Глава 7
Изливая кислоту
Acropora millepora

На другом конце света от Кастелло Арагонезе, у самой южной оконечности Большого Барьерного рифа, примерно в восьмидесяти километрах от побережья Австралии лежит остров Уан-Три. На нем растет значительно больше одного дерева, что немало меня удивило – вероятно, я ожидала увидеть карикатурного вида пейзаж с одинокой пальмой, торчащей из белого песка. Оказалось, что песка на острове вообще нет. Остров целиком состоит из обломков кораллов размером от крошечных шариков до огромных глыб. Как и живые колонии коралловых полипов, частью которых они когда-то были, обломки представлены десятками различных форм. Одни короткие и пальцевидные, другие разветвляются подобно канделябрам. Некоторые напоминают оленьи рога, или обеденные тарелки, или кусочки мозга. Принято считать, что остров Уан-Три возник во время невероятно сильного шторма около 4 тысяч лет назад (как сказал мне один геолог, изучавший это место, “вам бы точно не захотелось оказаться там, когда это случилось”). Уан-Три все еще продолжает менять свою форму: шторм, пронесшийся над ним в марте 2009 года (вызванный циклоном Хэмиш), добавил острову кряж, протянувшийся вдоль восточного побережья.

Уан-Три можно было бы назвать необитаемым островом, если не считать крошечной исследовательской станции, которой заведует Сиднейский университет. Я попала туда точно так же, как и все остальные, – с другого, чуть большего острова в двадцати километрах от Уан-Три (он известен под названием Херон, что тоже сбивает с толку, так как на нем нет цапель). Когда мы причалили, а точнее, просто стали на якорь, поскольку на Уан-Три нет причала, на берег выползала головастая черепаха. В длину она была намного больше метра, а ее панцирь украшала широкая кайма, инкрустированная усоногими. Новости на почти необитаемом острове распространяются быстро, так что вскоре все население Уан-Три – двенадцать человек, включая меня, – наблюдало за черепахой.

Морские черепахи обычно откладывают яйца ночью, на песчаных пляжах; сейчас же это происходило средь бела дня, на иззубренных коралловых обломках. Черепаха попыталась выкопать ямку задними ластами. С большим трудом ей удалось проделать небольшое углубление, к тому времени одна ее ласта уже кровоточила. Черепаха переместилась чуть выше по берегу и предприняла еще одну попытку, но с тем же результатом. В том же состоянии все оставалось и через полтора часа, когда мне пришлось пойти на лекцию по безопасности, которую читал руководитель исследовательской станции Расселл Грейам. Он предупредил меня, чтобы я не ходила плавать во время прилива, потому что могу оказаться “унесенной на Фиджи” (я часто слышала эту фразу во время своего пребывания на острове, хотя не было единого мнения о том, куда движется течение – в сторону островов Фиджи или, наоборот, от них). Усвоив все наставления: укус синекольчатого осьминога обычно смертелен, а укол шипами бородавчатки – нет, зато настолько болезнен, что вы бы предпочли, чтобы он был-таки смертельным, – я вернулась, чтобы узнать, как дела у черепахи. Оказалось, она оставила свои попытки и уползла обратно в море.

Остров Уан-Три и окружающий его риф, вид с воздуха

Исследовательская станция острова Уан-Три очень незатейлива. Она состоит из двух полевых лабораторий, пары хижин и домика с биотуалетом. Хижины стоят прямо на коралловом щебне, почти безо всякого пола, поэтому даже внутри них вы чувствуете себя как снаружи. Группы ученых со всего мира резервируют места на станции, чтобы поработать там несколько недель или месяцев. Однажды кто-то, должно быть, решил, что каждой группе следует оставлять на стенах хижин запись о своем посещении. “ДОХОДИМ ДО СУТИ В 2004-М” – гласит одна из надписей, сделанная фломастером. В числе других есть такие:

Американо-израильская группа, работавшая во время моего пребывания на острове, уже бывала там дважды. Сентенция с первого визита – “ИЗЛИВАЯ КИСЛОТУ НА КОРАЛЛЫ” – сопровождалась изображением шприца, из которого на земной шар падала капля, похожая на кровь. Последнее сообщение группы было посвящено месту ее исследований – участку кораллов, известному как DK-13. Он расположен на рифе настолько далеко от станции, что, с учетом местных средств сообщения, с тем же успехом мог бы находиться и на Луне.

Надпись на стене предупреждала: “DK-13: НИКТО НЕ УСЛЫШИТ ТВОИХ КРИКОВ”.

Первым европейцем, достигшим Большого Барьерного рифа, стал капитан Джеймс Кук. Весной 1770 года Кук плыл вдоль восточного побережья Австралии, когда его корабль “Индевор” налетел на участок рифа примерно в пятидесяти километрах к юго-востоку от места, которое сейчас неслучайно называется Куктауном. За борт отправилось все, что только можно было выбросить для облегчения веса (включая корабельную пушку), и “Индевору” с пробоиной удалось кое-как добраться до суши, где экипаж провел следующие два месяца, занимаясь починкой корпуса. Кука привело в замешательство то, что он описал как “стену из коралловых скал, поднимающуюся почти перпендикулярно из бездонного океана”⁸⁸. Он понимал, что риф имел биологическое происхождение и был “сформирован в море животными”. Но каким образом, недоумевал позже Кук, риф оказался “поднятым на такую высоту”?⁸⁸

Вопрос, как возникли коралловые рифы, оставался открытым и шестьдесят лет спустя, когда Лайель сел писать “Основы геологии”. Хотя сам Лайель никогда не видел рифов, он глубоко ими интересовался – и посвятил часть второго тома предположениям об их происхождении. Свою теорию – согласно которой рифы формировались вокруг кратеров потухших подводных вулканов – Лайель почти полностью позаимствовал у русского натуралиста по имени Иоганн Фридрих фон Эшшольц. (До того, как атолл Бикини получил такое название, он именовался куда менее соблазнительно – атоллом Эшшольца³⁶.)

