Еще один ресурс

 

Засуха 2010 года сильно ударила по сельскому хозяйству России, а местами, в Татарстане, Башкирии и других регионах она началась годом раньше, еще летом 2009. В первую очередь сократилась кормовая база, что принудило хозяйства к массовому забою животных. Ясно, что повторение еще одного такого лета означает крах сельского хозяйства в европейской части России и окончательный провал ее продовольственной безопасности.

А уверенности, что жаркое лето 2010-го не повторится, ни у кого не может быть. Но кроме засухи в природе существуют и другие явления, которые не раз в истории приводили к массовому голоду и вымиранию значительной части населения, как например, в шестом, четырнадцатом или в начале семнадцатого века. И к таким угрозам человечество не готово.

Пора вспомнить, что цивилизация, несмотря на все свои технологии, по-прежнему зависит от урожая, как и столетия назад. Причем урожайность эта во многом поддерживается искусственно, поскольку численность населения планеты превышает тот уровень, который может поддержать экосистема.

Но у проблемы с кормами может быть решение, причем порожденное самой засухой, точнее, ее глубинными причинами. Причем глубинными в прямом смысле слова.

 

Если верить гипотезе Ларина, локальный парниковый котел образовался над Россией из-за усиления газовыделения из почвы. Но даже если это конкретное предположение неверно, то потоки водорода, предсказанные Лариным в его основной работе, дают преимущества не только для энергетики.

 

Водород - это не только топливо, но и основа кормовой базы и пищевой промышленности, не зависящей от климата. В принципе, опираясь на водород, цивилизация может стать совсем независимой от поверхности планеты, от солнечного света, растений и фотосинтеза.

Общеизвестно, что кислород производят зеленые растения, которые под действием солнечного света разлагают углекислый газ ради углерода для собственных нужд. Однако кислород на нашей планете появляется несколькими способами и растения дают только часть его.

Во-первых, стратосфера. Ультрафиолетовое и другое излучение расщепляет молекулы водяного пара, поднявшегося до такой высоты, водород улетучивается в космос, а кислород, как более тяжелый, остается в атмосфере.

Во-вторых, кавитация. Кстати, именно Ларин первым обратил внимание, что в природе следует учитывать роль звука, разрушающего воду с выделением кислорода. Разумеется, звуковые волны не могут сами по себе расщеплять молекулы воды, но возникающая при сильном звуке кавитация – самоускоряющееся схлопывание микропузырьков, приводит к чрезвычайной концентрации давления в их центре.

Однако, в отличие от растительного, эти способы производства кислорода в природе не связаны с поглощением углекислого газа, избытком которого принято сейчас пугать мировую общественность.

Однако все же есть организмы, не нуждающиеся в солнечном свете для потребления углекислого газа. Им для этого нужен только водород и называются они водородными бактериями.

Почему же глобальная роль водородных бактерий в поглощении углекислого газа до сих пор почти не учитывалась?

А потому, что биологам не была известна теория Ларина.

Считалось, что в земле очень мало водорода, что водородные бактерии довольствуются жалкими дозами водорода, выделяемого другими микробами при гниении органики. До понимания истинных масштабов было еще далеко.

Хотя признавалось, что водородные бактерии в почве чрезвычайно распространены. И это как-то не очень согласуется с представлением, что все они лишь жалкие симбиоты гнилостных микробов. Что-то слишком велико разнообразие их видов и количество.

Итак, что же это за бактерии… и с чем их едят.

Водородными называются бактерии, получающие для роста энергию в результате окисления молекулярного водорода. Обычно эта реакция сочетается с поглощением углекислоты. Большая часть водородобактерий так же хорошо растет на органических средах.

Водородные бактерии не представляют единой таксономической группы (относятся к родам Pseudomonas , Alcaligenes, Microcyclus, Paracoccus, Nocardia и др.). Среди всех хемосинтезирующих бактерий водородные самые многочисленные по числу видов. Такое разнообразие только утверждает в мысли, что роль их в природе гораздо значительнее, чем считалось раньше.

