Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
Strana 1 od 2
Strana 1 od 2 • 1, 2
Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
Kako je iko prokljuvio šta je u središtu Zemlje?
Otkud znamo dokle se proteže vasiona i šta su to crne rupe?
Kako je ustanovljeno gde su bili kontinenti pre 600 miliona godina?
Ne bi li našao odgovore na ova i slična pitanja, beskrajno radoznali Brajson je pomoć potražio u životu i delu kako najčuvenijih, tako i zaboravljenih, često ekscentričnih naučnika: geologa, hemičara, paleontologa, astronoma, fizičara, meteorologa, genetičara. Njega ne zanima samo šta sve znamo o svetu oko nas, već i kako smo do tih saznanja došli. Tako je nastala ova neodoljiva intelektualna odiseja kroz prostor i vreme u kojoj je autor iskričavo i šarmantno približio znanje svima onima kojima je nauka bila dosadna i strašna. U pokušaju da shvati sve što se dogodilo od Velikog praska pa do uspona civilizacije – kako smo iz ništavila dospeli ovamo i postali ono što jesmo – Brajson nam otkriva svet na način na koji ga većina nas nikad ranije nije sagledala.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
Preveo Goran Skrobonja
Za Megan i Krisa.
Dobro došli.
Fizičar Leo Silard jednom je saopštio svom prijatelju Hansu Beteu da razmišlja o tome da vodi dnevnik: „Nemam nameru da ga objavim. Samo ću da zapisujem činjenice kako bi Bog bio oba- vešten.” „Zar misliš da Bog ne zna činjenice?” upitao je Bete. „Ne”, uzvratio je Silard. „Zna On činjenice. Samo ne zna ovu verziju činjenica.”
Hans Kristijan fon Bejer, Kroćenje atoma
IZJAVE ZAHVALNOSTI
Dok sedim ovde, početkom 2003, preda mnom je nekoliko stranica rukopisa sa veličanstveno ohra- brujućim i taktičnim beleškama Ijana Tatersala iz Američkog muzeja prirodnjačke istorije, gde je na- vedeno, između ostalog, da Perigo nije oblast u kojoj se proizvodi vino, da je inventivno, mada done- kle neuobičajeno od mene da kurzivom navodim taksonomske podele iznad nivoa roda i vrste, da sam neprekidno pogrešno pisao naziv Olorgasaja (mesta koje sam nedavno posetio) i tako dalje u tom sti- lu, kroz dva poglavlja teksta koja pokriva njegova struka, nauka o pračoveku.
Samo nebo zna koliko još neprijatnih aljkavosti vreba na ovim stranicama, ali upravo zahvaljujući doktoru Tatersalu i svima onima koje se spremam da pomenem nema ih još na stotine. Ne znam ni ka- ko da na dostojan način zahvalim onima koji su mi pomogli u pripremi ove knjige. Posebno su me za- dužile sledeće osobe, sve jednako velikodušne i ljubazne, koje su iskazale krajnje junačko strpljenje odgovarajući najedno jednostavno, beskrajno ponavljano pitanje: „Izvinite, ali da li biste mogli to ponovo da objasnite?”
U Engleskoj: Dejvid Keplin sa Imperijal koledža u Londonu; Ričard Forti, Len Elis i Keti Vej iz Muzeja prirodnjačke istorije; Martin Raf sa Univerzitetskog koledža u Londonu; Rozalind Harding sa Instituta biološke antropologije u Oksfordu; dr Lorens Smadži, koji je ranije radio na Institutu Vel- kam; i Kit Blekmor iz Tajmsa.
U Sjedinjenim Državama: Ijan Tatersal iz Američkog muzeja prirodnjačke istorije u Njujorku; Džon Torstensen, Meri K. Hadson i Dejvid Blanšflauer sa Koledža Dartmut u Hanoveru, Nju Hemp- šir; dr Vilijam Abdu i dr Brajan Marš iz Medicinskog centra Dartmut Hičkok u Libanu, Nju Hempšir; Rej Anderson i Brajan Vicke iz Ministarstva za prirodna bogatstva Ajove, u Ajova Sitiju; Majk Vor- his sa Univerziteta Nebraska i iz državnog parka sa fosilnim nalazištima Ešfol blizu Orčarda, Nebra- ska; Čak Ofenburger sa Univerziteta Buena Vista, u Storm Lejku, Ajova; Ken Rankur, direktor istraži- vanja, Opservatorija Maunt Vašington u Goramu, Nju Hempšir; Pol Dos, geolog iz Jeloustounskog na- cionalnog parka, i njegova žena Hajdi, takođe iz Nacionalnog parka; Frenk Azaro sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju; Oliver Pejn i Lin Edison iz Nacionalnog geografskog društva; Džejms O. Far- lo, Univerzitet Indijana-Perdu; Rodžer L. Larson, profesor pomorske geofizike, Univerzitet Rod Aj- lend; Džef Gvin iz novina Star-Telegram iz Fort Vorta; Džeri Kasten iz Dalasa, Teksas; i osoblje Isto- rijskog društva Ajove u De Mojnu.
U Australiji; velečasni Robert Evans iz Hejzelbruka, Novi Južni Vels; dr Džil Kejni, Australijski meteorološki zavod; Alan Torn i Viktorija Benet sa Australijskog narodnog univerziteta u Kanberi; Luiz Burk i Džon Hauli iz Kanbere; En Miln iz Sidnej morning heralda; Ijan Novak, koji je ranije ra- dio u Geološkom društvu Zapadne Australije; Tomas H. Rič iz Muzeja Viktorija; Tim Flaneri, direk- tor Muzeja Južne Australije u Adelaidi; Natali Papvort i Alan Mekfejden iz Kraljevske tasmanijske botaničke bašte, u Hobartu; i veoma predusretljivo osoblje Državne biblioteke Novog Južnog Velsa u Sidneju.
I drugde: Su Supervil, direktor informativnog centra u Muzeju Novog Zelanda u Velingtonu; i dr Ema Mbua, dr Koen Maes i Džilani Ngali iz Nacionalnog muzeja Kenije u Najrobiju.
Takođe su me duboko i na najrazličitije načine zadužili Patrik Dženson-Smit, Džerald Hauard, Me- rien Velmans, Alison Tulet, Džilijan Somerskejls, Lari Finli, Stiv Rubin, Džed Matis, Kerol Hiton,
Čarls Eliot, Dejvid Brajson, Felisiti Brajson, Den Meklin, Nik Sautern, Džerald Engelbrecen, Patrik Galager, Lari Ešmid i osoblje nenadmašne i večno vesele biblioteke Hauv u Hanoveru, Nju Hempšir.
Iznad svega, i kao i uvek, najdublju zahvalnost dugujem svojoj dragoj, strpljivoj, neuporedivoj ženi, Sintiji.
Za Megan i Krisa.
Dobro došli.
Fizičar Leo Silard jednom je saopštio svom prijatelju Hansu Beteu da razmišlja o tome da vodi dnevnik: „Nemam nameru da ga objavim. Samo ću da zapisujem činjenice kako bi Bog bio oba- vešten.” „Zar misliš da Bog ne zna činjenice?” upitao je Bete. „Ne”, uzvratio je Silard. „Zna On činjenice. Samo ne zna ovu verziju činjenica.”
Hans Kristijan fon Bejer, Kroćenje atoma
IZJAVE ZAHVALNOSTI
Dok sedim ovde, početkom 2003, preda mnom je nekoliko stranica rukopisa sa veličanstveno ohra- brujućim i taktičnim beleškama Ijana Tatersala iz Američkog muzeja prirodnjačke istorije, gde je na- vedeno, između ostalog, da Perigo nije oblast u kojoj se proizvodi vino, da je inventivno, mada done- kle neuobičajeno od mene da kurzivom navodim taksonomske podele iznad nivoa roda i vrste, da sam neprekidno pogrešno pisao naziv Olorgasaja (mesta koje sam nedavno posetio) i tako dalje u tom sti- lu, kroz dva poglavlja teksta koja pokriva njegova struka, nauka o pračoveku.
Samo nebo zna koliko još neprijatnih aljkavosti vreba na ovim stranicama, ali upravo zahvaljujući doktoru Tatersalu i svima onima koje se spremam da pomenem nema ih još na stotine. Ne znam ni ka- ko da na dostojan način zahvalim onima koji su mi pomogli u pripremi ove knjige. Posebno su me za- dužile sledeće osobe, sve jednako velikodušne i ljubazne, koje su iskazale krajnje junačko strpljenje odgovarajući najedno jednostavno, beskrajno ponavljano pitanje: „Izvinite, ali da li biste mogli to ponovo da objasnite?”
U Engleskoj: Dejvid Keplin sa Imperijal koledža u Londonu; Ričard Forti, Len Elis i Keti Vej iz Muzeja prirodnjačke istorije; Martin Raf sa Univerzitetskog koledža u Londonu; Rozalind Harding sa Instituta biološke antropologije u Oksfordu; dr Lorens Smadži, koji je ranije radio na Institutu Vel- kam; i Kit Blekmor iz Tajmsa.
U Sjedinjenim Državama: Ijan Tatersal iz Američkog muzeja prirodnjačke istorije u Njujorku; Džon Torstensen, Meri K. Hadson i Dejvid Blanšflauer sa Koledža Dartmut u Hanoveru, Nju Hemp- šir; dr Vilijam Abdu i dr Brajan Marš iz Medicinskog centra Dartmut Hičkok u Libanu, Nju Hempšir; Rej Anderson i Brajan Vicke iz Ministarstva za prirodna bogatstva Ajove, u Ajova Sitiju; Majk Vor- his sa Univerziteta Nebraska i iz državnog parka sa fosilnim nalazištima Ešfol blizu Orčarda, Nebra- ska; Čak Ofenburger sa Univerziteta Buena Vista, u Storm Lejku, Ajova; Ken Rankur, direktor istraži- vanja, Opservatorija Maunt Vašington u Goramu, Nju Hempšir; Pol Dos, geolog iz Jeloustounskog na- cionalnog parka, i njegova žena Hajdi, takođe iz Nacionalnog parka; Frenk Azaro sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju; Oliver Pejn i Lin Edison iz Nacionalnog geografskog društva; Džejms O. Far- lo, Univerzitet Indijana-Perdu; Rodžer L. Larson, profesor pomorske geofizike, Univerzitet Rod Aj- lend; Džef Gvin iz novina Star-Telegram iz Fort Vorta; Džeri Kasten iz Dalasa, Teksas; i osoblje Isto- rijskog društva Ajove u De Mojnu.
U Australiji; velečasni Robert Evans iz Hejzelbruka, Novi Južni Vels; dr Džil Kejni, Australijski meteorološki zavod; Alan Torn i Viktorija Benet sa Australijskog narodnog univerziteta u Kanberi; Luiz Burk i Džon Hauli iz Kanbere; En Miln iz Sidnej morning heralda; Ijan Novak, koji je ranije ra- dio u Geološkom društvu Zapadne Australije; Tomas H. Rič iz Muzeja Viktorija; Tim Flaneri, direk- tor Muzeja Južne Australije u Adelaidi; Natali Papvort i Alan Mekfejden iz Kraljevske tasmanijske botaničke bašte, u Hobartu; i veoma predusretljivo osoblje Državne biblioteke Novog Južnog Velsa u Sidneju.
I drugde: Su Supervil, direktor informativnog centra u Muzeju Novog Zelanda u Velingtonu; i dr Ema Mbua, dr Koen Maes i Džilani Ngali iz Nacionalnog muzeja Kenije u Najrobiju.
Takođe su me duboko i na najrazličitije načine zadužili Patrik Dženson-Smit, Džerald Hauard, Me- rien Velmans, Alison Tulet, Džilijan Somerskejls, Lari Finli, Stiv Rubin, Džed Matis, Kerol Hiton,
Čarls Eliot, Dejvid Brajson, Felisiti Brajson, Den Meklin, Nik Sautern, Džerald Engelbrecen, Patrik Galager, Lari Ešmid i osoblje nenadmašne i večno vesele biblioteke Hauv u Hanoveru, Nju Hempšir.
Iznad svega, i kao i uvek, najdublju zahvalnost dugujem svojoj dragoj, strpljivoj, neuporedivoj ženi, Sintiji.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
UVOD
Dobro došli. Čestitam. Oduševljen sam zbog toga što ste uspeli da dođete. Znam da nije bilo lako sti- ći ovamo. Zapravo, pretpostavljam da je bilo i malo teže nego što pojmite.
Za početak, da biste sada bili ovde, bilioni lebdećih atoma morali su nekako da se prikupe na slo- žen i neobično obvezujući način da bi vas stvorili. To je tako specijalizovan i poseban aranžman da nikada ranije nije bio oproban i postojaće samo jednom, ovaj put. Mnogo nastupajućih godina (nada- mo se) te majušne čestice bespogovorno će učestvovati u svim tim milijardama umešnih, kooperativ- nih napora neophodnih da ostanete netaknuti i da iskusite krajnje prijatno, ali generalno potcenjeno stanje poznato kao postojanje.
Donekle je zagonetno zbog čega se atomi uopšte gnjave time. Na atomskom nivou, biti vi nije bog- zna kako zahvalno iskustvo. I pored sve predane pažnje koju vam ukazuju, vaše atome zapravo nije briga za vas – štaviše, oni nemaju pojma da uopšte postojite. Ne znaju ni da oni postoje. Na kraju krajeva, to su bezumne čestice, koje same po sebi nisu čak ni žive. (Donekle je primamljiva pomisao na to da biste, ukoliko rastavite sebe pomoću pincete atom po atom, dobili hrpu fine atomske prašine koja nikada nije bila živa, ali je nekada predstavljala vas). Ipak, nekako, tokom vašeg postojanja ato- mi će reagovati na jedan jedini kruti impuls: da vas očuvaju takvim kakvi ste.
Loša vest je da su atomi nestalni i da je vreme njihove odanosti kratko – baš kratko. Čak ni dug ljudski život ne traje duže od pukih 650.000 sati. A kada se ta oznaka pojavi na vidiku, ili tu negde u blizini, vaši će vas atomi isključiti iz nepoznatih razloga, a onda se nemo rastati i otići da budu nešto drugo. I to vam je što vam je.
Opet, možete da se radujete što se to uopšte dešava. Uopšte uzevši, koliko znamo, u vasioni se to ne dešava. Ovo je krajnje neobično zato što su atomi koji se tako slobodno i druželjubivo sjate da bi formirali živa bića na Zemlji upravo isti oni atomi koji drugde to odbijaju da urade. Sta god drugo mogao biti, na nivou hemije život je krajnje prozaičan: ugljenik, vodonik, kiseonik i azot, malčice kalcijuma, trunka sumpora, sve to blago začinjeno drugim vrlo običnim elementima – onim koje mo- žete naći u svakoj običnoj apoteci – i to je sve što vam treba. Jedino po čemu su atomi koji čine vas posebni jeste upravo to što čine vas.
Bez obzira na to čine li atomi život u drugim ćoškovima vasione, oni čine mnogo toga drugog; u stvari, čine sve drugo. Bez njih ne bi bilo vode, vazduha ili stenja, zvezda i planeta, dalekih gasnih oblaka ili uskovitlanih maglina, niti ičega drugog što vasionu čini tako prijatno materijalnom. Atomi su tako brojni i neophodni da lako možemo prevideti činjenicu da uopšte ne moraju da postoje. Nema tog zakona po kojem vasiona mora da se ispuni malim česticama materije niti da proizvodi svetlost i gravitaciju i ostala svojstva od kojih zavisi naše postojanje. U stvari, vasiona ne mora ni da postoji. Veoma dugo, nije ni postojala. Nije bilo atoma, niti vasione u kojoj bi oni lebdeli. Nije bilo niče- ga – baš ničega, nigde.
Dakle, bogu hvala za atome. Ali činjenica da imate atome i da se oni tako spremno udružuju samo je deo onoga što vas je dovelo ovamo. Da biste sada bili ovde, da biste živeli u dvadeset prvom veku i bili dovoljno pametni da to znate, morala je takođe da vam se osmehne izuzetna biološka sreća. Op- stanak na Zemlji je iznenađujuće nezgodna stvar. Od milijardi i milijardi vrsta živih bića koje su po- stojale od osvita vremena, većina – 99,99 procenata, kako se sugeriše – više ne postoji. Vidite, ži-
vot na Zemlji ne samo da je kratkotrajan, već i užasno beznačajan. Veoma zanimljiva crta naše egzi- stencije jeste to što potičemo sa planete koja tako dobro promoviše život, ali ga još bolje gasi.
Prosečna vrsta na Zemlji traje samo oko četiri miliona godina, pa ako želite da se motate ovuda milijardama godina, morate biti nestalni poput atoma koji su vas sazdali. Morate biti spremni da me- njate sve na sebi – oblik, veličinu, boju, pripadnost vrsti, sve – i da to radite iznova i iznova. To je mnogo lakše reći nego uraditi, zato što je proces promena nasumičan. Da biste od „protoplazmične praiskonske atomske kuglice” (kako ono stoji u pesmi Gilberta i Salivena) postali svesno, uspravno, moderno ljudsko biće, morate veoma dugo mutirati nove osobine iznova i iznova, precizno i blago- vremeno. Tako ste se u različitim periodima za poslednjih 3,8 milijardi godina grozili kiseonika da biste zatim poludeli za njim, nicala su vam peraja, udovi i živahne kreste, polagali ste jaja, šibali po vazduhu račvastim jezikom, bili ste glatki, bili ste krznati, živeli ste pod zemljom, živeli na drveću, bili krupni kao jelen i mali kao miš, i još milion drugih stvari. Sa makar najmanjim odstupanjem od tih evolutivnih imperativa sada biste lizali alge sa pećinskih zidova, valjali biste se kao morž na ne- koj stenovitoj obali ili izbacivali vazduh kroz otvor povrh glave pre nego što uronite dvadeset metara da napunite usta izvrsnim peščanim glistama.