Когда пришла очередь Дарвина выдвинуть свою теорию о происхождении рифов, у него было определенное преимущество – на некоторых из них он побывал. В ноябре 1835 года “Бигль” причалил к берегам Таити. Дарвин поднялся на одну из самых высоких точек острова, откуда мог видеть соседний остров Муреа. Он заметил, что Муреа опоясан рифом, подобно тому как офорт в раме окружен подложкой.

“Я рад, что мы побывали на этих островах”, написал Дарвин в своем дневнике, поскольку коралловые рифы “занимают не последнее место среди изумительных явлений природы”. Глядя с высоты на Муреа и окружавший его риф, Дарвин представил себе возможное будущее острова: если бы он затонул, то его риф превратился бы в атолл. Когда Дарвин вернулся в Лондон и поделился своей теорией погружения с Лайелем, тот, хотя и был впечатлен, предвидел сопротивление в научных кругах. “Не обольщайтесь надеждой, будто вам кто-то поверит, пока вы не начнете лысеть, как я”, – предупредил он.

Фактически споры насчет теории Дарвина, которой он посвятил свою книгу 1842 года “Строение и распределение коралловых рифов”, продолжались до 1950-х годов, когда ВМС США прибыли на Маршалловы острова, чтобы уничтожить некоторые из них. Готовясь к испытаниям водородной бомбы, военные пробурили ряд скважин на атолле Эниветок. По словам одного из биографов Дарвина, результаты бурения подтвердили, что теория ученого оказалась, по крайней мере в общих чертах, “поразительно верной”³⁶.

Данное Дарвином описание коралловых рифов как одного из “изумительных явлений природы” также до сих пор справедливо. Действительно, чем больше становится известно о рифах, тем более удивительными они кажутся. Рифы – органические парадоксы: жесткие бастионы, сокрушающие корабли, созданные крошечными студенистыми существами. Рифы – это отчасти животные, отчасти растения, а отчасти минералы. Кишащие жизнью и в то же время по большей части мертвые.

Подобно морским ежам, морским звездам, двустворчатым моллюскам и усоногим, рифообразующие коралловые полипы успешно освоили алхимию кальцификации. Однако от других кальцифицирующих организмов их отличает то, что они не работают в одиночку, создавая, скажем, раковину или кальцитовые пластинки, а участвуют в совместных масштабных строительных проектах, продолжающихся на протяжении жизней многих поколений. Каждая особь вносит свой вклад в коллективный экзоскелет колонии. На рифе миллиарды полипов, принадлежащих ста с лишним различным видам, все посвящают себя этой основной задаче. При наличии достаточного времени (и подходящих условий) результат оказывается еще одним парадоксом: живое сооружение. Большой Барьерный риф простирается, с некоторыми разрывами, более чем на 2600 километров, а в ряде мест его ширина достигает 150 метров. В масштабах рифов комплекс в Гизе – просто игрушечные пирамидки.

Коралловые полипы

То, как кораллы меняют мир – реализуя колоссальные строительные проекты, вовлекающие множество поколений, – отчасти похоже на то, как люди меняют мир, с одним существенным отличием. Кораллы не вытесняют других существ, а помогают им. Тысячи, а то и миллионы, видов сформировались в процессе эволюции зависимыми от коралловых рифов: напрямую, ища на рифе защиты или пропитания, или косвенно – охотясь на те виды, которые ищут защиты или пропитания. Такое коэволюционное объединение работало на протяжении многих геологических эпох. Сейчас исследователи считают, что антропоцен ему не пережить. “Возможно, рифы станут первой большой экосистемой современной эпохи, которая падет жертвой экологического вымирания”, – заявили недавно трое британских ученых⁸⁹. Некоторые считают, что рифы доживут до конца столетия, другие же отводят им еще меньше времени. В статье, опубликованной в журнале Nature, бывший руководитель исследовательской станции на острове Уан-Три Уве Хёх-Гульдберг предсказал, что если нынешние тенденции сохранятся, то примерно к 2050 году туристы, приезжающие на Большой Барьерный риф, увидят лишь “быстро рассыпающиеся груды обломков”⁹⁰.

Можно сказать, что на Уан-Три я попала случайно. Изначально я планировала остаться на острове Херон, где располагается более крупная исследовательская станция, а также роскошный курорт. На Хероне я собиралась стать свидетельницей ежегодного массового полового размножения коралловых полипов, а также понаблюдать за тем, что в многочисленных разговорах по “Скайпу” мне описывали как эпохальный эксперимент по закислению океана. Ученые из Квинслендского университета строили хитроумный плексигласовый мезокосм, благодаря которому они смогли бы управлять уровнем CO₂ на небольшом участке рифа, при этом позволяя различным существам, зависящим от рифа, вплывать туда и выплывать. Изменяя pH внутри мезокосма и наблюдая, что происходит с кораллами, исследователи хотели сделать соответствующие прогнозы о рифе в целом. Я прибыла на остров Херон как раз вовремя, чтобы увидеть размножение коралловых полипов – подробнее расскажу позже, – однако эксперимент сильно отставал от графика и мезокосм все еще был в разобранном состоянии. Вместо рифа будущего можно было лицезреть лишь кучку взволнованных аспирантов, склонившихся над паяльниками в лаборатории.