Они распространены в почве и водоемах. Из почвенных хорошо изучена Hydrogenomonas eutropha. Это мелкая неспороносная подвижная палочка с полярным жгутиком, образующая колонии желтого цвета. Именно на нее возлагаются большие надежды.

К водородным бактериям обычно не принято причислять микроорганизмы, окисляющие Н2 только в анаэробных безкислородных условиях (метанобразующие и сульфатвосстанавливающие бактерии. О метанобразующих я упомяну чуть позже, они тоже интересны и относятся к теме этой статьи).

Некоторые виды водородных бактерий очень хорошо растут, способны удваивать свою массу за два часа. Причем эта биомасса с высоким содержанием белка, и белка хорошего качества, содержащего основные необходимые аминокислоты, в отличие от белка растений, в которых присутствуют не все аминокислоты требующиеся человеку.

Водородобактерии проще всего использовать для производства кормов для скота, хотя, усовершенствовав технологии, проведя селекцию бактерий, можно напрямую получать пищу для человека.

Вместе с глубинным водородом в руках человечества появляется еще один ресурс, который можно использовать не только в энергетике, но и для питания в самых сложных климатических условиях. Можно стать независимым от засух и вулканических похолоданий.

Современная цивилизация до сих пор сильно зависит от сельского хозяйства, оно перегрузило собой экосистему. Урожайности приходится добиваться с помощью интенсификации сельского хозяйства, все держится на удобрениях. Но удобрения способны помочь лишь при условии, что и другие погодные факторы подходят для роста. Геологии известно, что даже в исторический период не раз происходили катастрофы, приводившие к тотальному неурожаю в течение нескольких лет. Например, кошмарный 1600-ый и три последующих года, когда летом шел снег, и не было никакого урожая, что привело к массовому каннибализму и вымиранию во многих странах мира.

В нынешних условиях такой неурожай мог бы привести к сотням миллионов смертей от голода, несмотря на техническую обеспеченность.

Я уж не говорю о таких угрозах как супервулкан или ядерная война. После извержения супервулкана количество света сокращается на 90%, сумерки даже в полдень, а в остальное время беспросветная тьма. Фотосинтез растений снижается при этом на 85%, то есть ни одно сельхозрастение при этом не дает урожая, только сорняки еще как-то выживают. Сельское хозяйство попросту исчезает. О таком понятии как лето можно будет забыть на несколько десятилетий, поскольку даже летом мокрый снег глобально везде. Разумеется, численность населения при этом сокращается до самого минимума, хотя некоторая часть еще может продержаться некоторое время за счет каннибализма.

С помощью водородной пищевой промышленности можно будет совсем не зависеть от климата, производя питательные вещества хоть под землей. Хотя под землей не обязательно, главное, чтобы была скважина, подающая водород и ферментер с водородными бактериями.

Ларин много сделал, доказывая, что потоки водорода, которые могут идти из глубин, весьма мощны. Временами просачивание водорода и сопутствующего ему самовоспламеняющегося силана, способны вызывать мощные взрывы, появление термокарстовых и взрывных воронок в некоторых районах, например в Сасово, в Курской и Липецкой области. Он отмечал обесцвечивание почвы в местах с особо сильным просачиванием из-под земли.

Усиление поступления водорода из недр земли – это тревожный симптом, который возможно предшествует геологическим катастрофам, о которых можно поговорить отдельно. Но именно тот же водород дает шанс выжить при неблагоприятных условиях.

Возможно, в глубинах под землей существует целая неучтенная экосистема, не зависящая от поверхности с ее солнечным светом и фотосинтезом. Только основана она может быть не на аэробных водородных бактериях, потому что с воздухом в глубинах туговато, а на метанобразующих, которые тоже питаются водородом.

Метанобразующие бактерии живут за счет восстановления СО2 до метана водородом; так же используют для получения углерода окись углерода (СО) , метанол, муравьиную кислоту, уксусную кислоту и другие соединения. Строгие анаэробы, атмосферы не любят. Их клеточная стенка не содержит муреина, а РНК отличается от РНК других организмов. У этих бактерий обнаружены присущие только им коферменты, например 2-меркаптоэтансульфоновая кислота, участвующая в реакциях переноса метильной группы. Из-за данных особенностей метанобразующие бактерии не зря классифицируются как обособленная группа архебактерий.