Ne samo što ste imali dovoljno sreće da od pamtiveka budete okačeni o favorizovanu evolucionu liniju, već ste takođe bili izuzetno – kažimo radije čudesno – srećni povodom pitanja svojih ličnih predaka. Pomislite samo na činjenicu da je u 3,8 milijardi godina, što je razdoblje duže od postojanja planina, reka i okeana na Zemlji, svaki vaš predak s obe strane bio dovoljno privlačan da pronađe nekoga s kim će se spariti, dovoljno zdrav da se razmnožava i dovoljno blagosloven sudbinom i okolnostima da dovoljno dugo poživi za to. Nijedan vaš lični predak nije bio zgnječen, proždran, udavljen, nije umro od gladi, zaglibio se negde, prerano bio povređen ili na drugi način sprečen da ispuni svoj životni cilj i isporuči malu količinu genetskog materijala odgovarajućem partneru u odgo- varajućem trenutku kako bi ovekovečili jedini mogući niz naslednih kombinacija koji bi mogao za re- zultat da ima – na kraju, zapanjujuće i krajnje kratkotrajno – vas.
* * *
Ovo je knjiga o tome kako se to desilo – pogotovo, kako smo ni od čega postali nešto, te kako se malo tog ničega pretvorilo u nas, i isto tako pomalo o onome što se dešavalo u međuvremenu, a i ka- snije. Naravno, teritorija koju treba preći prilično je velika i naslov knjige upravo zbog toga i jeste Kratka istorija bezmalo svačega, mada u stvari to i nije. Niti bi mogla da bude. Ali s malo sreće, ka- da završimo s njom, možda će nam se učiniti da jeste.
Moja početna tačka, koliko god to bilo značajno ili ne, bila je školska čitanka iz poznavanja priro- de, u četvrtom ili petom razredu. Bila je to standardna čitanka iz pedesetih godina – iskrzana, omr- znuta, mračno teška – ali na samom početku je imala ilustraciju koja me je prosto opčinila: dijagram koji se mogao iseći i koji je prikazivao kako bi izgledala unutrašnjost Zemlje kada biste zasekli pla- netu velikim nožem i pažljivo izvukli klin koji bi predstavljao otprilike njenu četvrtinu.
Teško je poverovati da je ikada postojalo vreme kada nisam video takvu ilustraciju, ali očigledno nisam, jer se jasno sećam koliko sam bio zapanjen. Pretpostavljam, sasvim iskreno, da je moje prvo- bitno interesovanje bilo zasnovano na zamišljenoj slici reke vozača koji ništa ne slute dok voze pre- ma istoku u američkim ravničarskim državama da bi se obrušili preko ruba iznenadne litice visoke sedam hiljada kilometara između Centralne Amerike i Severnog pola. Ali moja je pažnja, na akadem- skiji način, postepeno prešla na naučni značaj crteža i spoznaju da se Zemlja sastoji od skrivenih slo- jeva koji se završavaju u središtu blistavom kuglom od gvožđa i nikla, vrelom koliko i površina Sun- ca, sudeći po natpisu, i sećam se da sam pomislio sa istinskim čuđenjem: „Otkud oni to znaju?”
Ni za trenutak nisam posumnjao u tačnost podatka – i dalje obično verujem izjavama naučnika na način na koji verujem i hirurzima, vodoinstalaterima i drugima koji poseduju tajnovite informacije za privilegovane – ali ni za živu glavu nisam mogao da zamislim kako bilo koji ljudski um može da pronikne u to kako prostori koji se nalaze hiljadama kilometara ispod nas, koje nijedno oko nije vide- lo niti je kroz njih rendgenski zrak mogao da prodre, mogu da izgledaju ili od čega su sazdani. Za me- ne je to naprosto bilo čudesno. I od tog trenutka taj moj stav nije se nimalo promenio.
Uzbuđen, poneo sam knjigu kuči te večeri i otvorio je pre večere – verujem da je taj postupak podstakao moju majku da mi opipa čelo i upita me jesam li dobro – a onda sam počeo da čitam od prve strane.
I evo šta je bilo. Uopšte nije bilo uzbudljivo. Nije baš bilo ni sasvim nerazumljivo. Povrh svega, nije odgovorilo niti na jedno od pitanja koja je ilustracija uzmuvala u normalnoj ljubopitljivoj glavi: otkud to Sunce usred naše planete i otkud znaju koliko je ono vruće? I ako već tamo dole gori, zašto nam tlo pod nogama nije vrelo? I zašto se ostatak unutrašnjosti ne topi – ili se zapravo topi? I kada jezgro konačno sagori, hoće li deo Zemlje potonuti u prazninu i ostaviti na površini džinovsku rupu? I
kako to može da se zna? Kako to može da se prokljuvi?
Ali pisac je bio neobično nem u vezi s takvim detaljima – štaviše, nem u vezi sa svime osim anti- klinala, kotlina, aksijalnih prekida naslaga i tome slično. Kao da je želeo da ono dobro zadrži kao taj- nu prikazavši sve to trezveno nedokučivim. Kako su godine prolazile, počeo sam da podozrevam da to nije bio u potpunosti lični poriv. Činilo se da među piscima udžbenika postoji zagonetna univerzal- na zavera kako bi obezbedili da određeni materijal kojim se oni bave nikada ne odluta predaleko od područja blago zanimljivog, a da uvek ostane dovoljno daleko, koliko i jedan međugradski poziv, od zaista zanimljivog.
Sada znam da postoji izobilje naučnih pisaca koji stvaraju krajnje lucidnu i uzbudljivu prozu – Timoti Feris, Ričard Forti i Tim Flaneri su trojica koja iskaču iz jednog jedinog slova azbuke (pri tom, da ne pominjemo pokojnog ali bogolikog Ričarda Fejnmena) – ali nažalost, niko od njih nije napisao nijedan udžbenik koji sam ja ikada koristio. Sve moje udžbenike pisali su muškarci (uvek muškarci) koji su imali zanimljivu ideju da sve postaje jasno tek kada se izrazi kao formula, a i gajili su zabavno, zabludelo stanovište da američka deca vole da im se poglavlja završavaju odeljkom sa pitanjima o kojima ona moraju da razmišljaju u svoje slobodno vreme. I tako sam odrastao ubeđen da je nauka neprevaziđeno dosadna, ali sa podozrenjem da ne mora da bude takva, trudeći se da uopšte o njoj ne razmišljam ako ne moram. I to je, takođe, postalo moje dugotrajno stanovište.
A onda, mnogo kasnije – valjda pre četiri ili pet godina – dugo sam leteo preko Pacifika i doko- no zurio kroz prozor u mesečinom obasjan okean, kada mi je sa izvesnom neprijatnom silinom palo na pamet da nemam pojma o jedinoj planeti na kojoj ću ikada živeti. Na primer, pojma nisam imao zašto su okeani slani, ali Velika jezera nisu. Nisam imao blage veze. Nisam znao da li okeani s vremenom postaju više ili manje slani i da li je nivo saliniteta okeana nešto zbog čega bi trebalo da se zabrinem, ili to nije razlog za brigu. (Sa velikim zadovoljstvom vam saopštavam da sve do kraja sedamdesetih godina ni naučnici nisu znali odgovore na ta pitanja. Samo nisu mnogo glasno pričali o tome.)
A salinitet okeana je, naravno, predstavljao tek najsitniju trunku mog neznanja. Nisam znao šta je proton, ili protein, nisam razlikovao kvark od kvazara, niti razumeo kako to geolozi mogu da pogleda- ju sloj stena u zidu kanjona i kažu vam koliko je star – zapravo, nisam znao ništa. Obuzeo me je tih, neuobičajen ali neumoljiv poriv da saznam pomalo o tim stvarima i shvatim, pre svega, kako ih to ljudi uopšte prokljuve. To me i dalje zaprepašćuje najviše od svega – kako naučnici provale stvari. Kako bilo ko može da zna koliko je Zemlja teška, koliko su njene stene stare ili šta se zaista nalazi čak dole, u njenom središtu? Kako mogu da znaju kako i kada je vasiona nastala i kako je to tada iz- gledalo? Kako znaju šta se dešava unutar atoma? I kako, kad smo već kod toga – ili možda, kad bo- lje razmislim, iznad svega – naučnici mogu tako često da izgledaju kao da znaju gotovo sve, ali i da- lje ne mogu da predvide zemljotres, pa čak ni da nam kažu da li da ponesemo kišobran na trke slede- će srede?
I zato sam rešio da deo svog života – tri godine, kako se sada ispostavilo – posvetim čitanju knjiga i časopisa, kao i pronalaženju stručnjaka sa strpljenjem svetaca, spremnih da odgovore na mnogo izuzetno glupih pitanja. Zamisao je bila da se uverim da li je moguće razumeti i ceniti – čudi- ti se, pa čak i uživati u naučnim čudesima i dostignućima na nivou koji nije previše tehnički i zahte- van, ali takođe nije ni potpuno površan.
To je bila moja zamisao i nada, i upravo to knjiga koja sledi ima nameru da uradi. U svakom slučaju, imamo mnogo toga da pokrijemo i mnogo manje od 650.000 sati da to izvedemo, pa počnimo onda.
Dobro došli. Čestitam. Oduševljen sam zbog toga što ste uspeli da dođete. Znam da nije bilo lako sti- ći ovamo. Zapravo, pretpostavljam da je bilo i malo teže nego što pojmite.
Za početak, da biste sada bili ovde, bilioni lebdećih atoma morali su nekako da se prikupe na slo- žen i neobično obvezujući način da bi vas stvorili. To je tako specijalizovan i poseban aranžman da nikada ranije nije bio oproban i postojaće samo jednom, ovaj put. Mnogo nastupajućih godina (nada- mo se) te majušne čestice bespogovorno će učestvovati u svim tim milijardama umešnih, kooperativ- nih napora neophodnih da ostanete netaknuti i da iskusite krajnje prijatno, ali generalno potcenjeno stanje poznato kao postojanje.
Donekle je zagonetno zbog čega se atomi uopšte gnjave time. Na atomskom nivou, biti vi nije bog- zna kako zahvalno iskustvo. I pored sve predane pažnje koju vam ukazuju, vaše atome zapravo nije briga za vas – štaviše, oni nemaju pojma da uopšte postojite. Ne znaju ni da oni postoje. Na kraju krajeva, to su bezumne čestice, koje same po sebi nisu čak ni žive. (Donekle je primamljiva pomisao na to da biste, ukoliko rastavite sebe pomoću pincete atom po atom, dobili hrpu fine atomske prašine koja nikada nije bila živa, ali je nekada predstavljala vas). Ipak, nekako, tokom vašeg postojanja ato- mi će reagovati na jedan jedini kruti impuls: da vas očuvaju takvim kakvi ste.
Loša vest je da su atomi nestalni i da je vreme njihove odanosti kratko – baš kratko. Čak ni dug ljudski život ne traje duže od pukih 650.000 sati. A kada se ta oznaka pojavi na vidiku, ili tu negde u blizini, vaši će vas atomi isključiti iz nepoznatih razloga, a onda se nemo rastati i otići da budu nešto drugo. I to vam je što vam je.
Opet, možete da se radujete što se to uopšte dešava. Uopšte uzevši, koliko znamo, u vasioni se to ne dešava. Ovo je krajnje neobično zato što su atomi koji se tako slobodno i druželjubivo sjate da bi formirali živa bića na Zemlji upravo isti oni atomi koji drugde to odbijaju da urade. Sta god drugo mogao biti, na nivou hemije život je krajnje prozaičan: ugljenik, vodonik, kiseonik i azot, malčice kalcijuma, trunka sumpora, sve to blago začinjeno drugim vrlo običnim elementima – onim koje mo- žete naći u svakoj običnoj apoteci – i to je sve što vam treba. Jedino po čemu su atomi koji čine vas posebni jeste upravo to što čine vas.
Bez obzira na to čine li atomi život u drugim ćoškovima vasione, oni čine mnogo toga drugog; u stvari, čine sve drugo. Bez njih ne bi bilo vode, vazduha ili stenja, zvezda i planeta, dalekih gasnih oblaka ili uskovitlanih maglina, niti ičega drugog što vasionu čini tako prijatno materijalnom. Atomi su tako brojni i neophodni da lako možemo prevideti činjenicu da uopšte ne moraju da postoje. Nema tog zakona po kojem vasiona mora da se ispuni malim česticama materije niti da proizvodi svetlost i gravitaciju i ostala svojstva od kojih zavisi naše postojanje. U stvari, vasiona ne mora ni da postoji. Veoma dugo, nije ni postojala. Nije bilo atoma, niti vasione u kojoj bi oni lebdeli. Nije bilo niče- ga – baš ničega, nigde.
Dakle, bogu hvala za atome. Ali činjenica da imate atome i da se oni tako spremno udružuju samo je deo onoga što vas je dovelo ovamo. Da biste sada bili ovde, da biste živeli u dvadeset prvom veku i bili dovoljno pametni da to znate, morala je takođe da vam se osmehne izuzetna biološka sreća. Op- stanak na Zemlji je iznenađujuće nezgodna stvar. Od milijardi i milijardi vrsta živih bića koje su po- stojale od osvita vremena, većina – 99,99 procenata, kako se sugeriše – više ne postoji. Vidite, ži-
vot na Zemlji ne samo da je kratkotrajan, već i užasno beznačajan. Veoma zanimljiva crta naše egzi- stencije jeste to što potičemo sa planete koja tako dobro promoviše život, ali ga još bolje gasi.
Prosečna vrsta na Zemlji traje samo oko četiri miliona godina, pa ako želite da se motate ovuda milijardama godina, morate biti nestalni poput atoma koji su vas sazdali. Morate biti spremni da me- njate sve na sebi – oblik, veličinu, boju, pripadnost vrsti, sve – i da to radite iznova i iznova. To je mnogo lakše reći nego uraditi, zato što je proces promena nasumičan. Da biste od „protoplazmične praiskonske atomske kuglice” (kako ono stoji u pesmi Gilberta i Salivena) postali svesno, uspravno, moderno ljudsko biće, morate veoma dugo mutirati nove osobine iznova i iznova, precizno i blago- vremeno. Tako ste se u različitim periodima za poslednjih 3,8 milijardi godina grozili kiseonika da biste zatim poludeli za njim, nicala su vam peraja, udovi i živahne kreste, polagali ste jaja, šibali po vazduhu račvastim jezikom, bili ste glatki, bili ste krznati, živeli ste pod zemljom, živeli na drveću, bili krupni kao jelen i mali kao miš, i još milion drugih stvari. Sa makar najmanjim odstupanjem od tih evolutivnih imperativa sada biste lizali alge sa pećinskih zidova, valjali biste se kao morž na ne- koj stenovitoj obali ili izbacivali vazduh kroz otvor povrh glave pre nego što uronite dvadeset metara da napunite usta izvrsnim peščanim glistama.
Ne samo što ste imali dovoljno sreće da od pamtiveka budete okačeni o favorizovanu evolucionu liniju, već ste takođe bili izuzetno – kažimo radije čudesno – srećni povodom pitanja svojih ličnih predaka. Pomislite samo na činjenicu da je u 3,8 milijardi godina, što je razdoblje duže od postojanja planina, reka i okeana na Zemlji, svaki vaš predak s obe strane bio dovoljno privlačan da pronađe nekoga s kim će se spariti, dovoljno zdrav da se razmnožava i dovoljno blagosloven sudbinom i okolnostima da dovoljno dugo poživi za to. Nijedan vaš lični predak nije bio zgnječen, proždran, udavljen, nije umro od gladi, zaglibio se negde, prerano bio povređen ili na drugi način sprečen da ispuni svoj životni cilj i isporuči malu količinu genetskog materijala odgovarajućem partneru u odgo- varajućem trenutku kako bi ovekovečili jedini mogući niz naslednih kombinacija koji bi mogao za re- zultat da ima – na kraju, zapanjujuće i krajnje kratkotrajno – vas.
* * *
Ovo je knjiga o tome kako se to desilo – pogotovo, kako smo ni od čega postali nešto, te kako se malo tog ničega pretvorilo u nas, i isto tako pomalo o onome što se dešavalo u međuvremenu, a i ka- snije. Naravno, teritorija koju treba preći prilično je velika i naslov knjige upravo zbog toga i jeste Kratka istorija bezmalo svačega, mada u stvari to i nije. Niti bi mogla da bude. Ali s malo sreće, ka- da završimo s njom, možda će nam se učiniti da jeste.