Размышляя, что же мне делать дальше, я услышала о другом эксперименте с кораллами и закислением океана, проводящемся на острове Уан-Три, который в масштабах Большого Барьерного рифа находится совсем близко. Спустя три дня – поскольку между островами нет регулярного сообщения – мне удалось найти судно и добраться до места.

Команду на острове Уан-Три возглавлял Кен Калдейра, специалист в области наук об атмосфере. Считается, что именно Калдейра, сотрудничающий со Стэнфордским университетом, ввел термин “закисление океана”. Он заинтересовался этой темой в конце 1990-х годов, когда его пригласили работать над неким проектом для министерства энергетики. Министерство хотело знать, каковы будут последствия, если собирать углекислый газ из дымовых труб и спускать глубоко в море. Почти никаких работ по моделированию того, как выбросы углерода влияют на океаны, тогда еще не проводилось. Калдейра решил рассчитать, насколько могло бы измениться значение pH океана в результате глубоководного выброса, а затем сравнить этот результат с текущим объемом закачивания CO₂ в атмосферу с учетом его поглощения поверхностными водами. В 2003 году он представил итоги своей работы на рассмотрение редакционной коллегии журнала Nature. Та посоветовала ему опустить обсуждение глубоководных выбросов, поскольку результаты расчетов, касающихся обычного выброса CO₂ в атмосферу, оказались просто ошеломляющими. Калдейра опубликовал первую часть своей статьи с подзаголовком “В ближайшие столетия океаны закислятся больше, чем за последние триста миллионов лет”⁹¹.

“Если ничего не изменится, к середине века все будет выглядеть довольно мрачно”, – сказал он спустя несколько часов после моего прибытия на Уан-Три. Мы сидели за видавшим виды деревянным столиком, глядя на поразительную синеву Кораллового моря. Откуда-то доносились крики большой и шумной стаи местных крачек. Калдейра помолчал. “Точнее, все уже выглядит мрачно”.

У Калдейры, которому сейчас за пятьдесят, курчавые каштановые волосы, мальчишеская улыбка и манера говорить, повышая интонацию к концу предложения, из-за чего часто кажется, что он задает вопрос, даже когда это не так. До того как посвятить себя исследованиям, он разрабатывал программное обеспечение на Уолл-стрит. Одним из его клиентов была Нью-Йоркская фондовая биржа, для которой он написал компьютерную программу для выявления инсайдерских сделок. Программа работала хорошо, однако через какое-то время Калдейра пришел к мысли, что биржа на самом деле не особенно заинтересована в поимке нечистых на руку инсайдеров, и решил сменить профессию.

В отличие от других специалистов в области наук об атмосфере, которые концентрируют свое внимание на каком-то одном аспекте системы, Калдейра всегда работает над четырьмя или пятью различными проектами. Особенно ему нравятся провокационные расчеты, приводящие к неожиданным результатам; к примеру, однажды он рассчитал, что, если вырубить все леса в мире и заменить их пастбищами, это приведет к небольшому похолоданию (пастбища светлее лесов, поэтому поглощают меньше солнечного света). Другие его расчеты показывают: чтобы поспевать за нынешним темпом изменения температуры, растения и животные были бы вынуждены мигрировать в направлении полюсов со скоростью примерно десять метров в день, или что одна молекула CO₂, образующаяся при сгорании ископаемого топлива, сможет за время своей жизни в атмосфере поглотить в сотню тысяч раз больше тепла, чем высвободилось при ее образовании.

Жизнь на Уан-Три для Калдейры и его команды вращалась вокруг приливов и отливов. За час до первого отлива дня, а затем через час после него кто-то из ученых должен был отобрать образцы воды на участке DK-13, носящем такое название потому, что австралийский исследователь Дональд Кинзи, обнаруживший это место, обозначил его своими инициалами. Чуть больше чем через двенадцать часов процесс повторялся – и так от одного отлива до следующего. Эксперимент был довольно прост; идея состояла в том, чтобы измерить различные параметры воды, которые Кинзи измерил еще в 1970-х годах, затем сравнить оба набора данных и попытаться определить, как изменился уровень кальцификации на рифе за прошедшие десятилетия. При свете дня до участка DK-13 разрешалось ходить поодиночке. В темноте же, принимая во внимание тот факт, что “никто не услышит твоих криков”, предписывалось отправляться за образцами по двое.

В мой первый вечер на Уан-Три отлив наступил в 20:53. Идти отбирать пробы после отлива должен был Калдейра, и я вызвалась пойти с ним. Примерно в девять вечера, взяв полдюжины емкостей для образцов, пару фонариков и портативный GPS-навигатор, мы выдвинулись в путь.

От исследовательской станции до DK-13 около полутора километров пешего хода. Маршрут, уже записанный кем-то в память GPS-навигатора, вел вокруг южной оконечности острова, через гладкую полосу обломков пород, которую прозвали “водорослевой дорогой”, и затем выводил на сам риф.

Поскольку коралловые полипы любят свет, но не могут долго оставаться на воздухе, они стремятся вырасти вверх до уровня воды при отливе, а затем разрастаются вширь. В результате риф становится более или менее плоским – как ряд парт, расставленных так, что после уроков ученики могут перепрыгивать с одной на другую. Коричневатая поверхность рифа близ Уан-Три была хрупкой, и на исследовательской станции ее называли “корочкой пирога”. Она зловеще хрустела под ногами. Калдейра предостерег меня, что, если я провалюсь, несдобровать рифу, но пуще того – моим голеням. Я сразу вспомнила еще одну надпись на стене станции – “НЕ ВИДАТЬ ДОБРА ОТ КОРОЧКИ ПИРОГА”.

