ений, пестицидов, ирригации и механизированного сельскохозяйственного оборудования стали известны как «зеленая революция». Эти достижения позволили резко повысить урожайность и предотвратить голод в Китае, Индии, Бразилии, Мексике и во многих других развивающихся странах, за исключением африканских стран к югу от Сахары. Там успеху препятствовали высокие транспортные расходы, ограниченная ирригация, отсутствие инфраструктуры и несправедливая политика ценообразования.
Помимо того, что «зеленая революция» спасла от голода более миллиарда человек, она уберегла от уничтожения бо́льшую часть дикой природы и почв. Исторически единственным способом прокормить растущее население было расширение сельскохозяйственных угодий. Процесс Габера – Боша и «зеленая революция» частично освободили человечество от этих ограничений. Сейчас фермеры могут производить почти в три раза больше зерновых с одного участка земли, чем в 1960-х годах. Без этих достижений по меньшей мере 1,48 миллиарда гектаров дикой природы – площадь, равная площади Соединенных Штатов и Индии вместе взятых, – превратились бы в сельскохозяйственные угодья, а Земля потеряла бы в три-четыре раза больше лесов.
Однако верно и то, что синтетические удобрения и ряд других элементов современного сельского хозяйства изменили глобальную экологию, усилили социально-экономическое неравенство и привели к деградации почв во всем мире. Многие высокоурожайные сорта культур, выведенные в ходе «зеленой революции», требуют обильного полива, внесения удобрений и пестицидов, что ставит в невыгодное положение фермеров, которые не могут позволить себе такие ресурсы. В некоторых регионах переход к выращиванию высокоурожайных монокультур привел к снижению общего разнообразия рациона, особенно среди бедных слоев населения. Утечки и стоки как результат чрезмерного использования удобрений и пестицидов загрязняют грунтовые воды, озера и реки, вызывают цветение воды и появление мертвых зон в океане, наносят вред опылителям и другим представителям дикой природы. По некоторым оценкам, процесс Габера – Боша ответственен едва ли не за 2 % мирового энергопотребления в год и 1,4 % глобальных выбросов углекислого газа (CO2).
Габер, по-видимому, понимал, что его изобретение не является ни всецело полезным, ни экологичным. «Возможно, это не окончательное решение», – сказал он в своей Нобелевской лекции 1920 года. «Азотфиксирующие бактерии учат нас тому, что Природа с ее сложными формами химии живой материи понимает и использует методы, которые мы пока не умеем воспроизводить. Пока же достаточно того, что улучшенное азотное удобрение приносит человечеству новые продовольственные богатства и что химическая промышленность приходит на помощь фермеру, который на благодатной земле превращает камни в хлеб».
После первых раскопок в нашем дворе мы с Райаном пересмотрели свои планы относительно сада. Мы были полны решимости улучшить почву на нашем участке всеми доступными способами и приспособиться к любым ограничениям. Когда летняя жара и засуха ослабли, мы поняли, что ситуация в целом не такая уж и плачевная, как нам казалось поначалу. Мы вырыли несколько небольших траншей в разных частях заднего двора, наполнили их водой, чтобы проверить дренаж, и обнаружили участки относительно мягкой, темной и рыхлой земли. Почва в нашем саду явно не была идеальной, но и ужасной она тоже не была. То отчаяние, в которое я впал поначалу, возможно, было немного мелодраматичным.
Наш подрядчик, Тед, уже согласился привезти достаточно высококачественного грунта, чтобы заполнить приподнятые грядки. Он предложил привезти еще больше земли, чтобы улучшить почву по всему двору. В начале сентября он с коллегами приехал к нам на самосвале, оснащенном поворотной конвейерной лентой. Они загнали грузовик на подъездную дорожку, выдвинули конвейер, наклонили его к заднему двору и включили. Через несколько секунд девятиметровый поток грунта дугой пролетел над углом нашего дома и со всей силой обрушился водопадом на наш пустынный двор. Темный и порошкообразный, как голландское какао, грунт раздувался ветром, покрыв наш гараж и забор черной пылью и наполнив ноздри ароматом плодородной земли. Менее чем за полчаса грузовик насыпал у нас во дворе небольшую гору земли. Мы с Райаном потратили несколько дней на то, чтобы перевезти бо́льшую часть этой земли к ряду деревянных грядок, которые Райан спроектировал и построил вдоль заднего забора. Оставшуюся почву мы разбросали по всему двору, получив новый слой земли толщиной около восьми сантиметров.