Moja početna tačka, koliko god to bilo značajno ili ne, bila je školska čitanka iz poznavanja priro- de, u četvrtom ili petom razredu. Bila je to standardna čitanka iz pedesetih godina – iskrzana, omr- znuta, mračno teška – ali na samom početku je imala ilustraciju koja me je prosto opčinila: dijagram koji se mogao iseći i koji je prikazivao kako bi izgledala unutrašnjost Zemlje kada biste zasekli pla- netu velikim nožem i pažljivo izvukli klin koji bi predstavljao otprilike njenu četvrtinu.
Teško je poverovati da je ikada postojalo vreme kada nisam video takvu ilustraciju, ali očigledno nisam, jer se jasno sećam koliko sam bio zapanjen. Pretpostavljam, sasvim iskreno, da je moje prvo- bitno interesovanje bilo zasnovano na zamišljenoj slici reke vozača koji ništa ne slute dok voze pre- ma istoku u američkim ravničarskim državama da bi se obrušili preko ruba iznenadne litice visoke sedam hiljada kilometara između Centralne Amerike i Severnog pola. Ali moja je pažnja, na akadem- skiji način, postepeno prešla na naučni značaj crteža i spoznaju da se Zemlja sastoji od skrivenih slo- jeva koji se završavaju u središtu blistavom kuglom od gvožđa i nikla, vrelom koliko i površina Sun- ca, sudeći po natpisu, i sećam se da sam pomislio sa istinskim čuđenjem: „Otkud oni to znaju?”
Ni za trenutak nisam posumnjao u tačnost podatka – i dalje obično verujem izjavama naučnika na način na koji verujem i hirurzima, vodoinstalaterima i drugima koji poseduju tajnovite informacije za privilegovane – ali ni za živu glavu nisam mogao da zamislim kako bilo koji ljudski um može da pronikne u to kako prostori koji se nalaze hiljadama kilometara ispod nas, koje nijedno oko nije vide- lo niti je kroz njih rendgenski zrak mogao da prodre, mogu da izgledaju ili od čega su sazdani. Za me- ne je to naprosto bilo čudesno. I od tog trenutka taj moj stav nije se nimalo promenio.
Uzbuđen, poneo sam knjigu kuči te večeri i otvorio je pre večere – verujem da je taj postupak podstakao moju majku da mi opipa čelo i upita me jesam li dobro – a onda sam počeo da čitam od prve strane.
I evo šta je bilo. Uopšte nije bilo uzbudljivo. Nije baš bilo ni sasvim nerazumljivo. Povrh svega, nije odgovorilo niti na jedno od pitanja koja je ilustracija uzmuvala u normalnoj ljubopitljivoj glavi: otkud to Sunce usred naše planete i otkud znaju koliko je ono vruće? I ako već tamo dole gori, zašto nam tlo pod nogama nije vrelo? I zašto se ostatak unutrašnjosti ne topi – ili se zapravo topi? I kada jezgro konačno sagori, hoće li deo Zemlje potonuti u prazninu i ostaviti na površini džinovsku rupu? I
kako to može da se zna? Kako to može da se prokljuvi?
Ali pisac je bio neobično nem u vezi s takvim detaljima – štaviše, nem u vezi sa svime osim anti- klinala, kotlina, aksijalnih prekida naslaga i tome slično. Kao da je želeo da ono dobro zadrži kao taj- nu prikazavši sve to trezveno nedokučivim. Kako su godine prolazile, počeo sam da podozrevam da to nije bio u potpunosti lični poriv. Činilo se da među piscima udžbenika postoji zagonetna univerzal- na zavera kako bi obezbedili da određeni materijal kojim se oni bave nikada ne odluta predaleko od područja blago zanimljivog, a da uvek ostane dovoljno daleko, koliko i jedan međugradski poziv, od zaista zanimljivog.
Sada znam da postoji izobilje naučnih pisaca koji stvaraju krajnje lucidnu i uzbudljivu prozu – Timoti Feris, Ričard Forti i Tim Flaneri su trojica koja iskaču iz jednog jedinog slova azbuke (pri tom, da ne pominjemo pokojnog ali bogolikog Ričarda Fejnmena) – ali nažalost, niko od njih nije napisao nijedan udžbenik koji sam ja ikada koristio. Sve moje udžbenike pisali su muškarci (uvek muškarci) koji su imali zanimljivu ideju da sve postaje jasno tek kada se izrazi kao formula, a i gajili su zabavno, zabludelo stanovište da američka deca vole da im se poglavlja završavaju odeljkom sa pitanjima o kojima ona moraju da razmišljaju u svoje slobodno vreme. I tako sam odrastao ubeđen da je nauka neprevaziđeno dosadna, ali sa podozrenjem da ne mora da bude takva, trudeći se da uopšte o njoj ne razmišljam ako ne moram. I to je, takođe, postalo moje dugotrajno stanovište.
A onda, mnogo kasnije – valjda pre četiri ili pet godina – dugo sam leteo preko Pacifika i doko- no zurio kroz prozor u mesečinom obasjan okean, kada mi je sa izvesnom neprijatnom silinom palo na pamet da nemam pojma o jedinoj planeti na kojoj ću ikada živeti. Na primer, pojma nisam imao zašto su okeani slani, ali Velika jezera nisu. Nisam imao blage veze. Nisam znao da li okeani s vremenom postaju više ili manje slani i da li je nivo saliniteta okeana nešto zbog čega bi trebalo da se zabrinem, ili to nije razlog za brigu. (Sa velikim zadovoljstvom vam saopštavam da sve do kraja sedamdesetih godina ni naučnici nisu znali odgovore na ta pitanja. Samo nisu mnogo glasno pričali o tome.)
A salinitet okeana je, naravno, predstavljao tek najsitniju trunku mog neznanja. Nisam znao šta je proton, ili protein, nisam razlikovao kvark od kvazara, niti razumeo kako to geolozi mogu da pogleda- ju sloj stena u zidu kanjona i kažu vam koliko je star – zapravo, nisam znao ništa. Obuzeo me je tih, neuobičajen ali neumoljiv poriv da saznam pomalo o tim stvarima i shvatim, pre svega, kako ih to ljudi uopšte prokljuve. To me i dalje zaprepašćuje najviše od svega – kako naučnici provale stvari. Kako bilo ko može da zna koliko je Zemlja teška, koliko su njene stene stare ili šta se zaista nalazi čak dole, u njenom središtu? Kako mogu da znaju kako i kada je vasiona nastala i kako je to tada iz- gledalo? Kako znaju šta se dešava unutar atoma? I kako, kad smo već kod toga – ili možda, kad bo- lje razmislim, iznad svega – naučnici mogu tako često da izgledaju kao da znaju gotovo sve, ali i da- lje ne mogu da predvide zemljotres, pa čak ni da nam kažu da li da ponesemo kišobran na trke slede- će srede?
I zato sam rešio da deo svog života – tri godine, kako se sada ispostavilo – posvetim čitanju knjiga i časopisa, kao i pronalaženju stručnjaka sa strpljenjem svetaca, spremnih da odgovore na mnogo izuzetno glupih pitanja. Zamisao je bila da se uverim da li je moguće razumeti i ceniti – čudi- ti se, pa čak i uživati u naučnim čudesima i dostignućima na nivou koji nije previše tehnički i zahte- van, ali takođe nije ni potpuno površan.
To je bila moja zamisao i nada, i upravo to knjiga koja sledi ima nameru da uradi. U svakom slučaju, imamo mnogo toga da pokrijemo i mnogo manje od 650.000 sati da to izvedemo, pa počnimo onda.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
I IZGUBLJENI U KOSMOSU
Sve su u istoj ravni. Sve se okreću u istom smeru... To je savršeno, znate Veličanstveno. Gotovo jezivo.
Astronom Džefri Marsi prilikom opisivanja Sunčevog sistema
1
Kako napraviti vasionu
Koliko god se trudili, nikada nećete biti u stanju da pojmite koliko je majušan, koliko prostorno neza- htevan jedan proton. Naprosto, previše je mali.
Proton je infinitezimalni deo atoma, koji je sam po sebi, naravno, nematerijalna stvar. Protoni su tako mali da mrljica mastila kao što je tačka na ovom „i” može da sadrži otprilike 500.000.000.000 njih, ili bolje reći, nešto više od broja sekundi potrebnih da prođe pola miliona godina. Dakle, blago rečeno, protoni su krajnje mikroskopski.
Sad zamislite ako možete (a naravno da ne možete) da jedan od tih protona skupite do milijarditog dela njegove normalne veličine u prostor toliko mali da bi proton prema njemu izgledao ogromno. Sad u taj majušni, majušni prostor spakujte otprilike jednu uncu materije. Odlično. Spremni ste da stvorite vasionu.
Naravno, pretpostavljam da želite da stvorite savremenu inflatornu vasionu. Ako biste umesto toga radije stvorili staromodnu, standardnu vasionu pomoću Velikog praska, biće vam potrebni dodatni materijali. U stvari, moraćete da prikupite sve što postoji – do poslednje trunke i čestice materije odavde pa do ruba stvaranja – i stisnete sve to u tačku tako infinitezimalno kompaktnu da uopšte ne- ma dimenzija. Ona je poznata kao singularitet.
U oba slučaja, pripremite se za stvarno veliki prasak. Naravno, bolje bi vam bilo da se sklonite na neko bezbedno mesto kako biste posmatrali spektakl. Nažalost, ne postoji nijedno mesto gde biste se sklonili zato što izvan singulariteta ne postoji gde. Kad vasiona počne da se širi, neće se širiti tako da ispunjava neku veću prazninu. Jedini prostor koji postoji jeste prostor koji ona stvori na svom putu.
Prirodno je, ali pogrešno, zamisliti singularitet kao neku vrstu naduvene tačke koja visi u mrač- nom, bezgraničnom ništavilu. Ali prostor ne postoji, baš kao ni mrak. Oko singulariteta nema ničega. Nema prostora koji bi on zauzeo, niti mesta na kom bi se našao. Ne možemo da pitamo čak ni koliko se dugo on tamo nalazi – da li je tek nedavno nastao, kao dobra zamisao, ili je prisutan oduvek i tiho čeka pravi trenutak. Vreme ne postoji. Nema prošlosti iz koje bi on izronio.
I tako, ni iz čega, nastaje naša vasiona.
U jednom jedinom zaslepljujućem pulsu, trenutku slave previše brzom i ekspanzivnom da bi bio opisan rečima, singularitet poprima nebeske dimenzije, prostor van poimanja. Prva živahna sekunda (sekunda kojoj će mnogi kosmolozi posvetiti karijeru kako bi je iseckali na što finije deliće) proizvo- di gravitaciju i druge sile koje vladaju fizikom. Za manje od minuta, vidljiva vasiona je široka milion milijardi milja i brzo raste. Sada je tu poprilično vrelo, 10 milijardi stepeni, dovoljno da se začnu nuklearne reakcije koje stvaraju lakše elemente – prevashodno vodonik i helijum, sa trunkom (oko jedan atom u sto miliona) litijuma. Za tri minuta, stvoreno je 98 procenata sveukupne materije koja postoji ili će ikad postojati. To je mesto najčudesnijih i najprijatnijih mogućnosti, a pri tom je i div- no. A sve je to obavljeno otprilike za vreme potrebno da pripremite sendvič.
Kada se tačno taj trenutak dogodio, predmet je izvesne rasprave. Kosmolozi su se dugo sporili o tome da li je trenutak stvaranja bio pre deset milijardi godina ili pre dvaput toliko, ili negde između.
Izgleda da su se saglasili oko brojke od negde 13,7 milijardi godina, ali te stvari poznate su po tome što ih je teško izmeriti, kao što ćemo dalje videti. Sve što se zaista može reći jeste da se u nekom ne- odredivom trenutku u veoma dalekoj prošlosti, iz nepoznatih razloga, zbio moment koji nauka poznaje kao t=0. Krenuli smo na put.
Naravno, ima mnogo toga što ne znamo, a mnogo onoga što mislimo da znamo dugo nismo znali, ili smo samo mislili da znamo. Čak je i zamisao o Velikom prasku skorašnjeg datuma. Muvala se ona okolo još od dvadesetih godina kada je Žorž Lemetr, belgijski sveštenik i naučnik, snebivljivo to pre- dložio, ali nije zaista postala aktivna zamisao u kosmologiji sve do sredine šezdesetih godina, kada su dva radioastronoma došla do izuzetnog i nehotičnog otkrića.
Oni su se zvali Arno Penzijas i Robert Vilson. Godine 1965, obojica su pokušavala da iskoriste veliku komunikacionu antenu koja je bila u vlasništvu Laboratorije Bel u Holmdelu (Nju Džerzi), ali smetao im je stalni šum u pozadini – neprekidno šištanje nalik na paru, zbog kojeg nije bilo moguće obavljati nikakve eksperimente. Šum je bio neumoljiv i bez fokusa. Dopirao je sa svih strana neba, danju i noću, u svim godišnjim dobima. Godinu dana su mladi astronomi radili sve čega su mogli da se sete kako bi pronašli izvor tog šuma i eliminisali ga. Testirali su sve električne sisteme. Ponovo su postavili instrumente, proverili kola, mrdali žice, čistili utikače od prašine. Peli su se u tanjir antene i lepili izolir-traku preko svakog šava i zakivka. Ponovo su se peli u tanjir antene s metlama i četkama i pažljivo ga čistili od, kako su to pomenuli u jednom kasnijem radu, „belog dielektričnog materija- la”, koji je poznatiji pod nazivom ptičja govanca. Ništa što su pokušali nije vredelo.
Samo 50 kilometara odatle, a da oni to nisu znali, na Univerzitetu Prinston, ekipa naučnika predvo- đena Robertom Dikijem radila je na iznalaženju upravo onoga čega su oni tako marljivo pokušavali da se reše. Istraživači sa Prinstona sledili su zamisao koju je četrdesetih godina predložio astrofizi- čar rođen u Rusiji, Džordž Gamov: da bi, ukoliko se zagledate dovoljno duboko u svemir, trebalo da nađete nešto kosmičkog pozadinskog zračenja preostalog od Velikog praska. Gamov je izračunao da će u vreme kada pređe nepregledni kosmos, zračenje stići do Zemlje u obliku mikrotalasa. U jednom skorijem radu čak je sugerisao koji instrument bi mogao da obavi taj posao: Belova antena u Holm- delu. Nažalost, ni Penzijas i Vilson, a ni bilo ko iz prinstonske ekipe, nisu pročitali Gamovljev rad.
Šum koju su Penzijas i Vilson čuli bio je, naravno, šum koji je Gamov postulisao. Pronašli su rub vasione, ili makar rub njenog vidljivog dela, 90 milijardi biliona milja daleko. „Videli” su prve foto- ne – najdrevniju svetlost u vasioni – iako ih je vreme i udaljenost pretvorila u mikrotalase, baš kao što je Gamov predvideo. U svojoj knjizi Vasiona koja se širi Alan Gut daje analogiju koja pomaže da se ovaj nalaz valjano sagleda. Ako pomislite da je gledanje u dubine vasione nalik na gledanje dole, sa stotog sprata Empajer stejt bildinga (pri čemu stoti sprat predstavlja današnjicu, dok nivo ulice predstavlja trenutak Velikog praska), u vreme Vilsonovog i Penzijasovog otkrića najudaljenije galak- sije koje je iko ikad primetio bile su negde oko šezdesetog sprata, a najudaljenije stvari – kvaza- ri – bile su oko dvadesetog. Penzijasovo i Vilsonovo otkriće gurnulo je naše poznavanje vidljive vasione do otprilike pola inča od prizemlja.
I dalje nesvesni uzroka šuma, Vilson i Penzijas telefonirali su Dikiju koji je bio u Prinstonu i opi- sali mu svoj problem u nadi da bi on mogao da im sugeriše rešenje. Diki je smesta shvatio šta su dva mladića pronašla. „E pa, momci, upravo su nas pokupili”, saopštio je svojim kolegama kada je spu- stio slušalicu.
Ubrzo potom, Astrofizički žurnal objavio je dva članka: jedan su napisali Penzijas i Vilson i u nje- mu su opisali svoje iskustvo sa šištanjem, dok je drugi napisao Diki sa svojom ekipom i objasnio nje- govu prirodu. Iako Penzijas i Vilson nisu tragali za pozadinskim kosmičkim zračenjem, nisu znali šta je to kada su ga pronašli i nisu ga opisali niti protumačili njegove karakteristike niti u jednom radu,
dobili su 1978. godine. Nobelovu nagradu za fiziku. Istraživačima sa Prinstona sledovalo je samo sa- učešće. Po onome što Denis Overbaj kaže u Usamljenim srcima kosmosa, ni Penzijas ni Vilson nisu do kraja pojmili značaj onoga što su otkrili sve dok o tome nisu pročitali u Njujork tajmsu.
Uzgred, poremećaji od kosmičkog zračenja jesu nešto što smo svi iskusili. Podesite svoj televizor na bilo koji kanal koji on ne prima i oko jednog procenta poigravajućih statičkih smetnji koje budete videli možete pripisati tim drevnim ostacima Velikog praska. Kada se sledeći put budete žalili da na programu nema ničega, setite se da uvek možete pratiti rađanje vasione.
* * *
Iako svi to nazivaju Velikim praskom, mnoge knjige upozoravaju nas da ne zamišljamo to kao eksplo- ziju u konvencionalnom smislu. Bilo je to, radije, ogromno, iznenadno širenje neverovatnog raspona. Šta ga je, dakle, izazvalo?
