Что скрывает атмосфера, или Как возник воздух…. Сэм Кин

часть этих элементов животные и растения добывают из окружающей среды.

      Азот представляет собой важное исключение. Это четвертый по количеству элемент в составе человеческого тела: на его долю приходится около 3 % массы тела. Кроме того, это самый распространенный элемент в составе воздуха: четыре из пяти вдыхаемых нами молекул – это молекулы азота. Поэтому, казалось бы, проще простого включить азот в состав наших клеток. Однако это далеко не так. Несмотря на изобилие азота в атмосфере, многие живые существа вынуждены драться даже за крохи этого элемента. Дело в том, что клетки большинства живых существ, включая человека, не усваивают газообразный азот. Сначала его нужно перевести в другую форму. Но на протяжении первых миллиардов лет в истории Земли этим умением могли похвастаться лишь некоторые весьма специфические микробы.

      Наконец, в начале XX в. Homo sapiens стал первым организмом немикробного происхождения, научившимся связывать азот. Благодарить за это следует двух человек: оба были немцами, оба работали в химической промышленности. Оба были признаны национальными героями и награждены Нобелевской премией. А потом обоих заклеймили как военных преступников. И хотя многие их ненавидели, эти два человека придумали способ включать элемент под номером 7 из воздуха в наши тела. Историю воздуха невозможно рассказать, не рассказав о химическом таланте Фрица Габера и Карла Боша.

      Химик Фриц Габер – одна из самых противоречивых фигур в истории науки

      Эта история начиналась трудно. Фриц Габер родился в Германии в 1868 г. в еврейской семье из среднего класса. Несмотря на очевидный талант ученого, в молодости он работал в промышленности, причем занимался самыми разными вещами – от производства красителей и спирта до получения целлюлозы и патоки – и нигде особенно не выделялся. В 1905 г. одна австрийская компания попросила Габера (на тот момент уже лысеющего джентльмена с усиками и в пенсне) найти способ производства аммиака (NH₃).

      Задача казалась очевидной. В воздухе содержится много газообразного азота (N₂), а водород (H₂) можно получить за счет расщепления молекулы воды под действием электричества. Таким образом, для получения аммиака, казалось бы, нужно просто смешать и нагреть два газа: N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Voilà. Но оказалось, что это дело по сложности не уступает клубку задач из «Уловки-22». Для расщепления молекулы азота на атомы требуется затратить невероятно большое количество тепла, но от нагревания расщепляется продукт реакции – неустойчивая молекула аммиака. Габер несколько месяцев ходил кругами, пока наконец не написал в отчете, что получение аммиака из азота и водорода – бессмысленный процесс.[13]

      Отчет сгинул в небытие – отрицательные результаты не вознаграждаются, – возможно, не без участия известного химика Вальтера Нернста. У Нернста уже было все, чего добивался Габер. Он работал в Берлине – центре всей жизни Германии – и заработал состояние на изобретении электрической лампочки нового типа. Но главное, Нернст приобрел известность в научных

13

«Уловка-22» (Catch-22) – антивоенный и антибюрократический роман американского писателя Джозефа Хеллера (1961).