Совсем недавно ученые рассмотрели все эти механизмы в связи друг с другом, чтобы попытаться спрогнозировать, чего нам ждать от развития и потребления железа в ближайшие 400 лет[102]. Сначала они предположили, что общий объем ресурсов железа составляет 340 миллиардов тонн, а мировое население сильно сократится к 2400 году (это связано с прогнозами на будущее, касающимися других химических элементов, среди прочего – фосфора, но к нему мы вернемся чуть позже. Согласно результатам, добыча железа из шахт и дальше будет расти вплоть до середины столетия, а затем сократится, поскольку потребует все больше денег и энергии. Рост цены на железную руду повлияет на стоимость железного лома, поэтому все больше железа будет отправляться на переработку. К концу столетия большую часть железа на рынке станут производить из металлолома, в то время как сегодня это лишь треть. В какой-то момент в XXIII столетии горнодобывающая промышленность фактически прекратит работу. Параллельно из-за коррозии и износа потери железа сохранятся на прежнем уровне. Мы не можем сократить их с помощью производства большего количества нержавеющей стали: задолго до того, как железо станет дефицитным товаром, возникнет нехватка легирующих металлов, то есть хрома, марганца и никеля. Количество имеющегося в распоряжении человечества железа вырастет от сегодняшних примерно 50 миллиардов тонн до приблизительно 160 миллиардов тонн к середине XXII века, но в 2400 году, в конце сценария, у человечества останется лишь 30 миллиардов тонн железа.
Нельзя принимать ни одно исследование за чистую монету, особенно когда мы пытаемся предсказать, что случится в столь отдаленном будущем, но, если исходить из того, что ничего вечного не бывает, возможно, однажды нашим потомкам придется сделать шаг из железного века, и этот поступок окажется разумным.
Железо имеет критически важное значение для нашей цивилизации. Для Гитлера железо Кируны было столь важным, что он оккупировал Норвегию и Данию, чтобы обеспечить его поставки. Не очень-то приятно задумываться о том, на что окажутся способны другие страны и правители в тот день, когда железо уже не будет столь дешевым и легкодоступным для большинства из нас. Каменный век подошел к концу не потому, что в мире не осталось камней, – надо надеяться, что наши потомки выстроят новую и более грамотную инфраструктуру и при этом раньше, чем сталь опять превратится в предмет роскоши.
4Медь, алюминий и титан – от ламп накаливания до киборгов
Мы с моим будущим мужем вместе ездили в Австралию учиться – тогда же у нас впервые появилась собственная машина. Машина была на четыре года старше меня и досталась нам от австралийского дяди моего молодого человека – при вручении он детально проинструктировал нас по вопросам обслуживания свечей зажигания. Когда мы признались, что в двигателях разбираемся на уровне любителей, он заверил нас, что при появлении странных звуков нам всегда помогут разобрать двигатель, а потом собрать заново. Несколько раз во время поездок по пустынным районам Австралии машина, казалось, уставала, но после визита к дяде-умельцу она всегда была готова к новому приключению.
В нашей нынешней машине под капотом только багажник. Электродвигатель спрятан где-то под сиденьями, а приборная доска представляет собой единый большой монитор. Когда машина издает странные звуки или ведет себя не как положено, нужно звонить людям, которые подключатся к машине совершенно из другой точки мира и, возможно, решат проблему, прислав обновление. Если нет, машину необходимо отдать в мастерскую.
Во время поездки мы на большом экране видим положение автомобиля на карте. Путешествие я начинаю с того, что ввожу пункт назначения, а затем машина определяет, какой путь быстрее и где нам придется остановиться на подзарядку. Благодаря камере заднего вида и боковым датчикам парковаться стало проще, однако самых передовых технологий в нашем автомобиле нет, и выполнять параллельную парковку полностью самостоятельно он не умеет. В самых современных автомобилях вы доедете куда хотите, даже ни разу не взявшись за руль, однако законодательство не продвинулось вперед настолько, чтобы это и впрямь было возможно.
Летом 2017 года велись дискуссии о том, когда самостоятельное вождение окажется под запретом[103]. Автомобили, управляемые компьютером, не засыпают, не спорят с сидящими на заднем сиденье детьми и не употребляют алкоголь. Раз уж мы учимся полагаться на технологии, когда-нибудь мы сочтем, что передавать управление безрассудному человеку – это просто безответственно. И если через 15 лет своим автомобилем управлять не будет никто, мои дети, возможно, водить никогда не научатся. Точно так же я не училась машину чинить. Технологическое развитие все время сдвигает границу между человеком и машиной с помощью таких химических элементов, как медь, алюминий и титан.