Jedno mišljenje je da je singularitet možda bio ostatak neke ranije, urušene vasione – da je naša samo jedna u večitom ciklusu vasiona koje se šire i urušavaju, poput meha na mašini za kiseonik. Drugi pripisuju Veliki prasak onome što nazivaju „lažnim vakuumom”, „skalarnim poljem” ili „vaku- umskom energijom” – u svakom slučaju, nekom kvalitetu ili stvari koja je donela izvesnu nestabil- nost u vladajuće ništavilo. Izgleda nemoguće da možete nešto dobiti ni iz čega, ali činjenica da neka- da nije bilo ničega, a sada postoji vasiona, očigledan je dokaz da možete. Možda je naša vasiona tek deo mnoštva većih vasiona, od kojih su neke u različitim dimenzijama, a da se Veliki prasak zbiva sve vreme i to posvud. Ili su možda prostor i vreme imali neke potpuno drugačije forme pre Velikog praska – forme suviše strane da možemo uopšte da ih zamislimo – i da Veliki prasak predstavlja nekakvu prelaznu fazu, u kojoj je vasiona iz forme koju ne možemo da pojmimo prešla u ovu koju go- tovo da možemo. „Ta su pitanja gotovo religiozna”, rekao je dr Andrej Linde, kosmolog sa Stanforda, Njujork tajmsu 2001. godine.
Teorija Velikog praska ne bavi se samim praskom, već onim što se desilo posle praska. Nedugo zatim, imajte to u vidu. Posle mnogo matematičkih proračuna i pažljivog posmatranja zbivanja u ak- celeratorima čestica, naučnici smatraju da mogu da bace pogled natrag do 10-43 sekunde posle trenut- ka stvaranja, kada je čitava vidljiva vasiona još bila toliko mala da bi vam bio potreban mikroskop da je pronađete. Ne smemo da padamo u nesvest pred svakim izuzetnim brojem koji iskrsne pred nas, ali možda se vredi zakačiti za poneki, s vremena na vreme, samo da bismo se podsetili njihove ne- pojmljive i zapanjujuće širine. Tako je 10-43 zapravo 0,00000000000000000000000000000000000000000001, ili jedna desetina milionskobilionskobili- onskobilionskog dela sekunde.1
Najveći deo onoga što znamo, ili verujemo da znamo, o početnim trenucima vasione potiče od za- misli nazvane teorija inflacije, koju je prvi put izneo 1979. jedan mladi fizičar čestica, tada na Stan- fordu, a sada na MIT-u, po imenu Alan Gut. Tada je imao trideset dve godine i, po sopstvenom pri- znanju, nikada ranije nije uradio bogzna šta. Verovatno nikada ne bi ni smislio svoju veliku teoriju da se nije zadesio na predavanju o Velikom prasku koje je držao niko drugi do Robert Diki. Predavanje je nadahnulo Guta da se zainteresuje za kosmologiju, a posebno za rađanje vasione.
Konačni rezultat toga bila je teorija inflacije, po kojoj je vasiona u deliću trenutka posle prasko- zorja stvaranja prošla kroz iznenadno, dramatično širenje. Nadula se – praktično odmaglila, udvo- stručujući veličinu na svake 10-34 sekunde. Čitava epizoda nije mogla da potraje duže od 10-30 sekun- di – a to je milionmilionmilionmilionmilioniti deo sekunde – ali je izmenila vasionu tako da se ne- što što je moglo da vam stane u ruku pretvorilo u nešto najmanje
10.000.000.000.000.000.000.000.000 puta veće. Teorija inflacije objašnjava mreškanja i vrtloženja koja našu vasionu čine mogućom. Bez toga ne bi bilo grudvica materije, pa tako ni zvezda, već samo lebdećeg gasa i večne tame.
Po Gutovoj teoriji, u desetmilionskobilionskobilionskobilionskom delu sekunde pojavila se gravi- tacija. Posle sledećeg smešno kratkog intervala pridružio joj se elektromagnetizam, kao i snažne i slabe nuklearne sile – ono što čini fiziku. Trenutak kasnije pridružila su im se jata elementarnih če- stica – ono što čini materiju. Ni iz čega, najednom su nastali rojevi fotona, protona, elektrona, neu- trona i mnogo čega drugog – između 1079 i 1089 svega toga u vidljivoj vasioni, po standardnoj teori- ji Velikog praska.
Naravno, takve količine su nepojmljive. Dovoljno je znati da smo u jednom jedinom, munjevitom trenu obdareni vasionom koja je bila ogromna – najmanje sto milijardi svetlosnih godina popreko, prema teoriji, ali moguće ma koje veličine do beskonačne – i savršeno podešena za stvaranje zve- zda, galaksija i drugih složenih sistema.
* * *
S naše tačke gledišta, sve je ispalo izuzetno dobro po nas. Da se vasiona formirala samo malčice dru- gačije – da je gravitacija bila iole snažnija ili slabija, da se širenje nastavilo samo malo sporije ili brže – možda nikad ne bi ni bilo stabilnih elemenata da sačine vas i mene i tlo na kojem stojimo. Da je gravitacija bila iole jača, sama vasiona bi se možda urušila kao loše podignuti šator, bez upravo onih vrednosti koje joj daju neophodne dimenzije, gustinu i sastavne delove. Međutim, da je bila sla- bija, ništa se ne bi zgusnulo. Vasiona bi zauvek ostala dosadna, raštrkana praznina.
Ovo je jedan razlog zbog kojeg neki stručnjaci smatraju da je možda bilo i mnogo drugih velikih prasaka, možda bilioni i bilioni njih, širom moćnog prostranstva večnosti, i da je razlog što postoji- mo baš u ovoj to što je ona jedina u kojoj možemo da postojimo. Kako je to jednom rekao Edvard P. Trion sa Univerziteta Kolumbija: „Na pitanje zbog čega se to desilo, nudim skroman odgovor da je naša Vasiona jednostavno jedna od onih stvari koje se dogode s vremena na vreme.” Gut tome doda- je: „Mada je stvaranje vasione moglo biti krajnje neverovatno, Trion je naglasio da niko nije uraču- nao propale pokušaje.”
Martin Ris, britanski kraljevski astronom, smatra da postoje mnoge vasione, moguće beskonačan broj njih, svaka sa različitim osobinama, u različitim kombinacijama, i da mi jednostavno živimo u onoj koja kombinuje stvari što nam dozvoljavaju da postojimo. On pravi poređenje sa veoma veli- kom prodavnicom odeće: „ Ako postoje velike zalihe odeće, vi se ne iznenadite kad nađete odelo ko- je vam odgovara. Ako postoje mnoge vasione, a svakom upravlja različiti skup brojeva, naći će se i ona sa posebnim skupom brojeva pogodnim za život. Mi smo u njoj.”
Ris smatra da šest brojeva naročito upravlja našom vasionom i ako se ma koja od tih vrednosti io- le promeni, stvari možda neće više biti onakve kakve jesu. Na primer, da bi vasiona postojala onakva kakva je, vodonik mora da se pretvara u helijum na vrlo određen, ali relativno dostojanstven na- čin – konkretno, na način koji sedam hiljaditih delova njegove mase pretvara u energiju. Ako biste tu vrednost vrlo malo umanjili – sa 0,007 na, recimo, 0,006 – ne bi došlo ni do kakvog preobraža- ja: vasiona bi se sastojala od vodonika i ničeg drugog. Ako biste tu vrednost vrlo malo uvećali – na 0,008 – vezivanje bi bilo toliko neobuzdano obilno da bi sav vodonik odavno bio iscrpljen. U sva- kom slučaju, sa najmanjom promenom brojeva vasiona kakvu znamo i kakva nam treba ne bi bila ov- de.
* * *
Trebalo bi da kažem da je sve sasvim kako treba za sada. Dugoročno, može se ispostaviti da je gravi- tacija malčice prejaka; jednog dana mogla bi da zaustavi širenje vasione i nagna je da se uruši u sebe, sve dok se ne sruči u novi singularitet, moguće zbog toga da bi iznova otpočela čitav proces. S druge strane, može biti preslaba, i u tom slučaju vasiona će nastaviti da jurca zauvek dok sve ne postane to- liko udaljeno jedno od drugog da ne ostane izgleda ni za kakvu materijalnu interakciju, tako da vasio- na postane mesto veoma prostrano, ali inertno i mrtvo. Treća mogućnost je da je gravitacija savršeno podešena – kosmološki izraz za to je „kritična gustina” – i da će držati vasionu na okupu u baš od- govarajućim dimenzijama kako bi omogućila da se stvari odvijaju beskonačno. Kosmolozi ponekad, kad su dobro raspoloženi, to nazivaju „Efektom Zlatokose” – kada je sve baš kako treba. (Da se zna, te tri moguće vasione poznate su kao zatvorena, otvorena i ravna.)
E sad, pitanje koje smo svi sebi u nekom trenutku postavili glasi: šta bi se dogodilo kada biste ot- putovali do ruba vasione i, što se kaže, provirili kroz zavesu? Gde bi vam glava bila ako se ne bi vi- še nalazila u vasioni? Šta biste zatekli iza nje? Razočaravajući odgovor je da nikada nećete moći da stignete do ruba vasione. Ne zato što bi putovanje potrajalo predugo – mada bi, naravno – već zato što čak i kada biste putovali u pravoj liniji sve dalje i dalje, beskonačno i žustro, nikad ne biste stigli do spoljne granice. Umesto toga, vratili biste se u tačku iz koje ste krenuli (a tada biste, pretposta- vljam, odustali zbog malodušnosti). Razlog tome je činjenica da se vasiona savija na način koji ne možemo sasvim prikladno da zamislimo, u skladu s Ajnštajnovom teorijom relativnosti (do koje će- mo već doći kasnije). Za sada je dovoljno znati da ne lebdimo u nekom velikom mehuru koji se ne- prestano širi. Pre će biti da se svemir zakrivljuje na način koji mu omogućava da bude bezgraničan ali konačan. Zapravo, ne može se čak ni reći da se svemir širi zato što se, kao što je fizičar i nobelo- vac Stiven Vajnberg primetio „Sunčev sistem i galaksije ne šire, a ni sam svemir se ne širi.” Pre će biti da se galaksije žurno udaljavaju jedne od drugih. Sve je to prilično izazovno za intuiciju. Ili, kao što je biolog Dž. B. S. Haldejn jednom izrekao čuvenu izjavu: „Vasiona ne samo da je čudnija nego što pretpostavljamo, čudnija je i nego što možemo da pretpostavimo.”
Kada se objašnjava zakrivljenost svemira, obično se navodi sledeće poređenje: zamislite nekog iz vasione ravnih površina, ko nikada nije video sferu, a doveli su ga na Zemlju. Koliko god da tumara po površini planete, taj nikad neće pronaći ivicu. Mogao bi eventualno da se vrati na mesto sa kojeg je pošao i naravno da bi bio potpuno zbunjen i ne bi umeo da objasni kako se to dogodilo. E, mi smo u istom položaju u svemiru kao naš zbunjeni ravnozemac, samo što je nas zbunila viša dimenzija.
I baš kao što ne postoji mesto gde možete pronaći ivicu vasione, jednako ne postoji mesto gde mo- žete stati u središte i reći: „Ovde je sve počelo. Ovo je mesto usred srede.” Svi smo usred srede sve- ga toga. Zapravo, to ne znamo sa sigurnošću; ne možemo to matematički dokazati. Naučnici samo pretpostavljaju da ne možemo zaista biti središte vasione – pomislite samo na šta bi sve to navodi- lo – ali da fenomen mora biti jednak za sve posmatrače na svakom mestu. Pa ipak, zapravo, to ne znamo.
Za nas se vasiona prostire samo onoliko koliko je svetlost proputovala u milijardama godina otkad je vasiona nastala. Ta vidljiva vasiona – vasiona koju poznajemo i o kojoj govorimo – široka je milion milion milion miliona (što će reći 1.000.000.000.000.000.000.000.000) milja. Ali po većini teorija, vascela vasiona – metavasiona, kako se ponekad naziva – još je ogromnija i prostranija. Po Risu, broj svetlosnih godina do ruba te veće, nevidljive vasione ne bi se pisao sa „deset, pa čak ni sa stotinu, već s milionima nula”. Ukratko, već ima više prostora nego što možete da zamislite, tako da ne morate da se trudite da sebi predočavate još toga.
Dugo je teorija Velikog praska bila razjapljena rupa koja je brinula mnogo ljudi – konkretno, zbog toga što nije mogla ni da naznači objašnjenje načina na koji smo dospeli ovamo. Mada je 98 procenata sve postojeće materije stvoreno Velikim praskom, ta materija sastojala se isključivo od la- kih gasova: helijuma, vodonika i litijuma, koje smo ranije pomenuli. Nijedna čestica teških materija koje su od tako suštinske važnosti za naše bivstvovanje – ugljenika, azota, kiseonika i svega osta- log – nije izronila iz gasovite smese stvaranja. Ali – i to je ono što zabrinjava – da biste skovali te teške elemente, potrebna vam je vrelina i energija koje bi izazvao Veliki prasak. Ali opet, bio je samo jedan Veliki prasak, a on ih nije izazvao. Odakle onda to? Zanimljivo, čovek koji je otkrio od- govor na to pitanje bio je kosmolog koji je od srca prezirao Veliki prasak kao teoriju i smislio je na- ziv Veliki prasak kao način da joj se naruga.
Ubrzo ćemo doći do njega, ali pre nego što se okrenemo pitanju kako smo dospeli ovamo, vredelo bi odvojiti nekoliko minuta kako bismo razmotrili gde je to „ovamo”, zapravo.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
2
Dobro došli
u sunčev sistem
Astronomi danas mogu da rade mnogo zapanjujućih stvari. Kad bi neko kresnuo šibicu na Mesecu, oni bi ugledali plamen. Iz najtananijih drhtaja i lelujanja dalekih zvezda mogu izvesti veličinu, karak- ter, pa čak i potencijalnu nastanjivost planeta suviše udaljenih da bi bile vidljive – planeta tako da- lekih da bi nam trebalo pola miliona godina u svemirskom brodu da tamo stignemo. Svojim radio-te- leskopima oni mogu da uhvate daške radijacije tako neverovatno slabe da je ukupna količina energije koju su svi oni prikupili izvan Sunčevog sistema otkad je to prikupljanje započelo (1951) „manja od energije jedne jedine pahuljice koja pada na tlo”, po rečima Karla Segana.
Ukratko, nema mnogo toga što se dešava u vasioni, što astronomi ne mogu da pronađu kad se na to odluče. Zbog toga je začuđujuće što sve do 1978. godine. niko nikada nije primetio da Pluton ima me- sec. U leto te godine, mladi astronom po imenu Džejms Kristi iz američke Pomorske opservatorije u Flagstafu, u Arizoni, rutinski je pregledao fotografske snimke Plutona kada je video da tamo ima ne- čega – nečeg zamrljanog i nejasnog, ali nesumnjivo različitog od Plutona. Kada se posavetovao sa kolegom koji se zvao Robert Harington, zaključio je da gleda u mesec. I to ne tek bilo kakav mesec. U odnosu na planetu, bio je to najveći mesec u Sunčevom sistemu.
Zapravo, bio je to priličan udarac Plutonu, koji ionako nikad nije bio mnogo robusna planeta. Po- što se ranije smatralo da je prostor koji zauzima mesec i prostor koji zauzima Pluton jedan te isti, to je značilo da je Pluton mnogo manji nego što je iko pretpostavljao – manji čak i od Merkura. Štavi- še, sedam satelita u Sunčevom sistemu, uključujući i naš, veći su od njega.
E sad, prirodno bi bilo upitati zašto je toliko trebalo da neko pronađe jedan mesec u našem sop- stvenom Sunčevom sistemu. Odgovor delimično zavisi od toga gde astronomi upere svoje instrumen- te, delimično od toga za kakva su otkrića njihovi instrumenti konstruisani, a delimično i od samog Plutona. Uglavnom od toga gde upere instrumente. Po rečima astronoma Klarka Čepmena: „Ljudi naj- češće misle da astronomi odlaze noću u opservatorije i pretražuju nebo. To nije tačno. Gotovo svi te- leskopi koji postoje u svetu sazdani su tako da posmatraju veoma malene delove neba negde vrlo da- leko, ne bi li videli kvazar, lovili crne rupe ili posmatrali daleku galaksiju. Jedina stvarna mreža tele- skopa koja pretražuje nebo jeste ona koju je projektovala i sagradila vojska.”
Umetnici su nas razmazili svojim slikama tako da zamišljamo jasnoću rezolucije koja u stvarnoj astronomiji ne postoji. Pluton je na Kristijevoj fotografiji jedva vidljiv i mutan – kosmičko paper- je – a mesec mu nije romantično osvetljen otpozadi, oštro ocrtan prateći krug koji imate na fotogra- fiji iz Nešenel džiografika, već pre majušna i krajnje nerazaznatljiva naznaka dodatne mutnoće. Ta mutnoća je, zapravo, bila tolika da je trebalo sedam godina da neko ponovo ugleda taj mesec i tako nezavisno potvrdi njegovo postojanje.
