<…> явно более 400 миллионов лет назад, стало поворотным событием в истории Земли, – пишет почвовед Берман Хадсон в книге «Наша хорошая Земля: естественная история почвы» (Our Good Earth: A Natural History of Soil), – это была необходимая прелюдия к созданию современного углеродного цикла».
Почва, населенная огромным количеством существ из самых разных царств живых организмов, преобразованная их постоянной деятельностью и насыщенная их останками, стала как огромным резервуаром углерода, азота, фосфора и других жизненно важных элементов, так и важнейшим местом обмена, где эти элементы начали свободно перемещаться между живым и неживым миром и циркулировать в породе, воде и воздухе.
Один из важнейших видов органического вещества почвы – гумус. Это красивое, темное и загадочное вещество. Точный его состав до конца не изучен, но, скорее всего, включает в себя стойкие к разложению фрагменты клеток, белки, жиры и углеводы, связанные с минеральными частицами в почвенные агрегаты. В то время как бóльшая часть органического вещества в почве потребляется в течение нескольких дней или десятилетий, гумус сохраняется дольше. Радиоуглеродные исследования показали, что часть углерода, содержащегося в гумусе и других особо устойчивых формах органического вещества, может сохраняться в почве тысячелетиями. В общей сложности почвы планеты содержат от 2,5 до 3 триллионов тонн углерода. Это в три раза больше содержания углерода в атмосфере и в четыре раза больше, чем во всей живой растительности.
На суше сосредоточена бóльшая часть живых существ Земли, и большинство из них находятся в почве. Растения – важные участники почвенной экосистемы и ее важнейшие проводники, переносящие воду с земли на небо и впитывающие углерод из атмосферы. Часть сахаров и других органических соединений, получаемых в результате фотосинтеза, растения отдают микробам и микоризным грибам, которые сосредоточены в их корнях. Взамен симбиотические микробы и грибы помогают растениям поглощать воду и питательные вещества из почвы.
Наряду с растениями и относительно знакомыми нам созданиями, подобными муравьям, термитам и дождевым червям, в почве обитает множество удивительнейших организмов. Зачастую, как животные саванны у водопоя, они группируются вокруг корневой системы. В этом небольшом зверинце можно найти и крошечных, порой невероятно красочных членистоногих, известных как ногохвостки, или коллемболы, которые могут за долю секунды переместиться на расстояние, более чем в 20 раз превышающее длину их тела. Есть здесь и панцирные клещи размером с десятую часть чечевичного зернышка, и меняющие форму амебы-слизевики, и прозрачные, похожие на ленты круглые черви нематоды, и микроскопические животные под названием тихоходки, которые напоминают восьминогих мармеладных мишек со ртами в виде короткого хоботка.
Простейшие – разнообразная группа одноклеточных животных – перемещаются сквозь пленку воды в почвенных капиллярах, искривляя свои студенистые внутренности и размахивая многочисленными придатками. Одна столовая ложка хорошей почвы с легкостью вмещает в себя популяцию организмов, во много раз превышающую число живущих сегодня людей. Один грамм плодородной почвы может содержать миллиарды микробов и вирусов, миллионы простейших и водорослей, сотни нематод, десятки клещей и ногохвосток и тысячи метров грибных гиф.
Как и саму жизнь, почве сложно дать какое-либо краткое и точное определение. Большинство учебников и научных организаций дают длинные, запутанные определения почвы, в которых перечисляются ее многочисленные свойства, и говорят о ней как о материале или среде. Однако все больше и больше людей в научных кругах начинают признавать, что почву лучше всего понимать не как материальную основу для жизни, а как живое существо. В одном из широко используемых учебников по почвоведению «Природа и свойства почв» (The Nature and Properties of Soils) говорится следующее. После того как поверхностные породы Земли вступили в контакт с воздухом, водой и жизнью, они «превратились в нечто новое, во множество различных видов живых почв». Почвы – это «живые системы», разнообразные члены которых «работают вместе, чтобы поддерживать их саморегуляцию и постоянную работу».
Геолог Грегори Реталлак, один из ведущих мировых экспертов по происхождению и эволюции почв, пишет: «И почва, и жизнь – это сложные вещи, поддерживающие динамическое равновесие; они регулируют сами себя, поглощая различные вещества и затем отдавая их в окружающую среду». «Ритмы ежегодного падения листьев, – продолжает он, – десятилетние колебания численности хищников и жертв, тысячелетнее истощение и возобновление питательных веществ подобны движению мышц и нервов, создающему ритм биения сердца. <… > В некотором смысле жизнь можно считать выросшей почвой».
Узнав о том, что же такое почва, я начал смотреть на наш сад по-новому. Раньше я думал о почве как о некоем земном материале, который нужно подстроить под себя, или как о хранилище питательных веществ, которое нужно пополнять. Теперь же я начал воспринимать почву в нашем дворе как самостоятельное живое существо. Простого удобрения почвы было недостаточно, чтобы сделать ее более глинистой[42]. Если мы с Райаном хотим создать процветающий сад на этом участке, то мы должны позаботиться о его долголетии. Нам было необходимо возродить экосистему почвы на нашем заднем дворе.