Внешне метанобразующие бактерии тоже разнообразны (палочковидные, изогнутые, сферические).

В природе обитают в затопляемых почвах, болотах, иле водоемов. Можно отметить их самые значимые роды, такие как Methanobacterium, Methahosarcina, Methanococcuc.

Считалось, что из-за неспособности осуществлять другие реакции кроме метаногенеза, метанобразующие бактерии развиваются в сообществе с другими анаэробными бактериями, разлагающими органические вещества с образованием Н2 и низкомолекулярных углеродистых соединений. Но опять же, такое утверждение не учитывает теорию Ларина и количество водорода, поступающее из недр.

Масштаб деятельности метанобразующих бактерий может быть даже больше, чем у водородных. Именно потому, что водородобактерии аэробны, живут только в почве, относительно неглубоко, нуждаясь в воздухе.

А вот метанобразующие бактерии могут перехватывать большую часть водорода еще на глубине. И мы даже не можем точно оценить, сколько они его там поглощают. А углекислый газ из более глубоких недр Земли тоже выделяется в немалых количествах, так что в нем они не испытывают недостатка. На глубине всегда тепло, температура, способствующая максимальной скорости жизнедеятельности бактерий.

Эти бактерии могут быть началом пищевой цепи для более сложных организмов, странных организмов глубин, которые никогда не видели солнечного света и которым для дыхания не нужен воздух. О тех глубинах мы практически ничего не можем знать. Что там может жить в темных, подогретых теплом недр, водах пропитывающих пласты, мы узнаем еще нескоро. Я несколько отвлекся в сторону предположений, но для этой гипотетической экосистемы можно предложить название Хтон, следуя традициям мифологии.

Мы не можем оценить, насколько велика общая биомасса этого Хтона. А вдруг она больше, чем у биосферы на поверхности? Что мы знаем о глубинной жизни?

Любопытно, что в теориях парникового эффекта не уделяется серьезного внимания водородным и метанобразующим бактериям. Потому что, не зная о теории Ларина, о масштабах просачивания из глубин водорода, климатологи просто не могли знать о соответствующих масштабах поглощения углекислого газа этими бактериями. Ведь они же считались просто симбионтами гнилостных… Но если выделение водорода столь серьезно, то значит как поглотители углекислоты, водородные бактерии возможно не уступают всем растениям, хотя оценить сколько они поглощают углекислого газа сейчас не представляется возможным. Науке потребуются серьезные исследования, чтобы получить точные данные. Вопросов сейчас по этой теме больше чем ответов.

Но вернемся к сельскому хозяйству. Идея переходить непосредственно к производству пищи для людей с применением водородных бактерий многим может показаться преждевременной. Понятна положенная в таких случаях необходимость многолетних проверок. (Хотя, в принципе, нынешняя пища переполнена всевозможными химическими добавками, а в бактериальной хоть инсектицидов не будет.) Но вот организовать производство кормов для сельскохозяйственных животных можно гораздо быстрей.

Таким образом, сельское хозяйство может стать сверхпродуктивным в стране с любыми климатическими условиями, хоть в вечной мерзлоте, хоть после планетарной катастрофы.

Засуха 2010 года показала, что внедрение технологий искусственной пищи не стоит откладывать, поскольку нет никакой уверенности, что такие явления не будут повторяться, и особенно тяжелыми станут последствия, если подобные годы пойдут подряд.

Из всех известных сейчас технологий только биотехнология на основе водородных бактерий может дать человечеству уверенность в выживании, несмотря ни на какие климатические катаклизмы.

1. Заварзин Г.А., Водородные бактерии и карбоксидобактерии, М., 1978.

2. Ларин В.Н. Водородная энергетика: пора бурить скважины – Химия и жизнь, №10, 2000, с. 46-51.

3. Биологический энциклопедический словарь. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», Москва, 1995.

4. http://hydrogen-future.com

Оригинал статьи: Таурон (с) 29.12. 2010