Lepo je što se Kristijevo otkriće dogodilo u Flagstafu, pošto je upravo tamo Pluton otkriven 1930. godine. Za taj začetnički događaj u astronomiji zaslužan je pre svega astronom Persival Lovel. Lovel, koji je potekao iz jedne od najstarijih i najimućnijih bostonskih porodica (one što se pominje u čuve- noj pesmici koja govori o tome da je Boston zavičaj pasulja i bakalara, gde Loveli pričaju samo s
Kabotima, a Kaboti pričaju samo sa bogom), finansirao je čuvenu opservatoriju koja nosi njegovo ime, ali je najtrajnije upamćen po uverenju da je Mars prekriven kanalima koje su izgradili vredni Marsovci kako bi vodu iz polarnih oblasti doveli do suve ali plodne zemlje bliže ekvatoru.
Lovelovo drugo postojano ubeđenje bilo je da negde tamo napolju, iza Neptuna, postoji neotkrive- na deveta planeta, nazvana Planeta Iks. Lovel je to verovanje zasnovao na nepravilnostima koje je za- pazio u orbitama Urana i Neptuna i posvetio je poslednje godine života pokušajima da pronađe ga- snog džina koji se, kao što je bio siguran, tamo nalazi. Nažalost, iznenada je umro 1916. godine bar delimično iscrpljen potragom, koja je zapala u stanje privremene neaktivnosti dok su se Lovelovi na- slednici svađali oko njegove imovine. Međutim, godine 1929, delom da bi skrenuli pažnju sa sage o marsovskim kanalima (koja je do tada već postala ozbiljan razlog za bruku), direktori Lovelove op- servatorije odlučili su da nastave traganje i za to su angažovali mladića iz Kanzasa po imenu Klajd Tombo.
Tombo nije imao formalno astronomsko obrazovanje, ali bio je vredan i dovitljiv, pa je posle go- dine provedene u strpljivom posmatranju nekako ugledao Pluton, slabašnu svetlu tačku u blistavom nebeskom svodu. Bilo je to čudesno otkriće, a ono što ga je učinilo još upečatljivijim bilo je to što se pokazalo da su zapažanja na osnovu kojih je Lovel predvideo postojanje planete iza Neptuna bile krajnje pogrešne. Tombo je odmah video da nova planeta ni najmanje ne liči na masivnu gasnu loptu koju je Lovel postulisao – ali sve rezerve koje je on ili ma ko drugi imao o karakteru nove planete ubrzo su bile počišćene u delirijumu koji je pratio gotovo svaku veliku vest u to doba lakih uzbuđe- nja. Bila je to prva planeta koju su otkrili Amerikanci i niko nije imao nameru da obraća pažnju na či- njenicu da je u pitanju zapravo samo udaljena ledena tačkica. Nazvana je Pluton, makar delom zbog toga što su prva dva slova bila monogram od Lovelovih inicijala. Lovel je posthumno slavljen svuda kao genije prvog reda, a Tombo je bio sasvim zaboravljen, osim među planetarnim astronomima koji ga gotovo obožavaju.
Malobrojni su astronomi koji i dalje smatraju da bi tamo mogla da postoji neka Planeta Iks – pra- va grdosija, možda deset puta veća od Jupitera, ali toliko daleka da je za nas nevidljiva. (Dobijala bi tako malo Sunčeve svetlosti da gotovo ne bi imala šta da reflektuje.) Zamisao je da to ne bi bila obič- na planeta poput Jupitera ili Saturna – predaleko jeza to; u pitanju je možda 4,5 biliona milja – već pre kao neostvareno sunce. Većina zvezdanih sistema u kosmosu je binarna (sa po dve zvezde), što naše usamljeno sunce čini donekle neobičnim.
Što se tiče samog Plutona, niko nije sasvim siguran koliki je, od čega je, kakvu atmosferu ima, pa čak ni šta je zaista, Mnogi astronomi smatraju da to uopšte nije planeta, već prosto najveće nebesko telo do sada pronađeno u zoni galaktičkog otpada poznatoj kao Kujperov pojas. Teoriju o Kujpero- vom pojasu postavio je zapravo astronom po imenu F. Leonard godine 1930, ali ime mu je dato u po- čast Džerardu Kujperu, rođenom Holanđaninu zaposlenom u Americi, koji je proširio tu zamisao. Kujperov pojas je izvor onoga što se naziva kometama kratkog perioda – to su komete koje se poja- vljuju i prolaze prilično redovno – među kojima je najčuvenija Halejeva kometa. Usamljenije kome- te dugog perioda (među njima i nedavni posetioci Hejl-Bop i Hjakutaki) potiču iz udaljenijeg Orto- vog oblaka, o kojem ćemo ubrzo reći nešto više.
Svakako je tačno da se Pluton ne ponaša mnogo kao ostale planete. Ne samo što je mali kao pr- cvoljak i skriven, već mu je kretanje toliko promenljivo da niko ne može tačno da vam kaže gde će Pluton biti za jedan vek od danas. Dok ostale planete kruže u manje-više istoj ravni, Plutonova orbi- talna staza je opet nakrivljena i isturena pod uglom od 17 stepeni, kao obod mangupski nakrivljenog šešira na nečijoj glavi. Orbita mu je toliko nepravilna da nam je u zamašnijim periodima tokom sva- kog svog samotnog kruženja oko Sunca bliži od Neptuna. Najvećim delom osamdesetih i devedesetih
godina, Neptun je zapravo bio najudaljenija planeta Sunčevog sistema. Tek 11. februara 1999. Pluton se vratio spoljnoj stazi, da bi se tamo zadržao sledećih 228 godina.
Dakle, ako je Pluton planeta, svakako je neobičan. Veoma je mali: tek četvrt procenta Zemljine mase. Ako biste ga spustili povrh Sjedinjenih Američkih Država, ne bi prekrio čak ni polovinu donjih četrdeset osam država. Samo to ga čini krajnje nenormalnim; to znači da se naš planetarni sistem sa- stoji od četiri kamenite unutrašnje planete, četiri gasovita spoljna džina i jedne malene, usamljene le- dene kugle. Štaviše, postoje svi razlozi za pretpostavku da bismo uskoro mogli da počnemo da prona- lazimo druge, još krupnije ledene sfere u istom delu svemira. Tad ćemo zaista imati problema. Pošto je Kristi ugledao Plutonov mesec, astronomi su počeli da sa više pažnje posmatraju taj kutak kosmosa i zaključno sa početkom decembra 2002. pronašli više od šest stotina dodatnih transneptunskih tela, ili plutina, kako se ona alternativno nazivaju. Jedno od njih, nazvano Varuna, krupno je gotovo koliko i Plutonov mesec. Astronomi sada misle da bi mogle da postoje milijarde takvih nebeskih tela. Pote- škoća je u tome što su mnoga od njih veoma tamna. Njihov tipični albedo, ili odsjaj, iznosi samo četi- ri odsto, otprilike koliko i kod grumena uglja – a ovi grumeni uglja su, naravno, udaljeni više od šest milijardi kilometara od nas.
* * *
A koliko je to zapravo daleko? Gotovo toliko da se ne može zamisliti. Vidite, svemir je prosto ogro- man – prosto ogroman. Zamislimo, u cilju pouke i zabave, da se pripremamo za putovanje raketom. Nećemo otići mnogo daleko – samo do ruba našeg Sunčevog sistema – ali treba da sagledamo koli- ko je svemir veliko mesto, te koliko mali njegov deo mi nastanjujemo.
A sad, loša vest. Plašim se da nećemo stići kući na večeru. Čak i brzinom svetlosti (300.000 kilo- metara u sekundi), trebalo bi nam sedam sati da stignemo do Plutona. Ali mi, naravno, ne možemo pu- tovati ni približno tom brzinom. Moraćemo ići brzinom rakete, a one su mnogo sporije. Najveće brzi- ne koje je postigao ijedan ljudski objekt jesu brzine svemirskih letelica Vojadžer 1 i Vojadžer 2 koje sada lete i udaljavaju se od nas brzinom od oko 56.000 kilometara na sat.
Razlog za lansiranje letelica Vojadžer u avgustu i septembru 1977, bilo je to što su se Jupiter, Sa- turn, Uran i Neptun poređali na način koji se zadesi jednom u svakih 175 godina. To je omogućilo da dva Vojadžera iskoriste tehniku „gravitacione asistencije” pomoću koje su letelice bile uzastopno od- bacivane od jednog gasovitog džina do drugog u nekoj vrsti kosmičke verzije pucnja korbačem. Čak i tako, trebalo im je devet godina da stignu do Urana, a desetak da prođu kroz orbitu Plutona. Dobra vest je da ukoliko sačekamo do januara 2006. godine (kada se planira da svemirska letelica NASA Novi horizonti krene prema Plutonu), možemo iskoristiti povoljan položaj Jupitera, uz izvesna tehno- loška poboljšanja, te stići tamo za otprilike samo deceniju – mada bi povratak kući, plašim se, po- trajao dosta duže. U svakom slučaju, biće to dugačko putovanje.
E sad, prvo što ćete najverovatnije shvatiti jeste to da je svemir krajnje dobro nazvan2 i užasava- juće dosadan. Naš Sunčev sistem je možda nešto najživahnije bilionima milja unaokolo, ali sve ono vidljivo u njemu – Sunce, planete i njihovi meseci, milijarde padajućih stena u pojasu asteroida, ko- mete i drugi raznovrsni lebdeći otpaci – ispunjava manje od bilionitog dela raspoloživog prostora. Takođe brzo shvatite da nijedna mapa Sunčevog sistema koju ste ikada videli nije nacrtana ni blizu prave razmere. Većina školskih karti prikazuje planete koje nailaze jedna iza druge u komšijskim in- tervalima – spoljni džinovi čak bacaju senke jedni preko drugih na mnogim ilustracijama – ali to je neophodna varka da biste ih dočarali na istom papiru. Neptun u stvarnosti nije tik iza Jupitera, već daleko iza Jupitera – pet puta dalje od Jupitera nego što je Jupiter daleko od nas, toliko daleko da
prima samo 3 odsto svetlosti koju prima Jupiter.
U stvari, te udaljenosti su toliko velike da nije moguće ni na koji praktičan način nacrtati Sunčev sistem u razmeri. Čak i ako udžbenicima dodate mnogo presavijenih strana, ili upotrebite stvarno du- gačak list plakat-papira, nećete doći ni blizu. Na dijagramu Sunčevog sistema u razmeri, sa Zemljom svedenom na otprilike prečnik zrna graška, Jupiter bi se nalazio više od 300 metara dalje, dok bi Plu- ton bio dva i po kilometra daleko (i otprilike veličine bakterije, pa ionako ne biste mogli da ga vidi- te). U istoj razmeri, Proksima Kentauri, nama najbliža zvezda, bila bi 16.000 kilometara daleko. Čak i ako smanjite sve toliko da Jupiter bude mali kao tačka na kraju ove rečenice, a Pluton ne veći od molekula, Pluton bi opet bio udaljen više od 10 metara.
Dakle, Sunčev sistem je baš ogroman. Kada stignemo do Plutona, toliko ćemo se udaljiti da će Sunce – naše drago, toplo Sunce od kojeg crnimo i koje nam život daruje – biti smanjeno do veliči- ne glave na špenadli. Jedva nešto veće od sjajne zvezde. U tako samotnoj praznini možete početi da poimate kako su čak i najznačajnija nebeska tela – Plutonov mesec, na primer – izmakla pažnji. U tom pogledu, Pluton teško da je bio usamljen. Sve do ekspedicija sa Vojadžerom, smatralo se da Nep- tun ima dva meseca; Vojadžer je otkrio još šest. Kada sam ja bio mali, smatralo se da u Sunčevom si- stemu postoji trideset meseca. Ukupan broj je sada najmanje devedeset, od čega je trećina otkrivena samo u poslednjih deset godina. Naravno, ono što treba upamtiti kada razmatramo čitavu vasionu je- ste da ne znamo čak ni šta se sve nalazi u našem Sunčevom sistemu.
E sad, sledeće što ćete primetiti dok jurimo kraj Plutona jeste da jurimo kraj Plutona. Ako pogle- date u raspored, primetićete da je ovo putovanje do ruba našeg Sunčevog sistema, a plašim se da još nismo tamo stigli. Pluton je možda poslednje nebesko telo označeno na školskim kartama, ali sistem se ne završava tamo. U stvari, nije ni blizu toga da se tamo završi. Nećemo stići do ruba Sunčevog si- stema dok ne prođemo kroz Ortov oblak, ogromnu nebesku oblast lebdećih kometa, a Ortov oblak ne- ćemo dosegnuti još – žao mi je zbog ovoga – sledećih deset hiljada godina. Daleko od toga da označava spoljni rub našeg Sunčevog sistema, kako te školske karte kavaljerski ukazuju, Pluton se na- lazi jedva na pedesethiljaditom delu puta.
Naravno da nema šanse da se otisnemo na takvo putovanje. Put od 386.000 kilometara do Meseca još uvek za nas predstavlja veoma veliki poduhvat. Misija na Mars sa ljudskom posadom, koju je za- govarao prvi predsednik Buš u trenutku prolazne vrtoglavice, tiho je odbačena kada je neko izračunao da bi koštala 450 milijardi dolara i za rezultat bi verovatno imala smrt čitave posade (čiju bi DNK u dronjke rastrgle solarne čestice nabijene energijom, od kojih ne bi mogla da bude zaštićena).
Na osnovu onoga što znamo sada i što u razumnoj meri možemo da zamislimo, ne postoje baš nika- kvi izgledi da ma koje ljudsko biće ikada poseti rub našeg sopstvenog Sunčevog sistema – ikada. Naprosto je predaleko. Ovako, čak ni pomoću teleskopa Habl ne možemo da zavirimo ni u Ortov oblak, tako da u stvari ne znamo da je on uopšte tamo. Njegovo postojanje je verovatno, ali krajnje hipotetično.3
O Ortovom oblaku se sa sigurnošću može reći samo to da počinje negde iza Plutona i proteže se oko dve svetlosne godine u dubinu kosmosa. Osnovna jedinica mere u Sunčevom sistemu jeste astro- nomska jedinica, ili AJ, koja predstavlja srednju udaljenost od Sunca do Zemlje. Pluton je oko 40 AJ udaljen od nas, dok je srce Ortovog oblaka udaljeno oko pedeset hiljada. Drugim rečima, zabačeno.
Ali zamislimo ponovo da smo uspeli da stignemo u Ortov oblak. Najpre ćete zapaziti da je tamo sve krajnje mirno. Sad se nalazimo daleko od svega – tako daleko od našeg Sunca da ono više čak nije ni najsjajnija zvezda na nebu. Izuzetna je zamisao da taj daleki, mali treptaj ima dovoljno gravi- tacije da sve te komete drži u orbiti. Nije to mnogo jaka veza, pa komete lebde polako i kreću se brzi- nom od samo oko 220 milja na sat. S vremena na vreme jednu od tih ljupkih kometa iz normalne orbi-
te izgura kakav mali gravitacioni poremećaj – neka zvezda u prolazu, možda. Ponekad budu izbače- ne u prazninu svemira, da ih više niko nikad ne vidi, ali ponekad padnu u dugačku orbitu oko Sunca. Tri ili četiri takve, poznate kao komete dugog perioda, jednom godišnje prođu kroz unutrašnji Sunčev sistem. Tek povremeno ti zalutali posetioci tresnu o nešto čvrsto, kao što je Zemlja. Zato smo sad i došli čak ovamo – zato što je kometa koju smo došli da vidimo upravo započela dugi pad prema središtu Sunčevog sistema. Zaputila se, od svih mogućih mesta, prema Mensonu, u Ajovi. Trebaće joj mnogo vremena da tamo stigne – najmanje tri ili četiri miliona godina – pa ćemo je za sada ostaviti i vratiti joj se u priči mnogo kasnije.
* * *
Dakle, to je vaš Sunčev sistem. A čega još ima tamo, iza Sunčevog sistema? Pa, i ničega i koječega, u zavisnosti od toga kako gledate na stvari.
Kratkoročno gledano, nema ničega. Najsavršeniji vakuum koji su ljudi ikada stvorili nije tako pra- zan kao praznina međuzvezdanog prostora. A čeka vas pozamašno ništavilo sve dok ne stignete do sledećeg komadića nečega. Naša najbliža komšinica u kosmosu, Proksima Kentauri, deo grupe od tri zvezde koja je poznata kao Alfa Kentauri, udaljena je 4,3 svetlosne godine, što je u galaktičkim raz- merama skokić za mlakonje, ali je opet sto miliona puta dalje od Meseca. Da bi se do nje stiglo sve- mirskim brodom, bilo bi potrebno najmanje dvadeset pet hiljada godina, pa čak i ako biste izveli to putovanje, opet ne biste stigli nikuda, ako se ne računa samotna zvezda usred ogromnog ničega. Da biste stigli do sledećeg značajnog mesta, Sirijusa, morali biste da prevalite još 4,6 svetlosnih godina. I tako bi to išlo ako biste pokušali da skakućete od zvezde do zvezde na svom putu kroz kosmos. Sa- mo dosezanje središta naše galaksije potrajalo bi duže nego što postojimo kao bića.