Полные энтузиазма, мы вновь принялись за работу. На этот раз мы сосредоточились на том, чтобы пропитать почву органикой, защитить ее от эрозии и увеличить разнообразие обитающих в ней живых существ. Чтобы сохранить воду и уменьшить количество стока, мы создали систему капельного орошения. В юго-западном углу двора Райан установил контейнер для сбора компоста. По всему саду мы посадили так много разных видов и сортов цветущих многолетников, что не смогли бы всех их запомнить, не веди мы подробный учет. Мы добавили на клумбы огромный слой мульчи[43] – эту практику мы собирались повторять по крайней мере один или два раза в год. Отжившую свой век растительность мы решили оставить в покое, чтобы дать ей перегнить на месте. Также почти все упавшие на наш участок листья мы сгребли на почву. После сбора последнего урожая, но еще до наступления первых заморозков мы засеяли грядки смесью зимостойких бобовых и злаков – викой, клевером, горохом и овсом, – чтобы почва не пустовала. Весной мы скосили их и оставили перепревать.
Исходя из моих новых познаний в почвоведении, я мог сделать вывод, что самое важное нововведение в нашем саду – изобилие здоровых растений на истощенной почве. Если бы нам каким-то образом удалось заглянуть под поверхность нашего сада и понаблюдать за ним какое-то время, думаю, мы стали бы свидетелями удивительного возрождения. Проникнув в землю и начав разрыхление уплотненной почвы, корни растений становились прибежищем для микробов и грибов. Тем самым они пробудили давно спящие процессы химической трансформации и круговорота питательных веществ. Пока микоризы плели новые сети, дождевые черви, слизни и членистоногие перерабатывали большие объемы почвы в прочные, насыщенные питательными веществами фекальные гранулы. Микробы, водоросли и грибы выделяли липкие вещества, которые соединяли мельчайшие частицы почвы в более крупные и рыхлые образования. Черви, муравьи и другие животные суетились в почве и, прокладывая ходы, насыщали ее воздухом, перемешивали и создавали обширную сеть почвенных капилляров, удобную для роста корней. Но, пожалуй, самым важным стало то, что микробы и грибы разлагали органические останки всех форм жизни, включая других микробов: это обогатило почву органическими веществами и пополнило ее запасы необходимых питательных веществ.
Весной по всему саду разворачивался пестрый растительный ковер, еще больше защищая мульчированную почву от ветра и непогоды. Благодаря работающим за счет энергии солнца растительным легким углерод вновь начал с легкостью проникать из воздуха в землю. Со временем почва на нашем участке становилась мягче, темнее и плодороднее. Шаг за шагом она возвращалась к жизни.
В детстве Асмерет Асефау Берхе редко думала о почве. Бóльшую часть ее юности ее родная страна Эритрея вела войну за независимость. Линия фронта постоянно смещалась, иногда приближаясь к столице Асмэре, где Берхе жила с родителями и пятью братьями и сестрами. Асмерет помнит бомбы, сотрясавшие здания и выбивавшие окна по всей стране, – в такой обстановке сложно было сходить в поход или порезвиться в грязи. «В юности вы не могли просто пойти и побродить на природе, – говорит Берхе, – была постоянная угроза мин и других опасностей». Хотя в ее доме был большой сад, она редко помогала ухаживать за ним и не считала почву чем-то бо́льшим, чем средой для выращивания растений.
В 1991 году Эритрея была освобождена, и Берхе поступила в Университет Асмэры – она была одной из всего лишь тысячи молодых людей со всей страны, которые стали студентами в тот год. Она собиралась изучать химию – ее любимый предмет – и планировала когда-нибудь стать врачом. Однако, рассматривая разные предоставленные университетом возможности, она обратила внимание на вводный курс по почвоведению. Он ее заинтересовал. Ей впервые пришло в голову, что существует целое измерение, которому она до сих пор не придавала особого значения, – земля под ногами. На занятиях по почвоведению, где она была одной из трех женщин, Берхе узнала о сложном и загадочном составе почвы и ошеломляющем изобилии жизни в ней. «Почва – это самый сложный известный нам биоматериал на Земле, – утверждает она, – нет ничего, что могло бы с ней сравниться».
Берхе вспоминает, как ее семья регулярно ездила из Асмэры в портовый город Массауа. Для жителей Эритреи это был известный маршрут: он славился тем, что за два часа дороги «сменялось три времени года». Поездка начиналась в относительно прохладном и сухом климате столицы, расположенной на равнине на высоте 2,3 километра над уровнем моря. Извилистые горные дороги быстро спускались к более влажным районам с пышными лесами и просторными сельскохозяйственными угодьями, за которыми следовали гораздо более сухие участки зарослей акации и, наконец, знойная и практически лишенная растительности пустыня на побережье Красног