лиона и Рейн у Дюссельдорфа переходили вброд), разразилась эпидемия солнечных ударов (в том числе и среди животных: в Лондонском зоопарке погиб питон, в Мюнхенском — лама; в Ганновере пингвинов предусмотрительно поместили в холодильник). В 1976 году Деметра забрала у земледельцев Европы около половины урожая.
В 1980 году пришла очередь Америки. Жесточайшая жара, обрушившаяся на 20 южных штатов США, убила 1200 человек, миллионы акров полей лишились урожая, погибли десятки тысяч голов скота, который забили из-за нехватки фуража. 38-градусная жара стояла 33 дня подряд. Убытки одного штата Техас исчислялись миллиардом долларов. В Арканзасе от перегрева погибло около 8 миллионов кур, полностью выгорело почти 50 процентов посевов сои, в рыбоводческих прудах задохнулась рыба. Газета «Тайм» писала: «В то время как у потребителей вновь потемнело в глазах от инфляции, небеса по-прежнему оставались безоблачными. Жара опять доказала, что, хотя у людей и есть кондиционеры, они все еще бессильны перед прихотями природы».