Svemir je, dozvolite da ponovim, ogroman. Prosečna udaljenost između zvezda tamo napolju jeste preko trideset miliona miliona kilometara. Čak i pri brzinama bliskim brzini svetlosti, to su čudesno izazovne udaljenosti za ma kog putnika-pojedinca. Naravno, moguće je da vanzemaljska bića propu- tuju milijarde milja da bi se zabavljala tako što će saditi useve ukrug u Viltširu ili izbezumiti od stra- ha nekog jadnika u kamionetu na usamljenom drumu u Arizoni (najzad, i oni svakako imaju omladinu), ali to izgleda malo verovatno.
Ipak, statistički, postoji verovatnoća da tamo napolju ima i drugih razumnih bića. Niko ne zna koli- ko je zvezda u Mlečnom putu – procene se kreću od stotinak milijardi do možda četiri stotine mili- jardi – a Mlečni put je samo jedna od oko sto četrdeset milijardi drugih galaksija, od kojih su mnoge još veće od naše. Tokom šezdesetih godina, profesor sa Kornela po imenu Frenk Drejk, uzbuđen tako ogromnim brojevima, smislio je čuvenu jednačinu čiji je cilj da proračuna izglede za postojanje ra- zvijenih živih vrsta u kosmosu, na osnovu niza sve manjih verovatnoća.
Po Drejkovoj jednačini, podelite broj zvezda u odabranom delu vasione sa brojem zvezda koje verovatno imaju sisteme planeta; to podelite brojem sistema planeta teorijski pogodnih za život; to podelite brojem onih na kojima je život, pošto je već nastao, uznapredovao do stanja inteligencije; i tako dalje. Pri svakoj takvoj podeli broj se kolosalno smanjuje – a opet, čak i sa najkonzervativni- jim ulaznim podacima, količina razvijenih civilizacija samo u Mlečnom putu meri se milionima.
Kako zanimljiva i uzbudljiva pomisao. Možda smo samo jedna od miliona naprednih civilizacija. Nažalost, pošto je svemir tako prostran, prosečna udaljenost između ma koje dve takve civilizacije procenjuje se na najmanje dvesta svetlosnih godina, što je mnogo više nego što zvuči kad se tek tako kaže. To znači, za početak, da čak i ako ta bića znaju da smo ovde i nekako su u stanju da nas vide po- moću svojih teleskopa, ona posmatraju svetlost koja je napustila Zemlju pre dvesta godina. Tako da
ne vide vas i mene. Posmatraju Francusku revoluciju, Tomasa Džefersona i muškarce u svilenim čara- pama i sa napuderisanim perikama – ljude koji ne znaju šta je to atom ili gen, ljude koji stvaraju elektricitet trenjem ćilibarske šipke o parče krzna i smatraju to trikom i po. Svaka poruka koju primi- mo od tih posmatrača verovatno će početi sa „Dragi gosparu” i čestitati nam na tome koliko su nam konji lepi i koliko smo dobro prečistili kitovo ulje. Dvesta svetlosnih godina je udaljenost toliko van našeg poimanja da je... Pa, naprosto je van našeg poimanja.
Dakle, sve i da nismo zaista sami, u svakom praktičnom pogledu jesmo. Karl Segan je izračunao da je broj verovatnih planeta u vasioni deset milijardi biliona – što je broj toliko ogroman da se ne može ni zamisliti. Ali ono što se podjednako ne može zamisliti jeste količina prostora u kome su one nehajno razbacane. „Ako bismo nasumice bili ubačeni u vasionu”, napisao je Segan, „izgledi da se nađemo na nekoj planeti ili blizu nje bili bi manji od jedan u milijardu biliona biliona.” (To mu dođe 1033, ili 1 i 33 nule.) „Svetovi su dragoceni.”
Zbog toga je možda dobra vest da je u februaru 1999. godine Međunarodna astronomska unija zva- nično presudila da je Pluton planeta. Vasiona je veliko i samotno mesto. Svaki komšija nam je više nego dobrodošao.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
3
Vasiona Velečasnog Evansa
Kad je nebo vedro, a Mesec nije previše sjajan, velečasni Robert Evans, tih i veseo čovek, iznese glomazni teleskop na terasu za sunčanje iza svoje kuće u australijskim Plavim planinama, oko 80 ki- lometara zapadno od Sidneja, i uradi nešto izuzetno. Zagleda se duboko u prošlost i pronađe zvezde na samrti.
Gledanje u prošlost je, naravno, onaj lakši deo. Pogledajte samo u noćno nebo i videćete istoriju u izobilju – ne zvezde onakve kakve su sada, već kakve su bile kada ih je svetlost napustila. Koliko možemo da znamo, zvezda Severnjača, naša verna saputnica, možda je zapravo sagorela prošlog ja- nuara ili 1854. godine, ili u ma kom trenutku od početka četrnaestog veka naovamo, jedino što nam vest o tome još nije stigla. Najviše što možemo da kažemo – što ikada možemo da kažemo – jeste da je još gorela onog dana pre 680 godina. Zvezde neprestano umiru. Ono što Bob Evans radi bolje od svakog drugog ko je to ikada pokušao jeste da uočava te trenutke nebeskog opraštanja.
Danju je Evans ljubazan i sada polupenzionisan sveštenik Unitarne crkve u Australiji, koji se mal- čice bavi dopunskim radom i istražuje istoriju religioznih pokreta devetnaestog veka. Ali noću je on, na svoj skroman način, nebeski titan. On lovi supernove.
Supernova se dogodi kada džinovska zvezda, neka mnogo veća od našeg Sunca, kolabira, a zatim spektakularno eksplodira, oslobađajući u trenu energiju stotina milijardi sunaca, te neko vreme gori sjajnije od svih zvezda galaksije zajedno. „To vam je kao da odjednom eksplodira bilion vodoničnih bombi”, kaže Evans. Ako bi se eksplozija supernove dogodila na udaljenosti od pet stotina svetlosnih godina od nas ili bliže, od nas po Evansovom mišljenju ne bi ostalo ništa – „to bi upropastilo celu priču”, kako on to veselo kaže. Ali vasiona je ogromna i supernove su obično suviše daleko da bi nam naudile. U stvari, većinom su tako nezamislivo daleko da nam njihova svetlost stiže jedva kao najslabiji mogući treptaj. Oko mesec dana koliko su vidljive, od ostalih zvezda na nebu razlikuju se samo po tome što zauzimaju mesto u svemiru koje ranije nije bilo popunjeno. I upravo te neuobičaje- ne, povremene tačkice u pretrpanom noćnom nebeskom svodu pronalazi velečasni Evans.
Da biste shvatili kakav je to poduhvat, zamislite standardni trpezarijski sto prekriven crnim stol- njakom na koji ste bacili šaku soli. Raštrkana zrnca mogu predstavljati jednu galaksiju. Sad zamislite još hiljadu petsto stolova poput tog prvog – dovoljno da se napravi jednostruki niz dug dve mi- lje – i to da je na svakom nasumice prosuta so. Onda dodajte jedno zrnce soli ma kom stolu i dozvo- lite Bobu Evansu da se prošeta među njima. Odmah će ga uočiti. To zrnce soli je supernova.
Evansov talenat je tako izuzetan da mu je Oliver Saks u knjizi Antropolog na Marsu posvetio pa- sus u poglavlju o autističnim fah-idiotima – uz hitru napomenu da „ničim ne sugeriše da je on autisti- čan”. Evans, koji nije upoznao Saksa, smeje se na pretpostavku da bi mogao da bude bilo autističan, bilo fah-idiot, ali ne ume da objasni otkud mu taj dar.
„Jednostavno, izgleda da sam nadaren za memorisanje zvezdanih polja”, rekao je, sa iskrenim iz- razom na licu kao da se izvinjava, kada sam posetio njega i njegovu ženu, Ilejn, u njihovom bungalo- vu iz slikovnice na mirnom obodu sela Hejzelbruk, tamo gde se Sidnej konačno završava, a počinje
beskrajna australijska šikara. „Druge stvari mi ne idu naročito”, dodao je on. „Ne pamtim dobro ime- na.”
„Ili gde šta ostavlja”, doviknula je Ilejn iz kuhinje.
Ponovo je iskreno klimnuo glavom i iscerio se, a onda me upitao da li bih voleo da pogledam nje- gov teleskop. Zamišljao sam da Evans u zadnjem dvorištu ima propisnu opservatoriju – umanjenu verziju Maunt Vilsona ili Palomara, sa kupolastim krovom koji klizi u stranu i mehanizovanom stoli- com čije manevrisanje pričinjava pravo zadovoljstvo. U stvari, nije me ni odveo napolje, već u pretr- panu ostavu iza kuhinje gde drži knjige i papire, tu gde njegov teleskop – beli valjak otprilike veli- čine i oblika bojlera za domaćinstvo – počiva na pokretnom postolju kućne izrade, od šperploče. Kada poželi da posmatra nebo, on to odnese, jedno po jedno, na malu terasu za sunčanje iza kuhinje. Između nadstrešnice i paperjastih krošanja eukaliptusa koji rastu na padini ispod kuće ima samo uski prorez kroz koji se vidi nebo, ali kaže da je to više nego dovoljno za njegove ciljeve. I tamo, kad je nebo vedro, a Mesec nije previše sjajan, on pronalazi supernove.
* * *
Izraz supernova skovao je tridesetih godina dvadesetog veka jedan krajnje neobičan astrofizičar, po imenu Fric Cviki. Rođen u Bugarskoj i odgajan u Švajcarskoj, Cviki je dvadesetih godina došao na Kalifornijski tehnološki institut i tamo se smesta istakao svojom grubom ličnošću i nepouzdanim ta- lentima. Nije se činilo da je preterano bistar i mnoge kolege smatrale su ga pukim „nesnosnim bilme- zom”. Fanatik što se fitnesa tiče, često se spuštao na pod Kaltehove trpezarije ili na nekom drugom javnom mestu da bi radio sklekove na jednoj ruci i pokazao svoju muževnost svakome ko je eventual- no bio sklon da u nju posumnja. Bio je zloglasan zbog agresivnosti i ponašanje mu je na kraju postalo toliko zastrašujuće da je njegov dotadašnji najbliži saradnik, blagi muškarac po imenu Volter Bade, odbijao da ostaje nasamo s njim. Između ostalog, Cviki je optužio Badea, koji je bio Nemac, da je nacista, što ovaj nije bio. Najmanje jednom, Cviki je zapretio Badeu, koji je radio gore, u opservato- riji Maunt Vilson, da će ga ubiti ako ga ugleda u Kaltehovom kampusu.
Ali Cviki je takođe bio kadar za zaprepašćujuće briljantne stvari. Početkom tridesetih godina obratio je pažnju na pitanje koje je dugo mučilo astronome: na povremeno pojavljivanje neobjašnji- vih svetlih tačaka, novih zvezda na nebu. Za nevericu je da se zapitao nije li možda neutron – suba- tomska čestica koju je u Engleskoj upravo otkrio Džejms Čedvik, pa je zato bila i nova i prilično u modi – u srcu svega toga. Palo mu je na pamet da bi, u slučaju da zvezda kolabira do one gustine ka- kva se nalazi u jezgru atoma, rezultat bio nezamislivo kompaktno jezgro. Atomi bi se bukvalno smr- skali jedni o druge, elektroni bi im se prisilno našli u nukleusu, što bi formiralo neutrone. Imali biste neutronsku zvezdu. Zamislite milion baš teških komada topovske đuladi stisnutih u veličinu klikera i... pa, opet niste ni blizu toga. Jezgro neutronske zvezde toliko je gusto da bi obična kašičica te materije težila 90 milijardi kilograma. Kašičica! Ali bilo je toga još. Cviki je shvatio da bi posle kolapsa ta- kve zvezde preostala ogromna količina energije – dovoljna da dovede do najvećeg praska u vasioni. Eksplozije koje su rezultat toga nazvao je supernovama. I one bi bile – jesu – najveći događaji stvaranja.
Dana 15. januara 1934, časopis Fizička revija objavio je veoma sažet izvod iz prezentacije koju su Cviki i Bade imali prethodnog meseca na Univerzitetu Stanford. I pored toga što je bio ekstremno kratak – jedan pasus od dvadeset četiri reda – taj izvod je u sebi doneo ogromnu količinu nove na- uke: prvi put su pomenute supernove i neutronske zvezde; ubedljivo je objašnjen način njihovog for- miranja; i, kao završni dodatak, eksplozije supernova povezane su sa stvaranjem tajanstvenog novog
fenomena kosmičkih zraka, za koje je nedavno ustanovljeno da preplavljuju vasionu. Te su zamisli, u najmanju ruku, bile revolucionarne. Postojanje neutronskih zvezda neće biti potvrđeno još trideset če- tiri godine. Zamisao o kosmičkim zracima, iako se smatra verovatnom, još nije verifikovana. Sve u svemu, taj izvod je bio, po rečima astrofizičara Kipa S. Torna sa Kalteha, „jedan od najdalekovidni- jih dokumenata u istoriji fizike i astronomije”.
Zanimljivo, Cviki gotovo da nije razumeo zbog čega se ma šta od svega toga događa. Po Tornu,
„nije dovoljno dobro razumeo zakone fizike da bi bio u stanju da potkrepi svoje zamisli”. Cviki je bio talentovan za velike zamisli. Drugima – uglavnom Badeu – bilo je prepušteno da sve to mate- matički počiste.
Cviki je takođe prvi shvatio da u vasioni nema ni izbliza dovoljno vidljive mase da bi držala ga- laksije na okupu, te da mora postojati neki drugi gravitacioni uticaj – ono što sada nazivamo tamnom materijom. Ali propustio je da shvati da bi neutronska zvezda, ako bi se dovoljno skupila, postala to- liko gusta da čak ni svetlost ne bi mogla da umakne iz njene ogromne sile privlačenja. Imali biste cr- nu rupu. Nažalost, Cvikija je većina kolega toliko prezirala da njegove zamisli gotovo da nisu izazva- le nikakvu pažnju. Kada je, pet godina kasnije, veliki Robert Openhajmer obratio pažnju na neutron- ske zvezde u svom prekretničkom radu, nije niti jednom pomenuo bilo šta što je Cviki radio, iako se Cviki godinama bavio istim problemom u kancelariji koja se nalazila u istom hodniku kao i Openhaj- merova. Cvikijevi zaključci vezani za tamnu materiju privući će ozbiljnu pažnju tek posle gotovo če- tiri decenije. Možemo samo pretpostaviti da je u tom razdoblju on odradio popriličan broj sklekova.
* * *
Iznenađujuće mali deo vasione nam je vidljiv kada podignemo glavu prema nebu. Samo oko šest hi- ljada zvezda vidi se golim okom sa Zemlje, a samo oko dve hiljade može se videti sa bilo kog mesta. Sa dvogledom broj zvezda koje možete videti sa jedne lokacije raste na pedeset hiljada, a s malim te- leskopom od dva cola taj broj skače na trista hiljada. Sa teleskopom od 16 cola, kao što je onaj Evansov, više ne brojite zvezde, već galaksije. Evans pretpostavlja da sa svoje terase može da vidi između pedeset i sto hiljada galaksija, a svaka od njih ima na desetine milijardi zvezda. Naravno, to su brojke koje zavređuju respekt, ali čak i kad ima toliko mnogo toga da se vidi, supernove su izuzet- no retke. Zvezda može goreti milijardama godina, ali ona umire samo jednom i to brzo, dok samo ne- koliko zvezda na samrti eksplodira. Većina zgasne tiho, kao logorska vatra u zoru. U tipičnoj galaksiji koja se sastoji od sto milijardi zvezda, supernova se dogodi u proseku jednom u svakih dve ili tri sto- tine godina.4 Dakle, traganje za supernovom je donekle nalik na teleskopsko pretraživanje prozora po Menhetnu sa osmatračke platforme na Empajer stejt bildingu u nadi da ćete naći, recimo, nekoga ko pali svećice na torti za svoj dvadeset prvi rođendan.
I tako, kada je sveštenik tihog glasa i ispunjen optimizmom pozvao da pita postoje li kakve karte koje bi se dale iskoristiti za lov na supernove, astronomska zajednica je pomislila da je sišao s uma. U to vreme je Evans imao teleskop od 10 cola – što je vrlo respektabilna veličina za amatersko zija- nje u zvezde, ali nipošto stvar kojom se obavlja ozbiljna astrofizika – a predlagao je da započne s traženjem jednog od ređih fenomena u vasioni. U čitavoj astronomskoj istoriji, pre nego što je Evans 1980. godine započeo posmatranje, otkriveno je manje od šezdeset supernova. (U vreme kada sam ga posetio, u avgustu 2001, upravo je zabeležio svoje trideset četvrto vizuelno otkriće; trideset peto je usledilo tri meseca kasnije, a trideset šesto početkom 2003.)
Međutim, Evans je u izvesnoj prednosti. Većina posmatrača, kao i većina ljudi uopšte uzevši, nala- zi se na severnoj polulopti, tako da je on imao dobar deo neba uglavnom za sebe, pogotovo na počet-
ku. Takođe je imao brzinu i neverovatno pamćenje. Veliki teleskopi su nezgrapne stvari i najveći deo njihovog radnog vremena otpada na manevrisanje i dovođenje u potreban položaj. Evans je mogao da obrće svoj mali teleskop od 16 cola kao mitraljezac u repu borbenog aviona, a da ne troši više od ne- koliko sekundi na ma koju određenu tačku na nebu. Zahvaljujući tome mogao je da posmatra možda četiri stotine galaksija svake večeri, dok bi veliki profesionalni teleskop imao sreće da odradi pede- set ili šezdeset.