Ночь была нежной и за пределами лучей света от наших фонариков абсолютно непроглядной. Но даже в темноте было очевидно, что жизнь на рифе кипит. Мы прошли мимо нескольких головастых черепах, пережидавших отлив с явно скучающим видом. Видели ярко-синюю морскую звезду, зебровых акул, оказавшихся на мели в литоральных лужах, и красноватых осьминогов, изо всех сил старавшихся слиться с рифом. Почти через каждый метр нам приходилось перешагивать гигантских моллюсков, и казалось, что они поглядывают на нас, ухмыляясь ярко накрашенными губами (в складках мантии этих моллюсков обитают пестрые симбиотические водоросли). Полоски песка между группами кораллов были усеяны морскими огурцами, которые, несмотря на свое название, относятся к животным – они близкие родственники морских ежей. На Большом Барьерном рифе морские огурцы имеют размеры не огурца, а диванного валика. Из любопытства я решила поднять одного из них. Он был чернильно-черным, длиной около шестидесяти сантиметров. На ощупь – как бархат, покрытый слизью.

После нескольких неверных поворотов и ряда остановок, во время которых Калдейра пытался сфотографировать осьминогов своей водонепроницаемой камерой, мы наконец дошли до DK-13. Там не было ничего, кроме желтого буя и какого-то высокочувствительного оборудования, веревкой привязанного к рифу. Я посмотрела назад, где, по моим представлениям, должен был находиться остров, но никакого острова или хоть какой-нибудь земли не было видно. Мы сполоснули емкости для проб, наполнили их морской водой и пошли обратно. Темнота стала еще гуще. Звезды сияли так ярко, будто висели прямо над головой. На мгновение я почувствовала, что понимаю, каково было исследователю вроде Кука очутиться в таком месте, на самом краю мира.

Коралловые рифы растут на внушительной полосе, опоясывающей Землю вдоль экватора, – от 30° северной широты до 30° южной. Второй по величине риф после Большого Барьерного находится недалеко от побережья Белиза. Обширные коралловые рифы есть в тропической части Тихого океана, Индийском океане и Красном море, а множество рифов поменьше – на Карибах. Поэтому весьма любопытно, что первое доказательство разрушительной силы CO₂, способной убить рифы, пришло из Аризоны – из замкнутого и предположительно самодостаточного мира, известного как “Биосфера-2”.

“Биосфера-2”, застекленное сооружение площадью один гектар, по форме напоминающее зиккурат, было построено в конце 1980-х годов одной частной компанией, щедро финансировавшейся миллиардером Эдвардом Бассом. Цель проекта состояла в том, чтобы показать, как жизнь на Земле – в “Биосфере-1” – может быть воссоздана, скажем, на Марсе. Сооружение включало в себя участки “тропический лес”, “пустыня”, “сельскохозяйственная зона” и искусственный “океан”. Первая группа обитателей “Биосферы-2”, четверо мужчин и четыре женщины, жили в этом замкнутом пространстве два года. Они сами выращивали себе всю пищу и дышали только рециркулирующим воздухом. Тем не менее проект был признан провалившимся. Биосферяне бóльшую часть времени испытывали голод и, что хуже, утратили контроль над своей искусственной атмосферой. Предполагалось, что в различных “экосистемах” проекта разложение, при котором поглощается кислород и выделяется углекислый газ, будет уравновешиваться фотосинтезом, характеризующимся обратными процессами. По причинам, связанным в основном со степенью обогащенности почвы, помещенной в “сельскохозяйственную зону”, процессы разложения взяли верх. Уровень кислорода внутри сооружения резко упал, и у биосферян развилось некое подобие горной болезни. В то же время стремительно выросла концентрация углекислого газа. В итоге она достигла 3000 частей на миллион – примерно в восемь раз выше значения снаружи.

Проект “Биосфера-2” официально свернули в 1995 году, и управление зданием перешло Колумбийскому университету. Зона “океан” – резервуар размером с олимпийский плавательный бассейн – к тому времени находилась в плачевном состоянии: почти вся рыба погибла, а коралловые полипы еле-еле держались. Морскому биологу Крису Лэнгдону было поручено придумать, какое полезное исследование можно провести с резервуаром. Для начала он задумал восстановить нормальный химический состав воды.

Как и следовало ожидать, учитывая высокое содержание CO₂ в воздухе, pH “океана” был низким. Лэнгдон попытался исправить это, однако продолжали происходить какие-то странности. Желание разобраться, в чем дело, превратилось для биолога в своеобразную одержимость. Через некоторое время Лэнгдон продал свой дом в Нью-Йорке и переехал в Аризону, чтобы иметь возможность экспериментировать с “океаном” постоянно.

Хотя эффекты закисления обычно выражаются в терминах pH, существует и другой, не менее – а для многих организмов даже более – важный показатель того, что происходит: изменение такого параметра морской воды (с довольно громоздким названием), как уровень насыщения карбонатом кальция или уровень насыщения арагонитом. (Карбонат кальция в природе образует две модификации с разной кристаллической структурой – кальцит и арагонит. Коралловые полипы производят преимущественно арагонит, он лучше растворим в воде.) Уровень насыщения определяется сложной химической формулой, но по сути – концентрацией ионов кальция и карбонат-ионов, плавающих вокруг. При растворении CO₂ в воде образуется угольная кислота (H₂CO₃), которая оперативно “съедает” карбонат-ионы, тем самым понижая уровень насыщения.

