Кактусы в результате эволюции приспособились к условиям засушливых зон с ограниченным доступом к пресной воде, и умудряются успешно выживать.
Те земли, которые раньше легко подвергались обработке, перестают быть таковыми. Плодородные почвы становятся все более редкими. Кроме того, они побуждают влиятельные группы и правительства, озабоченные собственной продовольственной безопасностью, их скупать. Масштабы этого феномена все увеличиваются, и он вызывает все большее беспокойство. С 2000 по 2012 год были зарегистрированы договора на покупку 83 миллионов гектаров, что составляет примерно 2 % возделываемых земель мира. Это происходит в основном в африканских странах, таких, как Судан, Танзания, Эфиопия и Демократическая Республика Конго. Помимо африканских стран, аналогичные явления наблюдаются в Латинской Америке, Юго-восточной Азии, а в самые последние годы случаи скупки земель были зарегистрированы и в Европе.
Продовольственная безопасность стала настоящей проблемой XXI века. Как гарантировать снабжение продовольствием постоянно растущего населения земного шара? Как преуспеть в этом вопросе в условиях резкого сокращения плодородных земель и водных ресурсов? Чтобы ответить на этот вызов, не усугубляя состояния и так уже ограниченных ресурсов планеты и не умножая факторов негативного влияния на ухудшающуюся климатическую ситуацию, необходимо произвести настоящую революцию в нашем понимании того, что такое сельское хозяйство. Возможным решением, удовлетворяющим все возрастающую потребность человечества в продовольствии и учитывающим все возможные экологические ограничения, может стать частичный перенос земледелия в океан. На первый взгляд, это звучит диковато и фантастично, но если мы проанализируем внимательно это предложение, то увидим, что в этом нет ничего невероятного. Вода на нашей планете на 97 % соленая, 2/3 земного шара покрыты водой. Именно океаны, без всякого сомнения, будут нашим новым рубежом, который мы преодолеем, гораздо раньше, чем окажемся на иных планетах. Конечно, чтобы спуститься в глубины океана, потребуются новые технологии и новые растительные виды, которые мы сделаем съедобными (включая, те, которые будут легко переносить засоление). Но эти задачи вполне решаемы современными научными методами.
В последние годы человеческая деятельность и климатические изменения вызвали рост площади засоленных земель. Подъем уровня моря ежегодно превращает в солончаки некогда плодородные почвы.
Выжить в соленой воде
Земледелие в условиях повышенной засоленности потребует разработки конкретных ответов на снижение доступности пресной воды, а также методов выращивания культур в условиях высокого содержания соли в почве. Все культуры, выращиваемые сегодня, весьма чувствительны к соли. Даже те, немногочисленные растения, что считаются неприхотливыми, выдерживают в лучшем случае не более 30 % морской воды в воде для полива. Повышение концентрации соли вызывает сильное снижение урожайности – соль токсична для злаков. Уже не один десяток лет многочисленные исследователи ищут способ добиться снижения чувствительности сельскохозяйственных растений к соли, однако результаты их более чем скромны.
Несмотря на то что эксперименты проводятся самые различные, возможность получения сортов сельскохозяйственных культур, способных успешно расти на засоленных почвах, представляется иллюзорной. Поиск новых идей в этой области привел к тому, что в последние годы взоры ученых обратились на те растения, что смогли самостоятельно решить проблему выживания на засоленных почвах. Речь идет о так называемых галофитах (от греческих слов alo – соль, и fito – растение), автохтонных для почв, засоленных естественным путем (соленые пустыни, прибрежные почвы, высохшие лагуны и т. д.), и способных расти и размножаться в районах, где другие растения не выживают. Одомашнивание и превращение в земледельческую культуру этих растений, многие из которых вполне съедобны для человека и животных, позволило бы использовать для полива как смеси пресной и морской воды, так и просто морскую воду, и создало бы новые возделываемые угодья в прибрежных или засоленных регионах. Другими словами, изучение широкой гаммы адаптационных способностей галофитов, их морфологической, физиологической и биохимической приспособляемости к соли позволит найти решения и для повышения устойчивости обычных злаков.
Представьте себе, что галофиты – или иные растения, хорошо переносящие соль, – могли бы выращиваться на плавучих фермах в море. Они бы не занимали места, не требовали воды, и проблема продовольственной безопасности была бы решена навсегда.
Баржа «Медуза» – плавучая теплица
Пару лет тому назад, на приеме, организованном Иларией Фенди в ее поместье Казали дель Пино в Риме, я познакомился с Кристианой Фавретто и Антонио Джираради – молодой парой архитекторов. Они живо интересовались миром растений, как источником вдохновения для технологических открытий. Эта пара, сплоченная совместной жизнью и профессиональными интересами, посвятила себя воплощению идей, подсказанных растениями, в весьма оригинальных архитектурных сооружениях. Общие интересы, яркое воображение, реализованное в их удивительных проектах, вызвали мгновенную симпатию между нами, и мы, естественно, начали обсуждать наш опыт и возможности осуществления совместного проекта. Так я узнал о «Медузе». Антонио и Кристиана разрабатывали идею плавучей теплицы, в которой соленая вода превращалась бы в пресную и использовалась бы для полива растений, растущих внутри. На их живописных набросках я увидел теплицу с прозрачным куполом, из-под которого тянулись длинные канаты, предназначенные для абсорбции соленой воды как щупальца, они уходили под воду. Сооружение действительно очень напоминало медузу, поэтому мы назвали его Jellyfish («медуза» по-английски). Мне идея не просто очень понравилась – она как раз соответствовала моей собственной идее плавучих морских ферм, которая как раз занимала мои мысли в то время.