Traganje za supernovama uglavnom se svodi na njihovo neotkrivanje. Od 1980. do 1996. Evans je imao, u proseku, dva otkrića godišnje – što nije bila bogzna kakva nagrada za stotine noći provede- nih u gledanju i gledanju. Jednom je otkrio tri za petnaest dana, ali drugi put su prošle tri godine pre nego što je pronašao makar jednu.
„Zapravo, postoji izvesna korist i u tome da se ništa ne pronađe”, rekao je on. „To pomaže kosmo- lozima da izračunaju brzinu kojom galaksije evoluiraju. To je jedna od onih retkih oblasti gde odsu- stvo rezultata jeste rezultat.”
Na stolu pored teleskopa bile su gomile fotografija i papira važnih za njegovo traganje i on mi je sada pokazao neke od njih. Ako ste ikada prelistavali popularna astronomska izdanja, a u nekom tre- nutku svakako jeste, znaćete da su ona obično puna bogato osvetljenih kolor-fotografija udaljenih ma- glina i tome slično – vilinski osvetljenih oblaka nebeske svetlosti, krajnje delikatnih i dirljivo veli- čanstvenih. Evansove radne slike nisu ni nalik tome. To su samo zamućene crno-bele fotografije sa svetlim tačkicama okruženim oreolima. Na jednoj koju mi je pokazao video se roj zvezda gde je vre- bao tričavi plamičak koji sam mogao da razaznam tek kada sam fotografiju približio licu. To je, rekao mi je Evans, bila zvezda u sazvežđu zvanom Fornaks iz galaksije koja je u astronomiji poznata kao NGC1365 (NGC znači Novi generalni katalog, gde se takve stvari beleže. Nekada je to bila teška knjiga na nečijem stolu u Dablinu; danas, ne treba ni pominjati da je to baza podataka.) Šezdeset mili- ona godina, svetlost spektakularne propasti te zvezde putovala je neumoljivo kroz svemir sve dok jedne noći u avgustu 2001. nije stigla do Zemlje kao dašak sjaja, najslabijeg mogućeg osvetljenja na noćnom nebu. Naravno, Robert Evans je bio taj koji je to primetio na svom brdu mirisnom od euka- liptusa.
„Mislim da postoji nešto zadovoljavajuće”, rekao je Evans, „u zamisli da svetlost putuje milioni- ma godina kroz svemir i baš u onom pravom trenutku kada stigne do Zemlje, neko pogleda u odgova- rajući deo neba i ugleda je. Izgleda baš prikladno da neko posvedoči o događaju takvog reda veliči- ne.”
Supernove izazivaju mnogo više od zabezeknutosti. Ima ih nekoliko tipova (jedan od njih otkrio je Evans), a među njima je naročito jedan, poznat kao supernova Ia, značajan za astronomiju zbog toga što takve supernove uvek eksplodiraju na isti način, sa istom kritičnom masom. Iz tog razloga, mogu se koristiti kao „standardne sveće” – reperi po kojima se može meriti sjaj (i relativna udaljenost) drugih zvezda, pa tako i izmeriti brzina širenja vasione.
Godine 1987. Sol Perlmuter, iz laboratorije Lorens Berkli u Kaliforniji, kome je trebalo više su- pernova Ia nego što se moglo do tada videti, pokušao je da pronađe sistematičniji metod traganja za njima. Perlmuter je smislio zgodan sistem korišćenjem sofisticiranih računara i povezanih uređaja – u suštini, zaista dobrih digitalnih kamera. To je automatizovalo lov na supernove. Sada su teleskopi mogli da snimaju na hiljade slika i prepuštaju računaru da pronađe izdajničke sjajne tačke koje ozna- čavaju eksploziju supernove. Posle pet godina, s novom tehnikom, Perlmuter i njegove kolege iz Ber- klija pronašli su četrdeset dve supernove. Sada čak i amateri pronalaze supernove pomoću povezanih uređaja. „Sa njima možete uperiti teleskop u nebo i otići da gledate televiziju”, rekao je Evans sa iz- vesnim užasavanjem. „Tako da tu više nema nikakve romantike.”
Pitao sam ga da li je bio u iskušenju da se prikloni novoj tehnologiji. „O, ne”, rekao je on. „Previ- še uživam u sopstvenom načinu na koji to radim. Osim toga” – klimnuo je glavom prema fotografiji svoje najnovije supernove i osmehnuo se – „ponekad sam i dalje brži od njih.”
* * *
Pitanje koje se prirodno postavlja jeste kako bi izgledalo kada bi neka zvezda eksplodirala u blizini? Naša najbliža zvezdana komšinica, kao što smo videli, jeste Alfa Kentauri, udaljena 4,3 svetlosne go- dine. Mislio sam da ćemo, ako tamo dođe do eksplozije, imati 4,3 godine da posmatramo svetlost tog veličanstvenog događaja rasutu po nebu, kao da je izlivena iz neke džinovske konzerve. Kako bi iz- gledalo kad bismo imali četiri godine i tri meseca da posmatramo kako nam se približava neizbežna propast, znajući da će nas, kada konačno stigne, spržiti do kostiju? Da li bi ljudi i dalje išli na posao? Da li bi poljoprivrednici sejali useve? Da li bi iko to isporučivao prodavnicama?
Nedeljama kasnije, kad sam se vratio u grad Nju Hempšir, gde stanujem, postavio sam ta pitanja Džonu Torstensenu, astronomu sa koledža Darmut. „O, ne”, rekao je on kroz smeh. „Vest o takvom do- gađaju putuje brzinom svetlosti, ali isto tako i uništenje, pa biste za to saznali i umrli u istom trenutku. Ali, ne brinite, jer se to neće dogoditi.”
Da bi vas eksplozija supernove ubila, objasnio je, morali biste da budete „smešno blizu” – vero- vatno unutar deset svetlosnih godina iti tako nešto. „Opasnost bi poticala od raznih vrsta zračenja – kosmičkih zraka i tako dalje.” To bi izazvalo fenomenalne aurore, treperave zavese jezive svetlosti koje bi ispunile čitavo nebo. To ne bi bilo dobro. Sve dovoljno moćno da izvede takvu predstavu mo- glo bi ujedno i da raznese magnetosferu, magnetnu zonu visoko iznad Zemlje koja nas inače štiti od ultraljubičastih zraka i drugih kosmičkih napada. Bez magnetosfere, svako toliko zlosrećan da kroči na svetlost sunca vrlo brzo bi izgledao kao, recimo, prepečena pica.
Razlog za to da budemo relativno sigurni da se takav događaj neće zbiti u našem kutku galaksije, rekao je Torstensen, jeste to što je ponajpre potrebna posebna vrsta zvezde za nastanak supernove. Zvezda-kandidat mora biti deset do dvadeset puta masivnija od našeg Sunca, a „u našoj blizini nema ničeg dovoljno velikog. Vasiona je milostivo prostrana.” Najbliži potencijalni kandidat, dodao je, je- ste Betelgez, čije je brojno pućkanje godinama nagoveštavalo da se tamo dešava nešto zanimljivo ne- stabilno. Ali Betelgez je udaljen oko pet stotina svetlosnih godina.
Samo su pet-šest puta u pisanoj istoriji supernove bile dovoljno blizu da bi se ugledale golim okom. Jedna je bila eksplozija 1054. godine kojom je formirana maglina Raka. Druga, iz 1604. godi- ne, stvorila je zvezdu dovoljno sjajnu da se vidi tokom dana duže od tri nedelje. Najnedavnija je bila 1987, kada je supernova planula u obližnjoj galaksiji poznatoj kao Veliki Magelanov Oblak, ali to je bilo jedva vidljivo, i opet samo na južnoj polulopti – te udobno bezbedno, na udaljenosti od
169.000 svetlosnih godina.
* * *
Supernove su značajne za nas na jedan drugi neosporno direktan način. Bez njih ne bismo bili ovde. Prisetićete se kosmološke zavrzlame kojom smo okončali prvo poglavlje – da je Veliki prasak stvo- rio mnogo lakih gasova, ali ne i teške elemente. Oni su došli kasnije, ali veoma dugo niko nije mogao da prokljuvi kako su došli kasnije. Problem je bio u tome što vam je trebalo nešto baš vrelo – vreli- je čak i od središta najvrelijih zvezda – da biste iskovali ugljenik i gvožđe, kao i ostale elemente bez kojih bismo bili bolno nematerijalni. Supernove su dale objašnjenje, a do njega je došao jedan
engleski kosmolog gotovo jednako jedinstvenih manira kao i Fric Cviki.
Bio je to Jorkširac po imenu Fred Hojl. Hojl, koji je umro 2001. godine, opisan je u čitulji u časo- pisu Priroda kao „kosmolog i kontroverzijalista”, i svakako je bio i jedno i drugo. On je, po čitulji iz Prirode, bio „gotovo celog života upetljan u kontroverze” i „pripisao je svoje ime gomili đubreta”. Tvrdio je, na primer, i to bez dokaza, da je dragoceni fosil arheopteriksa iz Muzeja prirodnjačke isto- rije falsifikat u stilu prevare s Piltdaunskim čovekom, što je bacilo u veliko očajanje paleontologe iz muzeja koji su morali da provode dane odgovarajući na pozive novinara sa svih strana sveta. On je takođe smatrao da je Zemlja zasejana iz svemira ne samo životom, već i velikim brojem bolesti, kao što je grip i bubonska kuga, a jednom prilikom je izjavio dasu ljudi evoluirali noseve tako da im štrče s lica sa nozdrvama odozdo, kako im kosmički patogeni ne bi upadali unutra.
On je smislio termin Veliki prasak, u šali, dok je gostovao u jednoj radio-emisiji 1952. godine. Naglasio je da ništa u našem poimanju fizike ne može da objasni zbog čega bi sve, skupljeno u jednu tačku, iznenada i dramatično počelo da se širi. Hojl je više voleo teoriju večnog stanja po kojoj se vasiona konstantno širila i pri tom konstantno stvarala novu materiju. Hojl je takođe shvatio da bi zvezde, ako bi eksplodirale, oslobodile ogromne količine toplote – 100 miliona stepeni ili više, do- voljno da počnu da stvaraju teže elemente u procesu poznatom kao nukleosinteza. Godine 1957, dok je radio sa drugima, Hojl je pokazao kako su teži elementi formirani u eksplozijama supernova. Za taj rad je V. A. Fauler, jedan od njegovih saradnika, dobio Nobelovu nagradu. Hojl, na svu sramotu, nije. Po Hojlovoj teoriji, zvezda koja eksplodira generisala bi dovoljno toplote da stvori sve nove ele- mente i zaspe njima kosmos tako da formiraju gasne oblake – međuzvezdanu materiju, kako se to na- ziva – koji bi mogli da se eventualno zgusnu u nove Sunčeve sisteme. Sa novim teorijama pojavila se mogućnost da se makar konstruišu uverljivi scenariji o tome kako smo dospeli ovamo. Ono što sa-
da mislimo da znamo jeste sledeće:
Pre oko 4,6 milijardi godina, veliki kovitlac gasa i prašine prečnika oko 24 milijarde kilometara akumulirao se u prostoru gde smo sada i počeo da se gomila. Praktično sva njegova sadržina – 99,9 procenata mase Sunčevog sistema – otišla je na stvaranje Sunca. Od lebdećeg materijala koji je pre- ostao, dva mikroskopska zrnca lebdela su dovoljno blizu jedno drugom da bi se spojila elektrostatič- kim silama. To je bio trenutak začeća naše planete. širom nedovršenog Sunčevog sistema dešavalo se isto. Zrnca prašine u sudaru formirala su sve veće i veće grumenove. Na kraju su grumenovi narasli toliko da su mogli da se nazovu planetezimalima. Dok su se oni beskrajno sudarali i odbijali, pucali su, delili se ili prekombinovali u beskrajnim nasumičnim permutacijama, ali pri svakom susretu po- stojao je pobednik, a neki pobednici narasli su dovoljno da dominiraju orbitom oko koje su putovali.
Sve se to desilo izuzetno brzo. Smatra se da je za rast od majušne grudve zrnaca do bebe-planete promera nekoliko stotina kilometara trebalo samo nekoliko desetina hiljada godina. Za samo dvesta miliona godina, moguće i manje, Zemlja je u osnovi bila formirana, iako je još bila istopljena i izlo- žena neprekidnom bombardovanju svih preostalih otpadaka koji su lebdeli unaokolo.
U tom trenutku, pre 4,4 milijarde godina, nebesko telo veličine Marsa udarilo je o Zemlju i diglo dovoljno materijala da se formira sfera pratilac, Mesec. U roku od nekoliko nedelja, smatra se, izba- čeni materijal se preobrazio u jedan jedini grumen, a za godinu dana se formirao kao sferni kamen ko- ji nas i dan-danas prati. Najveći deo lunarnog materijala, smatra se, potiče iz Zemljine kore, a ne iz njenog jezgra, zbog čega Mesec sadrži tako malo gvožđa, a mi ga imamo mnogo. Ta teorija se, uzgred, gotovo uvek predstavlja kao nedavna, ali ju je zapravo prvi put izložio Redžinald Deli sa Harvarda četrdesetih godina dvadesetog veka. Jedino nedavno u vezi sa teorijom jeste to što ljudi na nju obra- ćaju pažnju.
Kada je Zemlja bila samo oko trećine svoje konačne veličine, verovatno je već počela da formira
atmosferu, uglavnom od ugljen-dioksida, azota, metana i sumpora. Teško da je to nešto što bismo ve- zali za život, a opet je iz te otrovne kaše život nastao. Ugljen-dioksid je moćan gas koji stvara efekt staklene bašte. To je bilo dobro, zato što je Sunce tada bilo znatno tamnije. Da nismo imali koristi od efekta staklene bašte, Zemlja bi možda još bila neprekidno zamrznuta, a život se možda nikada ne bi održao. Ali nekako jeste.
Sledećih pet stotina miliona godina, mladu Zemlju su i dalje neumoljivo gađale komete, meteoriti i ostali galaktički otpaci, što je izazvalo punjenje okeana vodom i komponentama neophodnim za uspe- šno formiranje života. Bilo je to krajnje negostoljubivo okruženje, a život se opet nekako razvio. Ne- ka vrećica hemikalija trznula se i dala u pokret. I mi smo se zaputili prema cilju.
Četiri milijarde godina kasnije ljudi su počeli da se pitaju kako se sve to dogodilo. I upravo to je mesto na koje nas priča dalje vodi.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
II VELIČINA ZEMLJE
Prirodu i zakone Prirode noć je skrivala tamom; I Bog nam posla Njutna sa svetlošću samom.
Aleksandar Poup, Epitaf namenjen ser Isaku Njutnu
4
Mera stvari
Ako biste morali da odaberete najneveseliju naučnu ekskurziju svih vremena, svakako ne biste pogre- šili ako biste se odlučili za peruansku ekspediciju Francuske kraljevske akademije nauka iz 1735. go- dine. Pod vođstvom hidrologa zvanog Pjer Buže i vojnika-matematičara po imenu Šarl Mari de la Kondamin, bila je to grupa naučnika i avanturista koji su otputovali u Peru da bi trigonometrijski me- rili udaljenosti kroz Ande.
U to vreme ljudi su odskora postali zaraženi močnom željom da razumeju Zemlju – da ustanove koliko je stara i koliko masivna, gde je smeštena u svemiru i kako je nastala. Cilj francuske grupe bio je da pomogne u razrešenju pitanja obima planete pomoću merenja dužine jednog stepena meridijana (ili jedne 360-ine obima planete) duž linije koja se protezala od Jarukija, blizu Kita, do odmah iza Kuenke u sadašnjoj državi Ekvador, što čini udaljenost od oko 320 kilometara.5
Stvari su gotovo smesta krenule po zlu, ponekad čak spektakularno. U Kitu, posetioci su nečim iza- zvali domaće stanovništvo pa ih je rulja izjurila iz grada gađajući ih kamenicama. Ubrzo potom, lekar ekspedicije ubijen je usled nesporazuma oko neke žene. Botaničar je poludeo. Ostali su pomrli od groznice ili usled padova. Treći najstariji član družine, čovek po imenu Pjer Goden, pobegao je sa trinaestogodišnjom devojčicom i nisu mogli da ga navabe da se vrati.
U jednom trenutku družina je morala da prekine rad na osam meseci jer je La Kondamin otputovao u Limu da reši problem s njihovim dozvolama. Konačno su on i Buže prestali da razgovaraju jedan s drugim i odbili da rade zajedno. Gde god da se ova, sve manja družina pojavila, nailazila je na naj- dublje podozrenje zvaničnika kojima je bilo teško da poveruju da bi grupa francuskih naučnika pro- putovala pola sveta kako bi izmerila globus. To nije imalo nikakvog smisla. Dva i po veka kasnije to pitanje i dalje deluje razumno. Zašto Francuzi nisu svoja merenja obavili u Francuskoj i poštedeli se- be gnjavaže i neprijatnosti avanture u Andima?