Когда Лэнгдон приступил к работе в “Биосфере-2”, среди морских биологов преобладало мнение, будто для кораллов уровень насыщения не слишком важен, пока он остается выше 1 (если он оказывается ниже 1, вода становится “ненасыщенной” – и карбонат кальция растворяется). Однако Лэнгдон собственными глазами убеждался, что кораллам действительно важен уровень насыщения – и даже очень. Чтобы проверить свою гипотезу, он начал проводить незамысловатые, хотя и потребовавшие немало времени измерения. Он решил менять условия в “океане”, а небольшие колонии коралловых полипов, прикрепленные к маленьким плиткам, – периодически доставать из воды и взвешивать. Если колония набирала вес, это означало, что она растет – прибавляя в массе за счет кальцификации. Эксперимент занял больше трех лет и включал свыше тысячи измерений. Они показали более или менее линейную корреляцию между скоростью роста кораллов и уровнем насыщения воды. Кораллы росли быстрее всего при уровне насыщения арагонитом, равным 5, медленнее – при значении 4 и еще медленнее – при 3. При уровне 2 они практически прекращали строительную работу, словно бастующие рабочие. В искусственном мире “Биосферы-2” выводы, следующие из этого открытия, представляли определенный интерес. Но в реальном мире – в “Биосфере-1” – они вызывали немалое беспокойство.

До промышленной революции на всех основных рифах мира уровень насыщения воды арагонитом находился между 4 и 5. В наши дни на планете почти не осталось мест с уровнем выше 4, а если нынешний объем выбросов сохранится, к 2060 году не останется участков с уровнем выше 3,5, а к 2100 году – выше 3. По мере того как уровень насыщения снижается, количество энергии, требующейся для кальцификации, растет, а темпы самой кальцификации замедляются. В итоге уровень насыщения может упасть так низко, что коралловые полипы вообще перестанут кальцифицироваться, однако в беде они окажутся еще задолго до этого. Дело в том, что в реальном мире рифы постоянно поедаются и разрушаются рыбами, морскими ежами и роющими червями. Кроме того, их беспрерывно изнашивают волны и шторма, как тот, благодаря которому возник остров Уан-Три. Поэтому для того, чтобы выстоять, рифы вынуждены все время расти.

“Это как дерево с жучками, – сказал мне однажды Лэнгдон. – Оно должно расти очень быстро, просто чтобы восполнять разрушения”.

Лэнгдон опубликовал свои результаты в 2000 году. На тот момент многие морские биологи отнеслись к его выводам скептически – по-видимому, во многом из-за его связи с дискредитировавшим себя проектом “Биосфера-2”. Следующие два года Лэнгдон провел, переделывая свои эксперименты, на сей раз с еще более строгим контролем. Результаты были те же. Тем временем другие ученые начали проводить собственные изыскания. Их результаты подтвердили открытие Лэнгдона: рифообразующие коралловые полипы чувствительны к уровню насыщения. Сейчас это показано уже в десятках лабораторных исследований, а также на настоящем рифе. Недавно Лэнгдон с коллегами провел эксперимент на участке рифа рядом с вулканическими кратерами у берегов Папуа – Новой Гвинеи. В этом эксперименте, воспроизводящем работу Холл-Спенсера у Кастелло Арагонезе, естественным источником закисления также служили подводные фумаролы⁹². По мере того как уровень насыщения воды падал, снижалось разнообразие коралловых полипов. Кораллиновые водоросли исчезали даже еще резче – зловещий знак, поскольку они играют роль своеобразного клея для рифов, скрепляя структуру в единое целое. Между тем морские травы процветали.

“Несколько десятков лет назад я бы и сам счел нелепым предположение, будто рифы могут иметь ограниченный срок жизни”, – писал Джон Эдвард Норвуд Верон, бывший главный научный сотрудник Австралийского института морских наук⁹³. “И вот теперь я, имевший честь провести самые продуктивные годы своей научной жизни среди богатств и чудес подводного мира, со всей ясностью понимаю, что им уже не смогут порадоваться дети наших детей”. Недавнее исследование, проведенное командой австралийских ученых, показало, что коралловое покрытие Большого Барьерного рифа уменьшилось на 50 % всего лишь за последние тридцать лет⁹⁴.

Незадолго до своей поездки на Уан-Три Калдейра и некоторые другие участники его команды опубликовали статью, где оценивалось будущее кораллов на основании как результатов компьютерного моделирования, так и данных, собранных в естественных условиях. Вывод гласил, что при сохранении нынешнего объема выбросов в течение следующих лет пятидесяти “все коралловые рифы прекратят расти и начнут растворяться”⁹⁵.

В перерывах между походами на риф для сбора образцов ученые на Уан-Три часто плавали с маской. Их излюбленное место находилось примерно в километре от берега, на противоположной участку DK-13 стороне острова. Чтобы добраться туда, нужно было уговорить Грейама, руководителя станции, дать лодку, на что он шел крайне неохотно и не без ворчания.

Некоторые ученые, кто нырял всюду – на Филиппинах, в Индонезии, на Карибах и в южной части Тихого океана, – сказали мне, что нет большего удовольствия, чем плавать с маской близ Уан-Три. И этому легко поверить. Когда я впервые спрыгнула с лодки и посмотрела на бурную жизнь внизу, она показалась мне чем-то нереальным, словно я попала в подводный мир Жака Ива Кусто. За косяками маленьких рыбешек плыли косяки рыб побольше, а за теми следовали акулы. Парили огромные скаты, проплывали черепахи размером с ванну. Я пыталась запомнить все, что видела вокруг, но это походило на попытки зафиксировать сон. Каждый раз после плавания с маской я часами просматривала огромный том под названием “Рыбы Большого Барьерного рифа и Кораллового моря” (Fishes of the Great Barrier Reef and Coral Sea). Среди рыб, вроде бы опознанных мною, были: тигровые, желтые и темноперые серые акулы, однорогие рыбы-носороги, кузовки, яркие рыбы-ангелы, рыбы-клоуны, хромисы рифовые, рыбы-попугаи, угрюмые сладкогубы, сельди, желтоперые тунцы, большие корифены, прионуры, сиганы, талассомы и губанчики.