Медь в автомобилях, теле и воде
Электромобиль – одно из последних дополнений ко всем тем электронным штуковинам, наполняющим нашу жизнь. С тех самых пор, как в 1880-х годах распространилось электрическое освещение, огромное значение для общества и повседневной жизни большинства людей приобрел доступ к дешевому и надежному источнику электрической энергии[104]. Без электричества с заходом солнца наступает темнота. Тогда вам придется читать и писать со светом масляной лампы, готовить пищу в очаге и каждый день вдыхать вредный дым. В Норвегии подобные условия кажутся пережитком прошлого, но всего лишь несколько десятилетий назад мой дедушка работал на строительстве электростанций и протягивал медные провода, которые вели электричество в северную часть страны.
Поскольку электричество все активнее воздействует на нашу инфраструктуру, растет и количество меди вокруг нас. Для потребления электричества медь играет важнейшую роль, поскольку обладает исключительной электропроводностью, медленно ржавеет, а кроме того, ее производство обходится довольно дешево. Сразу после Второй мировой войны в среднестатистическом семейном автомобиле было 45 метров медных проводов. Сегодня эта цифра увеличилась до 1,6 километра для обычной машины, работающей на бензине, а для гибридного и электрического автомобиля она значительно выше[105]. Большая часть меди входит в различные электронные компоненты, которых в послевоенных автомобилях не было.
Медь используется далеко не только в электрических кабелях, компьютерах и электромобилях. Из меди сделаны многие водопроводные трубы. Из них в питьевую воду могут попасть мельчайшие количества металла – они настолько малы, что проблемы не представляют, так как медь нашим телам все равно нужна. Ряд важнейших белков в клеточных механизмах содержат атомы меди; в среднем человеческом теле меди хватит на комочек размером с мелкую песчинку[106].
Тем не менее в чересчур больших количествах медь для тела ядовита, а если вы выпьете застоявшуюся в трубах воду, возможно, вам, к сожалению, не повезет и из-за содержания меди вы заболеете[107]. То же самое случится, если сварить глинтвейн в кастрюле, в которой вы обычно только кипятите воду. Со временем медь, содержащаяся в воде из-под крана, образует на внутренней поверхности кастрюли слой, и если этот слой растворится в кислом глинтвейне, то из этого напитка вы, возможно, получите слегка увеличенную дозу меди.
Медь была с нами задолго до наступления железного века. Наряду с золотом, медь – один из немногих металлов, существующих в природе в чистой форме, и медь вошла в употребление очень рано – за 8 тысяч лет до н. э. Тем не менее месторождения, где медь содержится в металлической форме, очень редки, потому использование меди широко распространилось, только когда появились методы добычи меди из минералов.
Медь – мягкий металл, и инструменты из нее менее прочные, чем железные. Однако, когда медь куют, она становится относительно крепкой. Ковка нарушает кристаллическую структуру, из-за чего атомам сложнее проскользнуть мимо друг друга. Когда металл снова нагревают, атомы располагаются аккуратными рядами – металл становится мягче и более гибким. Таким образом, из того же самого металла можно сделать новые инструменты. Постепенно распространилась практика примешивать к меди олово и изготавливать бронзу, а сплавы меди с мышьяком или свинцом лучше подходили для оружия и инструментов[108].
Медные шахты горного плато Рёрусвидда
Медь – редко встречающийся в земной коре химический элемент. Однако в большинстве стран есть пригодные для добычи месторождения, поскольку медь с легкостью перемещается и концентрируется во время различных геологических процессов. Плюс в том, что меди комфортно в компании серы, а потому на большинстве залежей медь встречается в минералах, содержащих серу, – их легко убрать из руды. Благодаря этому можно заработать денег, добывая медь с месторождений, где медь составляет лишь несколько тысячных долей. В то время как железная руда иногда на добрую половину состоит из железа, для современных медных шахт 0,6 % – типичная концентрация меди[109]. Значит, на каждую тонну извлекаемой породы остается 6 килограммов меди и 994 килограмма отходов.
Как и в случае с железом, при производстве меди из руды нужны большие количества углерода и энергии. На заре производства меди потребление древесины привело к масштабной вырубке лесов в отдельных районах Испании, Кипра, Сирии, Ирана и Афганистана[110]. В наше время нечто подобное произошло в Норвегии, на горном плато Рёрусвидда, где с середины XVII века и вплоть до 1977 года добывали медь. Обширные леса, ког