Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

Впервые Барбоза отправилась в Амазонскую обсерваторию в 2012 году, когда получила степень магистра в области экоинженерии. В то время она хотела сравнить химический состав воздуха в городе Манаус с воздухом нетронутой среды, неподверженной человеческому влиянию. Высокая башня еще не была построена, поэтому Барбоза забралась на одну из небольших башен высотой 79 метров, чтобы взять пробы. Но даже это оказалось непростой задачей. Помимо того, что у Барбозы были проблемы с дыханием, из-за которых ей могло не хватать воздуха, она к тому же страшно боялась высоты, а маленькие башни пугающе раскачивались на ветру. Однако необходимость ежедневно подниматься на высоту для работы заставила ее преодолеть свой страх. Через несколько лет она с первой попытки взобралась на башню высотой 325 метров.

Чем больше времени Барбоза проводила в Амазонии, тем чаще она задумывалась о смене приоритетов в своих исследованиях. Что, если вместо того, чтобы просто использовать чистый воздух тропических лесов как точку отсчета, она изучит его уникальные свойства? Что именно парит там, над деревьями? Когда Барбоза писала докторскую диссертацию в Федеральном университете Параны, она заинтересовалась биоаэрозолями – крошечными частицами и капельками воздуха, полученными из живых организмов. За последнее десятилетие Барбоза, ее коллеги и другие ученые, приезжающие в обсерваторию со всего мира, составили более подробный портрет того, как парящие частицы и фрагменты жизни помогают тропическим лесам Амазонии исполнять свой танец дождя.

О том, что деревья и другие растения насыщают атмосферу водой, известно уже много веков. Растения используют лишь малую часть воды, которую они вбирают из почвы. Бóльшая часть воды, которую они поглощают, уходит в воздух через поры в листьях и других тканях – процесс, известный как транспирация. Леса и другие богатые растениями экосистемы переносят в атмосферу гораздо больше воды, чем испаряется из почвы без их помощи. Однако до недавнего времени мы не до конца понимали, насколько кардинально все невидимые газы и мельчайшие частицы, которые образуются в лесу, меняют судьбу воды, находящейся над ним.

Деревья и другие растения постоянно выделяют в воздух различные газообразные и зачастую едкие химические соединения, в том числе и для того, чтобы посылать сигналы друг другу и другим видам. Вспомните пьянящие ароматы жимолости, жасмина и сирени, привлекающие опылителей, резкий запах хвои, который, вероятно, отпугивает травоядных животных и патогенные микроорганизмы, растительный мускус свежескошенной травы, который, как считается, служит сигналом бедствия. Когда некоторые из этих соединений попадают в атмосферу, они вступают в реакцию с кислородом и солнечным светом и образуют новые молекулы, которые соединяются вместе, обеспечивая достаточно большую поверхность – место возможной конденсации водяного пара. Растения и грибы также выделяют соли, богатые калием, которые аналогичным образом косвенно стимулируют возникновение облаков.

В то же время тропические леса и другие районы с густой растительностью выделяют смесь более крупных биологических аэрозолей: сложный микс организмов и органических образований – целых и фрагментированных, живых, мертвых или тех, что находятся где-то посередине, включая вирусы, микробы, водоросли и пыльцу, споры грибов, мхов и папоротников, фрагменты листьев и коры, ворсинки меха и перьев, кусочки чешуек панциря насекомых[72]. Это летающее скопление жизни и ее остатков способно засеять облака и кристаллы льда, значительно увеличивая вероятность дождя и скорость круговорота воды. Над тропическими лесами Амазонии биоаэрозоли составляют более 80 % всех частиц, находящихся в воздухе: они гораздо более многочисленны и важны для выпадения осадков, чем пыль и сажа.

Вместе тропический лес и его воздушная среда создают мощную систему обратной связи. Чем чаще идут дожди, тем больше растет лес. Чем больше растет лес, тем больше воды, частиц, засевающих облака, и ледяных ядер он поднимает в воздух. Чем быстрее образуются и разбухают облака, тем чаще идут дожди. 20 миллиардов тонн воды, которые ежедневно выделяются из леса в атмосферу, даже превышают объем, сбрасываемый самой рекой Амазонкой. Основываясь на этих данных, ученые назвали тропический лес Амазонии «биогеохимическим реактором», который поддерживает и стабилизирует сам себя, генерируя около половины осадков, выпадающих на его полог.

Воздушная река, создаваемая амазонскими тропическими лесами, кишащая микробами, спорами и биологическими продуктами выделения, не стоит на месте. Часть ее с помощью воздушных потоков переносится в отдаленные города, фермы и экосистемы, особенно в южной части континента, включая регионы, которые в противном случае могли бы быть более засушливыми. Благодаря сложным цепным реакциям в атмосфере Амазония поставляет осадки и в регионы Северной Америки, включая Средний Запад, Тихоокеанский Северо-Запад и Канаду. Другие леса по всему миру похожим образом работают на пользу планеты.