Рифы часто сравнивают с тропическими лесами, и в том, что касается разнообразия жизни, такое сравнение вполне уместно. Выберите почти любую группу живых существ – численность просто поражает! Австралийский исследователь однажды разломал кусок коралла размером с волейбольный мяч и обнаружил, что внутри него живет более тысячи четырехсот многощетинковых червей, принадлежащих ста трем различным видам. Совсем недавно американские исследователи вскрывали глыбы кораллов в поисках ракообразных; на одном квадратном метре кораллов, собранных около острова Херон⁹⁶, они нашли представителей свыше ста видов, а в образце сходного размера из северной части Большого Барьерного рифа видов оказалось более ста двадцати. По разным оценкам, на коралловых рифах проводят хотя бы часть своей жизни от 0,5 до 9 миллионов различных видов.

Еще поразительнее это многообразие выглядит с учетом условий. В тропических водах мало таких биогенных элементов, как азот и фосфор, совершенно необходимых большинству форм жизни (это связано с так называемой термической структурой вод в океане, и именно поэтому тропические моря часто настолько прозрачны). Соответственно, моря в тропиках должны бы быть необитаемыми – водным эквивалентом пустынь. Получается, рифы – не просто подводные тропические леса, это тропические леса в морской Сахаре. Первым, кто озадачился этим несоответствием, стал Дарвин, и с тех пор оно известно как “парадокс Дарвина”. Парадокс этот так и не был полностью разрешен, однако один из ключей к разгадке может быть связан с рециркуляцией веществ. Рифы – а вообще-то рифовые обитатели – выработали невероятно эффективную систему, при которой питательные вещества передаются от одной группы организмов к другой, словно на гигантском базаре. Коралловые полипы – основные участники этой сложной системы обмена, и они же обеспечивают платформу, которая делает такой обмен возможным. Без них была бы лишь водяная пустыня.

“Коралловые полипы создают архитектуру экосистемы, – сказал мне Калдейра. – Понятно, что, если исчезнут они, исчезнет и вся экосистема”.

Один из израильских ученых, Джек Сильверман, сформулировал это так: “Если у вас нет здания, куда же деваться жильцам?”

В прошлом рифы возникали и исчезали несколько раз, и их остатки обнаруживаются в самых неожиданных местах. К примеру, рифовые руины триасового периода сейчас возвышаются на две тысячи метров над уровнем моря в Австрийских Альпах. Горы Гуадалупе в Западном Техасе – это то, что осталось от рифов пермского периода и поднялось в результате тектонических процессов, протекавших около 80 миллионов лет назад. Рифы силурийского периода можно увидеть в Северной Гренландии.

Все эти древние рифы состоят из известняка, однако существа, создавшие их, были совершенно разными. Среди организмов, которые строили рифы в меловом периоде, были гигантские двустворчатые моллюски – рудисты. В силуре рифы строились в том числе губкоподобными существами строматопорами. В девоне их создавали коралловые полипы: ругозы, напоминавшие по форме рог, а также табуляты, похожие на пчелиные соты. И ругозы, и табуляты – очень дальние родственники современных мадрепоровых коралловых полипов, и оба древних отряда исчезли в ходе великого вымирания конца пермского периода. То вымирание отмечено в геологической летописи в том числе как “рифовый разрыв” – период продолжительностью примерно десять миллионов лет, когда рифов не было вообще. Рифовые разрывы также возникали после вымираний в позднем девоне и позднем триасе, причем в каждом из этих случаев потребовались миллионы лет для того, чтобы строительство рифов возобновилось. Такая корреляция побудила некоторых ученых утверждать, что образование рифов, по-видимому, чрезвычайно чувствительно к изменениям окружающей среды. Еще один парадокс, ведь сооружение рифов – также один из древнейших видов деятельности на Земле.

Конечно, закисление океана – далеко не единственная угроза для рифов. В некоторых частях света они, вероятно, исчезнут раньше, чем их уничтожит закисление. Перечень опасностей включает в себя в том числе чрезмерный вылов рыбы, способствующий росту водорослей, конкурирующих с кораллами; сельскохозяйственные стоки, также стимулирующие рост водорослей; вырубку лесов, ведущую к отложению ила и снижению прозрачности воды; рыболовство с использованием динамита, разрушительный эффект которого очевиден сам по себе. Все эти стрессовые воздействия повышают уязвимость кораллов перед патогенами. Так называемая болезнь белых полос – это бактериальная инфекция, при которой (как подсказывает название) на коралле образуется полоса белой некротической ткани. От нее особенно страдают два вида карибских коралловых полипов – Acropora palmata (лосерогие кораллы) и Acropora cervicornis (оленерогие), до недавнего времени основные строители рифов в этом регионе. Болезнь оказала настолько разрушительное действие на оба вида, что Международный союз охраны природы уже причислил их к находящимся на грани исчезновения. В то же время коралловое покрытие в Карибском море за последние десятилетия сократилось почти на 80 %.

