Одним солнечным апрельским утром в конце сезона дождей в Амазонии я присоединился к группе приезжих ученых в бытовке со снаряжением, что находилась у основания башни. Мы натянули обмундирование, оснащенное веревками и карабинами, и надели на головы каски оранжевого цвета. У каждого из нас был спасательный трос – толстый шнур, привязывающий наши ремни к четырехколесной тележке, предназначенной для передвижения по желобкам изогнутого поручня, который опоясывал лестницу башни.
Первым начал подъем Сипко Бултуис, техник из Манауса с лохматой копной светлых волос. За ним последовал Уве Кун, химик-атмосферник из Института химии Макса Планка – мужчина с затуманенными голубыми глазами и острой бородкой. Я был следующим. Я задвинул тележку на спиралевидные рельсы и сделал несколько первых шагов, крепко держась одной рукой за перила, а другой помогая тележке ехать вперед. Немного погодя за мной последовал коллега Куна Кристофер Пёлькер – высокий, мягкий в общении, круглолицый мужчина.
К моему удивлению, подъем почти сразу оказался захватывающим, и это ощущение оставалось со мной надолго. Восторг и удивление легко пересилили страх. Через десять минут мы достигли полога тропического леса на высоте примерно 24–35 метров над землей. Здесь все еще можно было различить черты отдельных деревьев – желтоцветковые кроны гуаяканов и почти горизонтальные ветви хлопкового дерева. В воздухе разносились крики обезьян-ревунов, напоминающие дэт-метал, их сопровождали квакающие и щебечущие звуки макак. Небо над нами было ярким и голубым, за исключением нескольких белых пятен вдали.
Когда мы прошли половину пути, поднявшись на высоту 163 метров, вид стал совсем другим. Теперь уже было невозможно оценить красоту какого-либо одного дерева. Вместо этого мы видели огромную серо-зеленую полосу, во всех направлениях простирающуюся до самого горизонта. С этой высоты я впервые четко осознал, что каждое дерево – это часть огромной живой сети, покрывающей поверхность планеты. Пока мы поднимались, деревья корнями втягивали невидимый океан из почвы в ткани своих стволов. Солнце же через листья вытягивало в воздух то, что не нужно было деревьям. Там водяной пар конденсировался на смеси из пыли, микробов и органических остатков леса и в итоге становился облаками. Озера теней теперь дрейфовали по пологу леса, вторя своим пушистым собратьям, как бы напоминая нам, что деревья находятся в облаках, а облака – в деревьях, что лес и небо – это два голоса одного и того же древнего хора.
Примерно через час после начала подъема мы достигли последнего лестничного пролета. Эта часть башни была покрыта пометом ласточек – теперь он напоминал пепел[71]. Прежде чем сделать последние несколько шагов, мы должны были снять тележки с перил лестницы и закрепить их на отдельном поручне на смотровой площадке, при этом мы по-прежнему крепились к башне с помощью дополнительного карабина. «Не отсоединяйтесь, – сказал Бултуис, объясняя процедуру, – Sempre tem que estar conectado».
Я поправил все, что нужно, и ступил на самую верхнюю платформу башни, окруженную лишь рядом тонких Х-образных панелей – у них были достаточно широкие зазоры, чтобы между ними пролез взрослый человек. Я предполагал, что это будет самая страшная часть подъема, но даже здесь я чувствовал себя на удивление уверенно. Солнце палило сильнее, ветер временами свирепствовал, но башня стояла стойко.
Смотреть на бескрайние просторы тропического леса под нами было совсем не так приятно, как исследовать его пешком. На земле меня потрясли красота и пышность жизни вокруг. Я был благодарен возможности рассмотреть ее в деталях: папоротники и бромелии, замысловатые гобелены мха и лишайника, притягательное мерцание голубой бабочки Морфо и нежность трепещущего на жилистом стебле молочного цветка подъельника. На высоте более 305 метров над уровнем моря понятие отдельных организмов стало размываться. Здесь лес казался не столько местом или экосистемой как таковой, сколько кожей или шерстью гораздо более крупного существа, истинный масштаб которого я только начинал понимать. Я чувствовал, будто раньше я был заперт в капле прудовой воды на предметном стекле микроскопа, путая нить водорослей с джунглями, и только теперь смотрел на мир через объектив микроскопа.
Мы привыкли думать, что окружающая среда господствует над эволюцией жизни и играет решающую роль в создании всего ее разнообразия. Общепринятое мнение гласит, что тропические леса и другие богатые на биоразнообразие зоны планеты – это результат удачного стечения обстоятельств. Однако теперь я начал понимать, что почти все, что я мог видеть с вершины башни, было в той или иной степени создано самой жизнью. Бóльшая часть из десятка тысяч известных нам видов животных в Амазонии и все те, что еще не обнаружены, не существовали бы, если бы растения и грибы не заселили и не преобразили поверхность суши планеты полмиллиарда лет назад. Возможно, сложная жизнь никогда бы не развилась и тем более не появилась бы из моря, если бы одноклеточные микробы не начали менять океан и атмосферу планеты несколькими миллиардами лет раньше. Почва, из которой выросли деревья подо мной, тяжелые дождевые облака, из которых в любую секунду может пойти дождь, цвет неба да и сам воздух – всем этим мы обязаны жизни.