Мы начали с решения многочисленных технических задач и попыток воплотить идею в реальный и функционирующий прототип. Я пригласил архитекторов ко мне во Флоренцию в лабораторию Linv, чтобы продолжить обсуждение и найти способ более эффективного сотрудничества. За те недели, что мы обсуждали как сделать «Медузу» настоящей плавучей теплицей, мы сформулировали многочисленные критерии, которым должна была соответствовать наша крошечная плавучая морская ферма. В конце концов у нас получился удивительный, амбициозный проект. Его целью стало создание автономной системы по производству растительной пищи, которой не нужна была бы земля, которая не потребляла бы ни капли пресной воды и обогревалась бы исключительно за счет солнечной энергии или других естественных ее источников – ветра или волн. На меньшее мы не были согласны. Мы хотели создать чудо, скатерть-самобранку, производящую продовольствие без потребления ресурсов. «Медуза» должна была стать нашим вкладом в решение проблемы продовольственной безопасности на нашей планете. Поэтому к слову Jellyfish мы добавили слово Barge (баржа). Jellyfish Barge (JB) должна была стать спасательной шлюпкой, показать, что еду можно производить даже в условиях тотальной катастрофы.
Растущий на барже «Медуза» салат: плавучая теплица позволяет производить овощи без потребления пресной воды.
Имейте в виду: производство без использования ресурсов – это в каком-то смысле философский камень, идеал устойчивого производства. Этой цели достичь практически невозможно. В начале, несмотря на добрую волю и упорную работу команды, которую мы организовали (к Антонио и Кристиане присоединились Элиза Аззарелло, Элиза Маси и Камилла Пандольфи, которые помогали в реализации проекта), мы не могли никак соединить взаимоисключающие требования. Мы находили решения для отдельных задач, но они никак не укладывались в единое целое: можно было обойтись без пресной воды, но тогда росло потребление энергии; если же мы пытались снизить энергопотребление, то ничего не получалось с гидропоникой (выращивание растений в питательном растворе). Чем дальше, тем больше нам казалось, что наш визионерский проект реализовать невозможно. Кроме того, мы поставили себе еще одно дополнительное ограничение: все детали баржи «Медуза» должны годиться для повторного использования, и по возможности, быть созданы из переработанных материалов.
В последующие месяцы многочисленные задачи, над которыми мы трудились, становились все более и более трудными и казались вовсе не поддающимися решению. Любая попытка приводила только к прежним неутешительным результатам. Мы продолжали беспорядочно плутать вокруг да около разных аспектов задачи. Мы попали в ловушку и не знали, как из нее выбраться, пока не решили наконец вернуться к нашей изначальной идее: попробовать найти решение в растительном мире, обратиться к природе с технологическими вопросами, которые нас мучили.
Антонио и Кристиана создали новый дизайн «Медузы» так, чтобы ее структура соответствовала базовой модели строения растения. Они решили собрать «Медузу» из модулей. В точности как растение состоит из отдельных модулей, которые бесконечно повторяются по мере увеличения его размеров, так же и баржа должна была иметь возможность функционировать как в одиночку (как одна-единственная автономная плавучая теплица), так и вместе с другими такими же модулями, чтобы иметь возможность производить продукцию в больших количествах. Базовым элементом стал восьмиугольник – совершенная геометрическая фигура, позволяющая наиболее эффективно использовать пространство, и в то же время оставлять достаточно места для транспортировки или общих операций на случай, если несколько модулей соединены вместе.
Растения помогли нам спроектировать и систему, которая вызывала больше всего тревог – опреснитель для морской воды. У нас в голове вертелись слова Леонардо да Винчи из Атлантического кодекса, в которых он описал круговорот воды: «Можно заключить, что вода течет из рек в море и из моря в реки». Сегодня, когда мы думаем о круговороте воды в природе, мы понимаем, что таким образом она освобождается от соли. Испаряясь из моря, вода оставляет растворенные в ней соли, образует облака и выпадает обратно на землю дождем, пополняющим запасы уже пресной воды. Таким образом каждый день в атмосфере циркулируют огромные объемы воды. Растения тоже участвуют в этом природном цикле, испаряя воду через листья и кроны. Леса, такие, как растут в бассейне Амазонки, испаряют воду в количествах, имеющих ключевое значение для формирования климата нашей планеты, а некоторые деревья, вроде мангрового, используют для своих нужд непосредственно морскую воду.