И наконец, самая, пожалуй, большая угроза кораллам – изменение климата, “не менее злодейский близнец” закисления океана.

Тропическим рифам необходимо тепло, однако, когда температура воды поднимается слишком высоко, начинаются проблемы. Причина в том, что рифообразующие коралловые полипы ведут двойную жизнь. Каждый полип – это животное и в то же время хозяин для микроскопических растений, известных как зооксантеллы. В процессе фотосинтеза они продуцируют углеводы, а полипы собирают эти углеводы, словно фермеры – урожай. Как только температура воды поднимается выше определенной отметки – она разная в зависимости от местоположения и от конкретного вида, – симбиотические отношения между кораллами и их “жильцами” разлаживаются. Зооксантеллы начинают производить опасные концентрации радикалов кислорода, а полипы отвечают, отчаянно и зачастую губительно для себя, изгнанием симбионтов. Без зооксантелл, которые придают коралловым полипам их фантастические цвета, те начинают белеть – это явление стали называть обесцвечиванием коралловых полипов. Обесцвеченные колонии перестают расти, а если урон достаточно серьезен – гибнут. Масштабное обесцвечивание происходило в 1998, 2005 и 2010 годах, и ожидается, что частота и интенсивность подобных событий будут увеличиваться по мере роста среднемировой температуры.

Исследование более восьмисот видов рифообразующих коралловых полипов, результаты которого были опубликованы в журнале Science в 2008 году, показало, что треть из них находится под угрозой вымирания – в основном из-за повышения температуры воды в океане. Так что мадрепоровые коралловые полипы стали одной из находящихся в наибольшей опасности групп на планете: в исследовании было отмечено, что доля видов коралловых полипов, причисленных к категории “под угрозой вымирания”, больше, чем доля таких видов для “большинства наземных групп животных, за исключением земноводных”⁹⁷.

Острова – это миры в миниатюре или, как заметил писатель Дэвид Кваммен, “как бы пародия на все многообразие природы”. Исходя из такого определения, Уан-Три – это пародия на пародию. Размеры острова – всего-то около двухсот метров в длину и ста пятидесяти в ширину, однако на нем поработали сотни ученых, нередко привлекаемых именно его миниатюрностью. В 1970-е годы трое австралийских исследователей взялись провести полную биологическую перепись обитателей острова. Большую часть года на протяжении трех лет они жили в палатках и заносили в каталог каждый вид растений и животных, который им только удавалось найти, включая: деревья (3 вида), травы (4 вида), птиц (29 видов), двукрылых (90 видов) и клещей (102 вида). Ученые обнаружили, что на острове не водится никаких млекопитающих, конечно, если не считать самих ученых и свиньи, которую однажды привезли и держали в клетке, пока не зажарили. Монография с результатами этого исследования насчитывала четыре сотни страниц. Она начиналась со стихотворения, восхваляющего прелесть крошечного островка:

В мой последний день пребывания на Уан-Три плавания с маской не планировалось, поэтому я решила пройтись по острову, что должно было занять минут пятнадцать. Довольно скоро я встретила Грейама, руководителя станции. Мускулистый мужчина с ярко-голубыми глазами, рыжеватыми волосами и длинными свисающими усами, Грейам казался мне идеально подходящим на роль пирата. Дальше мы пошли, беседуя, вместе, и по мере нашего продвижения Грейам постоянно поднимал какой-то пластиковый мусор, принесенный волнами на Уан-Три: крышку от бутылки, обрывок изоляционной ленты, кусок трубы из поливинилхлорида. У Грейама была целая коллекция таких плавучих обломков, которую он выставлял в проволочной клетке. По его словам, цель выставки заключалась в том, чтобы продемонстрировать посетителям, “что творит наша раса”.

Грейам предложил показать мне, как работает их исследовательская станция, и мы, обойдя хижины и лаборатории, направились к центральной части острова. Был разгар брачного сезона, и повсюду расхаживали и кричали птицы: бурокрылые крачки, с черными верхушками голов и белыми грудками, бенгальские крачки, серые с черно-белыми головами, а также черные глупые крачки с белыми пятнами на головах. Я поняла, почему людям не составляло никакого труда убивать гнездящихся морских птиц: крачки, казалось, ничего не боялись и буквально путались под ногами, так что нам приходилось следить за тем, чтобы не наступить на них.

Грейам показал мне солнечные батареи, снабжающие исследовательскую станцию электричеством, и емкости для сбора дождевой воды. Емкости стояли на высокой платформе, и с нее мы могли видеть верхушки растущих на острове деревьев. По моим очень грубым расчетам, их было около пятисот. Казалось, будто они растут прямо из горной породы, как флагштоки. Грейам обратил мое внимание на бурокрылую крачку, которая долбила клювом птенца черной глупой крачки рядом с платформой. Вскоре птенец был мертв. “Она не станет его есть”, – сказал Грейам. И оказался прав: птица ушла, а очень скоро птенца унесла чайка. Грейам философски отнесся к этому происшествию, разные варианты которого он наверняка наблюдал уже множество раз. Такое поведение птиц позволяло сохранять баланс между их численностью и количеством пищи на острове.

Вечером того дня начиналось празднование Хануки. В честь праздника кто-то вырезал из ветви дерева менору и прикрепил к ней клейкой лентой две свечи. Зажженный на пляже самодельный семисвечник отбрасывал пляшущие тени на коралловый щебень. На ужин подали мясо кенгуру, показавшееся мне на удивление вкусным, но, как заметили израильтяне, определенно некошерное.