Создание стабильной атмосферы было одним из самых важных событий в истории становления Земли. Если бы атмосферного давления на планете не было достаточно, то находящаяся на поверхности планеты вода неизбежно бы испарилась в космос. Если бы в начале своего существования Земле не удалось сохранить на поверхности жидкую воду, то жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, была бы невозможна. Однако верно и то, что без жизни вода на Земле была бы не такой жидкой. Определяющей чертой нашей планеты сегодня является не просто наличие воды, а то, что она может существовать во всех трех агрегатных состояниях – как пар, жидкость и лед, – а также непрерывно перемещаться между воздухом, морем и сушей. Со временем жизнь включилась в те физические процессы, которые делают возможным этот круговорот.
Скрытая связь жизни и атмосферы интересовала Расса Шнелла с юности. Проводя свое детство в сельской местности канадской провинции Альберта, он каждое лето наблюдал за молниями, градом и проливными дождями. Ему нравилось смотреть на то, как формируются грозовые облака: огромные клубящиеся массы пара, словно водовороты в небе, засасывали воздух, пыль и все, что было слишком легким, чтобы вырваться из их пут. По мере того как облака вбирали в себя воздух, они постепенно становились все больше и темнее, их границы бурлили и постоянно меняли свои очертания.
Будучи студентом университета Альберты, Шнелл – на тот момент невысокий стройный 20-летний ответственный юноша с густыми светлыми волосами – проводил лето, помогая группе ученых-метеорологов. Один из руководителей проекта поручил ему исследовать образование града. Как именно облака производят такие большие куски льда?
При температуре 0 °C испаряющаяся в атмосферу вода не замерзает автоматически. Если в воде нет примесей, то она может оставаться жидкой примерно до –40 °C. Чтобы замерзнуть при более высоких температурах, воде нужно ядро кристаллизации: крошечная частица, которая, как геометрический шаблон, организует молекулы воды в твердый кристалл. В 1968 году большинство ученых полагали, что водяной пар в воздухе конденсируется на взвешенных частицах пыли и сажи и что эти водные бусинки могут замерзнуть, если воздух будет достаточно холодным. Однако никто не знал, из каких частиц получаются самые лучшие ядра кристаллизации и как зачатки этих ядер превращаются в градины размером с бейсбольные мячи и грейпфруты. Задача Шнелла состояла в том, чтобы понять саму суть града и найти тот таинственный элемент, который превращал облачную воду в лед.
Шнелл вспоминал град, который он наблюдал в детстве, и весь тот град, который ему довелось видеть за прошедшие годы. Он заметил закономерность: кажется, град всегда образовывался над лесами и другими районами с густой растительностью. Что, если ядра кристаллизации не были просто инертными частицами грунта. Что, если некоторые из них выбрасываются деревьями или собираются с растений проносящимися грозовыми тучами? Когда Шнелл рассказал о своей идее опытным ученым, они улыбнулись, словно забавляясь наивностью школьника. Конечно, деревья помогают возвращать воду в атмосферу, но даже если это так, какое отношение они имеют к облакам и тем более к граду? Тем не менее Шнелл имел полное право выдвинуть именно такую гипотезу.
В течение нескольких недель Шнелл бродил по близлежащим лесам и полям, срывая горстями траву и листья с тополей, осин и хвойных деревьев. В лаборатории он отрезáл от них небольшой образец и погружал его в пробирку с водой, чтобы собрать все находящиеся на его поверхности невидимые частицы. С помощью шприца он набирал небольшое количество воды из пробирки и аккуратно помещал десятки капель на медную пластину определенной температуры. Затем он накрывал пластину стеклянным куполом и постепенно понижал ее температуру. Если бы капли замерзли до того, как температура пластины достигла –15 °C, он бы понял, что в них содержится некое ядро, способствующее образованию кристаллов льда. Однако этого не происходило.
Одним летним вечером в 1970 году Шнелл торопился на вечеринку и случайно оставил на полке в лаборатории пластиковый пакет, в котором лежали трава и вода. Он вспомнил о нем только спустя десять дней и обнаружил, что за это время пакет наполнился молочно-белой субстанцией. Трава начала разлагаться. Вместо того чтобы выбросить ее, Шнелл решил испытать воду из-под гнилой травы на медной пластине. К его изумлению, вода застыла при температуре –1,3 °C – гораздо выше, чем когда-либо наблюдалось в подобных условиях. Что-то в этом гнилом вареве – нечто биологическое – превращало воду в лед.
Шнелл поступил в аспирантуру университета Вайоминга, где продолжил исследовать ядра кристаллизации растительного происхождения. Он подозревал, что в этом процессе замешаны грибы, и попросил коллегу с кафедры ботаники Ричарда Фреша взглянуть на его образцы. Фреш обнаружил, что образующие лед молекулы являются белками, прилипшими к оболочке палочковидной бактерии