Чтобы приспособиться к нашим условиям, мы решили отказаться от пышных и требовательных растений и отдать предпочтение выносливым, засухоустойчивым местным видам, которые процветают на бедных питательными веществами почвах или, по крайней мере, терпят их. В итоге вымощенную плитами дорожку стали обрамлять предоставленные сами себе заросли пенстемона, агастахе и кореопсиса. А восточную половину переднего двора, где я сам снял дерн и с трудом вскопал усеянную щебнем землю, я решил засеять дикими полевыми цветами. В отличие от многолетников, большинство растений, которые мы называем полевыми цветами, приспособились быстро прорастать, созревать и увядать на обедненных и нарушенных почвах, производя большое количество семян, чтобы породить следующее поколение цветов.
Мы неплохо адаптировались к нашей проблемной территории и радовались успеху, но этого было недостаточно. Ввоз плодородной земли повлиял только на самый тонкий, верхний слой почвы – по сути, это было временное решение. Если мы хотели создать на этом участке цветущий сад, требовалось нечто большее, чем простая оценка состояния почвы и несколько простых поправок. Нам нужно было понять почву на гораздо более глубоком уровне. Я начал осознавать, что почва – это то, с чем я сталкивался всю свою жизнь, но о чем почти ничего не знал. Что же такое почва? Откуда она взялась? И как ее создать?
Мягкие, темные, плодородные слои земли, которые многие представляют, когда говорят о почве, появились в ходе эволюции нашей планеты относительно недавно. Наиболее знакомые и важные для нас типы почвы зависят от живых существ и неразрывно связаны с ними. В течение нескольких миллиардов лет на суше не было никакой крупной и сложной жизни. Обычно нашей планете нужны столетия, чтобы образовалась всего пара сантиментров плодородного верхнего слоя почвы. Большинство почв Земли формировались в течение десятков тысяч лет, многие – в течение сотен тысяч лет, а некоторые – в течение миллионов. Почве, как и плодам, которые она в конечном итоге питает, нужно было время, чтобы созреть.
Как только около четырех миллиардов лет назад началось формирование суши, ветер, вода, тепло и лед стали медленно, но неумолимо разрушать все поверхностные горные породы путем выветривания. Некоторые из образовавшихся частиц породы остались на месте, а другие ветер и вода перенесли в иное место. Слои осыпавшейся породы выветривались еще больше, превращаясь в первичные серые почвы[39].
Минеральные частицы почвы в зависимости от размера подразделяются на гравий, песок, пыль и глину. Гравий – самые крупные частицы, представленные обломками камней от 2 до 63 миллиметров в диаметре. Песок по размеру частиц составляет от 0,05 до 2 миллиметров: песчинки достаточно крупны, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом и растереть между пальцами. Частицы ила слишком малы, чтобы увидеть их без микроскопа. А частицы глины диаметром менее 0,002 миллиметра – самые мелкие из всех: они примерно такого же размера, как некоторые бактерии.
Как только возникли микробы, они, несомненно, начали изменять состав первых почв Земли. Микробы разрушали горные породы, извлекая из них минеральные компоненты и превращая эти минералы в новые соединения, а затем добавляя в почву углерод в виде побочных продуктов метаболизма и разлагающихся клеток. В период между 700 и 425 миллионами лет назад к одноклеточным микробам на суше присоединились более сложные формы жизни: водоросли, грибы, лишайники и ранние наземные растения, напоминающие современные мхи, антоцеротовые и печеночники[40]. Древняя четвероногая рыба Тиктаалик стала символом путешествия животных из моря на сушу. Но свидетельства, полученные на основе ископаемых, указывают на то, что членистоногие, похожие на многоножек и скорпионов, были первыми животными, выползшими из океана и перешедшими к наземному образу жизни еще, вероятно, 440 миллионов лет назад. Вместе эти в буквальном смысле первопроходцы стимулировали формирование плодородной, хорошо орошаемой почвы, растворяя породу с помощью кислот и ферментов, создавая норы и обогащая минеральные слои своими экскрементами и остаточными продуктами жизнедеятельности.
Примерно 380 миллионов лет назад леса уже покрывали значительную часть суши планеты. Осваивающие субстрат корни деревьев и кустарников выделяли в процессе роста разрушающие горные породы кислоты, тем самым ускоряя процесс образования почвы и одновременно защищая ее от эрозии. Когда микробы и грибы научились переваривать жесткие растительные ткани, содержащие целлюлозу и лигнин[41], продукты разложения растительности стали одним из важнейших компонентов почвы, обогащающим ее необходимыми питательными веществами. Злаковые травы появились 100 миллионов лет назад и в свое время покрывали от 30 до 40 % поверхности суши, создавая особенно глубокие и плодородные почвы, которые со временем превратились в одни из самых важных мировых житниц.
Самые ранние почвы Земли были почти без исключения минеральными и состояли в основном из распавшихся горных пород и пор, заполненных воздухом и водой. Сегодня же бóльшая часть почвы на планете – это сложная смесь воздуха, воды, минеральных и органических частиц, – этот широкий термин объединяет и живых существ, и их богатые углеродом выделения и останки. «Смешивание разложившейся органики и поверхностных слоев почвы, проявившееся