Позднее я отправилась на участок DK-13 с ученым по имени Кенни Шнайдер. К тому времени прилив продолжался уже более двух часов, и мы со Шнайдером должны были прибыть на место за несколько минут до полуночи. Шнайдер уже ходил на DK-13, однако все еще не вполне освоил работу с GPS-навигатором. Примерно на полпути мы поняли, что сбились с маршрута. Вскоре вода была нам уже по грудь. Идти стало гораздо тяжелее, а прилив все продолжался. Ворох тревожных мыслей проносился в моей голове. Сумеем ли мы доплыть обратно до станции? Поймем ли вообще, в каком направлении плыть? Или же наконец разрешим загадку “унесения на Фиджи”?

Намного позже, чем планировалось, мы со Шнайдером заметили желтый буй на участке DK-13. Мы наполнили емкости для проб и отправились в обратный путь. Меня вновь поразили необыкновенная яркость звезд и чернота небосвода. И снова, как уже несколько раз бывало на Уан-Три, я почувствовала абсурдность своего положения. Я приехала на Большой Барьерный риф, чтобы написать о масштабах воздействия человека на окружающую среду, а между тем мы со Шнайдером казались крайне незначительными в этой первозданной темноте.

Подобно евреям, коралловые полипы Большого Барьерного рифа следуют лунному календарю. Раз в год, после полнолуния в начале южнополушарного лета, они участвуют в массовом половом размножении – своего рода синхронизированном групповом сексе. Мне рассказывали, что это зрелище, которое никак нельзя пропустить, так что я планировала свою поездку в Австралию соответствующим образом.

В основном кораллы чрезвычайно целомудренны и воспроизводятся бесполым способом – почкованием. Так что ежегодное половое размножение – это редкая возможность перетасовать генетический материал. Большинство участников этого действа – гермафродиты, то есть один и тот же полип производит и яйцеклетки, и сперматозоиды, собранные вместе в небольшие удобные связки. Никто точно не знает, каким образом коралловые полипы синхронизируют выброс в воду половых клеток, но считается, что они реагируют на освещенность и температуру.

В эту знаменательную ночь – массовое половое размножение всегда происходит после заката – коралловые полипы начинают готовиться к выбросу гамет, что можно сравнить с подготовкой к родам. Связки яйцеклеток и спермиев начинают выпячиваться из полипов, и вся колония покрывается словно бы мурашками. Австралийские исследователи на острове Херон сконструировали своеобразный инкубатор, позволяющий изучать это явление. Они собрали колонии некоторых самых распространенных на рифе видов, включая Acropora millepora (один из ученых сказал мне, что этот вид – “подопытная крыса” в мире кораллов), и стали выращивать их в специальных резервуарах. Acropora millepora образует колонию, напоминающую скопление крошечных рождественских елок. Никому не позволялось приближаться к резервуарам с фонариками, поскольку их свет мог нарушить работу внутренних часов коралловых полипов. Вместо этого все ходили со специальными красными налобными фонарями. Одолжив такой фонарь, я смогла увидеть связки яйцеклеток и спермиев – розовые, похожие на стеклянные бусины, – сдавленные прозрачными тканями полипов.

Руководитель команды, исследовательница Селина Уорд из Квинслендского университета, суетилась вокруг резервуаров с коралловыми полипами, словно акушерка, готовящаяся принимать роды. Она сказала мне, что в каждой связке содержится примерно от двадцати до сорока яйцеклеток и тысячи сперматозоидов. Вскоре после выброса в воду связки разваливаются, высвобождая отдельные гаметы. Если гаметам удается найти партнеров, образуются крошечные розовые личинки. Сразу же после того, как связки гамет окажутся выпущенными в воду, Уорд планировала собрать их и подвергнуть закислению разной степени. Она исследовала влияние закисления на половое размножение коралловых полипов последние несколько лет, и ее результаты показали, что пониженный уровень насыщения морской воды отрицательно сказывается на процессе оплодотворения. Уровень насыщения также влияет на развитие личинок и их оседание, когда они опускаются в воде, прикрепляются к чему-нибудь твердому и начинают создавать новые колонии коралловых полипов.

Acropora millepora в процессе массового полового размножения коралловых полипов

“В целом все наши результаты пока неутешительны, – сказала мне Уорд. – Если мы продолжим в том же духе, немедленно и существенно не уменьшив объемы выбросов углекислого газа, то, думаю, в будущем столкнемся с ситуацией, когда останутся разве что разрозненные клочки коралловых полипов”.

Позднее той же ночью некоторые другие исследователи на острове Херон (включая аспирантов, пытавшихся спаять конструкции мезокосма, не сделанного в срок) узнали, что коралловые полипы Уорд готовятся к половому размножению, и организовали ночное плавание с масками. Это было гораздо тщательнее продуманное мероприятие, чем погружения на Уан-Три. Для него требовались гидрокостюмы и подводные фонари. Снаряжения для одновременного погружения всех желающих не хватило, поэтому мы разделились на две группы. Я оказалась в первой и вначале была разочарована, поскольку казалось, что в воде ничего не происходит. Однако через некоторое время я заметила несколько коралловых полипов, выпускавших связки гамет. И почти сразу то же стали проделывать бессчетное количество других полипов. Разворачивающаяся перед моими глазами картина напоминала снежную бурю в Альпах, только наоборот. Вода наполнилась потоками розовых бусинок, всплывающих к поверхности, словно снегом, падающим вверх. Вдруг появились какие-то радужные черви и стали поедать гаметы, переливаясь феерическими цветами, а на поверхности начала образовываться розовато-лиловая пленка. Когда мое время закончилось, я с сожалением выбралась из воды и передала свой фонарь следующей группе.