Odgovor delimično leži u činjenici da su naučnici iz osamnaestog veka, posebno Francuzi, retko obavljali stvari jednostavno, ako je na raspolaganju bila apsurdno zahtevna alternativa, a delimično u praktičnom problemu koji se mnogo godina ranije javio kod engleskog astronoma Edmonda Hale- ja – mnogo pre nego što su Buže i La Kondamin uopšte sanjali o tome da se zapute u Južnu Ameriku, a kamoli imali razloga za to.
Halej je bio izuzetan lik. Tokom duge i plodne karijere, bio je pomorski kapetan, kartograf, profe- sor geometrije na Oksfordskom univerzitetu, zamenik kontrolora Kraljevske kovnice, kraljevski astronom, i izumitelj ronilačkog zvona za velike dubine. Autoritativno je pisao o magnetizmu, plima- ma i kretanju planeta, a povoljno je pisao i o dejstvu opijuma. Izumeo je mapu vremenskih prilika i statističku tabelu, predložio metode za utvrđivanje starosti Zemlje i njene udaljenosti od Sunca, čak je i smislio praktičan metod za očuvanje svežine ribe. Jedino nije otkrio kometu koja nosi njegovo ime. Samo je zapazio da je kometa koju je video 1682. godine ista ona koju su drugi videli 1456, 1531. i 1607. Ona je postala Halejeva kometa tek 1758, nekih šesnaest godina posle njegove smrti.
Ipak, pored svih njegovih dostignuća, Halejev najveći doprinos ljudskom znaju možda je upravo skromna naučna opklada koju je sklopio sa drugom dvojicom uvaženih kolega i savremenika: sa Ro-
bertom Hukom, koji je možda najviše upamćen kao prva osoba koja je opisala ćeliju, te s velikim i dostojanstvenim ser Kristoferom Renom, koji je zapravo najpre bio astronom, a potom arhitekta, iako to sada, uopšte uzev, nije baš mnogo poznato. Godine 1683. Halej, Huk i Ren su obedovali u Londonu kada su usmerili razgovor na temu kretanja nebeskih tela. Bilo je poznato da su planete sklone tome da orbitiraju u posebnoj vrsti ovalne putanje poznate kao elipsa – „veoma specifična i precizna kri- va”, da citiramo Ričarda Fejnmena – ali niko nije znao zašto. Ren je velikodušno ponudio nagradu od 40 šilinga (što je bilo ekvivalentno iznosu nekoliko nedeljnih plata) onome od njih koji iznađe re- šenje.
Huk, koji je bio poznat po tome što je sebi pripisivao zasluge za zamisli koje nisu nužno potekle od njega, tvrdio je da je već rešio taj problem, ali da odbija da to rešenje podeli sa ostalima zbog za- nimljivog i inventivnog razloga da bi to ostalima uskratilo zadovoljstvo da sami otkriju odgovor. Umesto toga, „prikrivaće ga neko vreme, ne bi li ostali znali kako da ga cene”. Ako je o tome još ne- kad mislio, nije ostavio nikakav dokaz. Halej je, međutim, postao obuzet željom da pronađe odgovor, do te mere da je sledeće godine otputovao u Kembridž i smelo pozvao univerzitetskog profesora ma- tematike Isaka Njutna, koji je već tada bio na čuvenoj Lukasovoj katedri, u nadi da bi mu ovaj mogao pomoći.
Njutn je baš bio čudak – neizmerno nadaren, ali usamljen, turoban, nervozan do paranoje, čuven po rasejanosti (kad bi jutrom spustio noge s kreveta, sedeo bi navodno i po nekoliko sati, nepokretan usled iznenadne navale misli u glavi) i kadar za najupečatljivije neobičnosti. Sagradio je sopstvenu laboratoriju, prvu u Kembridžu, ali se zatim upustio u krajnje bizarne eksperimente. Jednom je ubacio
„bodkin” – dugačku iglu kakvom se šije koža – u sopstvenu očnu duplju i protrljao je oko „između oka i kosti što bliže zadnjoj očnoj strani” samo da bi video šta će se dogoditi. Začudo, nije se dogo- dilo ništa – bar ništa što bi izazvalo trajna oštećenja. Jednom drugom prilikom, zurio je u Sunce onoliko dugo koliko je mogao da istrpi, kako bi ustanovio kako će se to odraziti na njegov vid. I opet je izbegao trajna oštećenja, mada je morao da provede nekoliko dana u zamračenoj prostoriji pre ne- go što su mu rođene oči oprostile.
Međutim, povrh svih tih čudnih ubeđenja i hirovitih osobina bio je to um vrhunskog genija – ma- da i kada je radio na konvencionalan način. iskazivao je sklonost prema neobičnosti. Kao student, iz- nerviran ograničenjima konvencionalne matematike, izumeo je potpuno novu disciplinu, matematičku analizu, ali onda o tome nikome ništa nije rekao dvadeset sedam godina. Na sličan način radio je u optici i preobrazio naše poimanje svetlosti i postavio temelje za nauku spektroskopije, a onda opet odlučio da tri decenije ni sa kim ne podeli rezultate.
I pored sve te genijalnosti, prava nauka bila je samo deo njegovih interesovanja. Najmanje polo- vina njegovog radnog veka bila je posvećena alhemiji i zastranjujućim religijskim istraživanjima. To nije bila puka zanimacija, već potpuna posvećenost. Bio je u potaji priključen opasnoj jeretičkoj sek- ti zvanoj arijanizam, čija je glavna doktrina bilo verovanje da nije postojalo nikakvo Sveto trojstvo (što je donekle ironično, jer se Njutnov koledž u Kembridžu zvao Triniti).6 Provodio je beskrajne sa- te u izučavanju tlocrta izgubljenog Hrama kralja Solomona u Jerusalimu (pri čemu je sam naučio he- brejski, kako bi bolje proučio originalne zapise) u uverenju da se tamo možda nalaze matematičke in- dicije za datum drugog Hristovog dolaska i smaka sveta. Njegova privrženost alhemiji nije bila ništa manje strasna. Godine 1936. ekonomista Džon Majnard Kejns kupio je sanduk s Njutnovim radovima na aukciji i, sav zapanjen, ustanovio da je Njutn prevashodno bio zaokupljen ne optikom niti kreta- njem planeta, već jednim jedinim ciljem, da osnovne metale pretvori u dragocene. Analiza vlasi iz Njutnove kose izvršena sedamdesetih godina dvadesetog veka pokazala je da njegova kosa sadrži ži- vu – element zanimljiv alhemičarima, šeširdžijama i proizvođačima toplomera, ali gotovo nikom
drugom – u koncentraciji četrdesetak puta većoj od prirodnog nivoa. Možda i ne treba da čudi to što je jutrom zaboravljao da ustane.
* * *
Možemo samo da nagađamo šta je Halej tačno očekivao da čuje od njega kada ga je nenajavljen po- setio u avgustu 1684. godine. Ali zahvaljujući kasnijoj pripovesti Njutnovog prisnog prijatelja, Abra- hama Demoavra, imamo zapis o jednom od istorijski najznačajnijih naučnih susreta:
Godine 1684. doktor Halej je došao u posetu Kembridžu (i) pošto su neko vreme proveli zajed- no, doktor ga je upitao šta misli, kakva bi bila kriva koju bi planete opisivale pod pretpostav- kom da je sila privlačenja Suncu recipročna kvadratu njihove udaljenosti od njega.
Ovo je priziv na matematički zakon poznat kao zakon inverznog kvadrata, koji je, po Haleju, ležao u srcu objašnjenja, mada nije bio siguran kako.
Ser Isak je smesta odgovorio da bi to bila (elipsa). Doktor, obuzet radošću i zaprepašćenjem, upitao ga je otkud on to zna. „Ama”, rekao je on, „izračunao sam to”, posle čega je doktor Ha- lej, bez daljeg odugovlačenja, zatražio njegov proračun. Ser Isak ga je potražio među svojim papirima, ali nije mogao da ga pronađe.
To je bilo zapanjujuće – kao kad bi neko rekao da je pronašao lek za rak, ali da ne može da se se- ti gde je ostavio formulu. Pošto je Halej navaljivao, Njutn je pristao da ponovo uradi proračun i do- stavi mu taj rad. Učinio je kao što je obećao, ali je zatim uradio i mnogo više od toga. Povukao se i dve godine intenzivno razmišljao i škrabao, da bi na kraju napisao svoje remek-delo: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ili Matematički principi prirodne filosofije, poznatije pod nazivom Principia.
Ponekad, i to retko, samo nekoliko puta u istoriji, ljudski um proizvede zapažanje tako pronicljivo i neočekivano da ljudi ne mogu sasvim da se odluče šta više zapanjuje – sama činjenica, ili pomisao na nju. Pojava Principia bila je jedan takav događaj. Njutn je smesta postao slavan. Do kraja života biće zasipan aplauzima i počastima i postaće, između mnogo toga drugog, prva osoba u Britaniji pro- glašena vitezom zbog naučnog dostignuća. Čak je i veliki nemački matematičar Gotfrid Fon Lajbnic, sa kojim je Njutn vodio dugu, ogorčenu bitku u vezi s tim ko je prvi smislio matematičku analizu, smatrao njegove doprinose matematici jednakim čitavom akumuliranom radu koji mu je prethodio.
„Nema tog smrtnika koji se može više približiti bogovima”, napisao je Halej u sentimentu koji je imao beskrajni odjek među njegovim savremenicima i mnogim drugima od tada.
Iako je Principia nazivana „jednom od najnepristupačnijih knjiga koje su ikada napisane” (Njutn ju je namerno učinio teškom da ga ne bi gnjavili matematički „smarači” sveznalice, kako ih je nazivao), bila je kula svetilja za sve koji su mogli da je prate. Ne samo da je matematički objasnila orbite ne- beskih tela, već je i identifikovala silu privlačenja koja ih je uopšte i pokretala – gravitaciju. Izne- nada je svaki pokret u vasioni imao smisla.
U srcu Principia bila su tri Njutnova zakona kretanja (oni tvrde, veoma smelo, da se predmet kreće u smeru u kojem je gurnut; da će nastaviti da se kreće pravom linijom sve dok ga neka druga sila ne uspori ili odbije; i da svaka akcija ima suprotnu i jednaku reakciju), kao i njegov univerzalni zakon gravitacije. On tvrdi da svaki predmet u vasioni privlači svaki drugi. Možda ne izgleda tako, ali dok
sada sedite ovde, privlačite sve oko sebe – zidove, tavanicu, lampu, domaću mačku – sopstvenim malim (uistinu, veoma malim) gravitacionim poljem. A te stvari takođe privlače vas. Njutn je bio taj koji je shvatio da je privlačenje ma koja dva predmeta, da ponovo citiramo Fejnmena, „proporcio- nalno masi svakog od njih i inverzno varira sa kvadratom njihove međusobne udaljenosti”. Drugačije rečeno, ako udvostručite udaljenost između dva predmeta, privlačenje između njih slabije je četiri puta. To se može izraziti formulom
što je, naravno, daleko od bilo kakve praktične upotrebne vrednosti za ma koga od nas, ali makar možemo da se divimo njenoj elegantnoj kompaktnosti. Nekoliko kratkih množenja, jednostavno delje- nje i, pogodak, znate svoj gravitacioni položaj kud god da odete. Bio je to prvi zaista univerzalni pri- rodni zakon koji je ljudski um ikada izveo i zbog toga se Njutn svuda toliko iskreno i duboko ceni.
Ali ni pojavljivanje Principia nije prošlo bez drame. Na Halejev užas, baš kada se rad privodio kraju, Njutn i Huk su se posvađali oko toga ko je prvi smislio zakon inverznog kvadrata i Njutn je od- bio da objavi najvažniji, treći tom, bez kojeg su prva dva imala malo smisla. Tek posle malo leteće diplomatije i najliberalnije moguće primene laskanja, Halej je konačno uspeo đa od nepouzdanog profesora iznudi završni tom.
Halejeve muke još se nisu sasvim okončale. Kraljevsko društvo je obećalo da će objaviti delo, ali se sada izvuklo, navodeći finansijski posramljujuće rezultate. Godinu dana ranije društvo je podržalo skupi neuspeh nazvan Istorija riba, pa je podozrevalo da će se tržište teško otimati za jednu knjigu matematičkih principa. Halej, čija sredstva nisu bila zamašna, platio je iz svog džepa da se knjiga ob- javi. Njutn, po običaju, ničim tome nije doprineo. Da sve bude još gore, Halej je ovog puta prihvatio zvanje sekretara Društva, pa su ga obavestili da Društvo više ne može da mu obezbedi obećanu platu od 50 funti godišnje. Umesto toga, trebalo je da ga plate primercima Istorije riba.
* * *
Njutnovi zakoni objašnjavaju toliko toga – valjanje i bućkanje okeanske plime i oseke, kretanje pla- neta, zbog čega đulad opisuju određenu putanju pre nego što tresnu natrag na tlo, zbog čega ne odleti- mo u svemir dok se planeta obrće ispod nas stotinama kilometara na sat7 – da je bilo potrebno izve- sno vreme da se sve njihove implikacije ukažu. Ali jedno otkrovenje postalo je gotovo smesta kontro- verzno.
Bila je to sugestija da Zemlja nije baš potpuno okrugla. Po Njutnovoj teoriji, centrifugalna sila Ze- mljinog obrtanja trebalo bi da za rezultat ima blagu zaravnjenost na polovima i ispupčenost na ekva- toru, zbog čega bi planeta bila blago spljoštena. To je značilo da dužina stepena meridijana ne bi bila ista u Italiji kao u Škotskoj. Konkretno, dužina bi se smanjivala sa udaljavanjem od polova. To nije bila dobra vest za one ljude čije je merenje planete bilo zasnovano na pretpostavci da je ona savrše- na sfera, a takvi su bili svi.
Pola veka ljudi su pokušavali da prokljuve veličinu Zemlje, uglavnom veoma pipavim merenjem.
Jedan od prvih koji je to pokušao bio je engleski matematičar Ričard Norvud. Kao mladić, Norvud je otputovao na Bermude s ronilačkim zvonom izrađenim po ugledu na Halejev uređaj, u nameri da se obogati prikupljanjem bisera sa morskog dna. Šema mu se izjalovila zato što nikakvih bisera tamo ni- je bilo, a ni zvono mu nije radilo, ali Norvud nije bio od onih koji bi protraćili ma koje iskustvo. Po- četkom sedamnaestog veka, Bermude su bile poznate među brodskim kapetanima po tome što ih je bi- lo teško pronaći. Problem je bio u tome što je okean bio velik, Bermude male, a navigacione alatke za razrešenje takvog dispariteta beznadežno neprikladne. Nije čak još ni postignut dogovor oko duži- ne nautičke milje. Na nepreglednom okeanu i najmanja greška u proračunu obično se toliko uvećavala da su brodovi često užasavajuće neprecizno promašivali mete veličine Bermuda. Norvudova prva ljubav bila je trigonometrija, samim tim i uglovi, te je odlučio da u navigaciju unese malo matematič- ke strogosti, pa je u tom cilju rešio da izračuna dužinu jednog stepena.
Počevši leđima okrenut londonskom Taueru, Norvud je proveo dve godine posvećen samo tome, marširajući 208 milja na sever do Jorka, pri tom neprestano razvlačeći i mereći jedan lanac, i sve vreme je vršio krajnje minuciozna podešavanja zbog uzdizanja i pada tla, kao i zbog krivudanja puta. Poslednji korak bio je merenje ugla sunca u Jorku u isto doba istog dana u godini kao i kada je oba- vio svoje prvo merenje u Londonu. Iz toga bi, razmišljao je dalje, mogao da odredi dužinu jednog ste- pena Zemljinog meridijana i tako da izračuna dužinu čitavog obima. Bio je to gotovo smešno ambici- ozan poduhvat – greška za najmanji delić stepena odvela bi celu stvar miljama daleko – ali zapra- vo, kao što je Norvud ponosno izdeklamovao, bio je precizan do „u pedalj” – ili, tačnije, do u nekih šest stotina jardi. Metrički, njegova brojka iznosila je 110,72 kilometra po stepenu luka.
Godine 1637, objavljeno je Norvudovo remek-delo o navigaciji, Pomorac u praksi, i istog trena je steklo sledbenike. Pojavilo se sedamnaest izdanja i još se štampalo dvadeset pet godina po njegovoj smrti. Norvud se sa porodicom vratio na Bermude, gde je postao uspešan vlasnik plantaže, a slobod- no vreme je posvetio svojoj prvoj ljubavi, trigonometriji. Tamo je proživeo trideset osam godina i baš bi lepo bilo da kažemo da je to razdoblje proveo u sreći i obožavanju svojih bližnjih. U stvari, nije. Tokom putovanja iz Engleske njegova dva sinčića bila su smeštena u istu kabinu sa velečasnim Natanijelom Vajtom i nekako su toliko uspešno onesposobili mladog sveštenika da je ovaj najveći deo svoje potonje karijere posvetio proganjanju Norvuda na svaki mogući način koji bi mu pao na pamet.
Norvudove dve kćerke dodatno su ojadile oca udajom za siromahe. Jedan zet, možda na podsticaje sveštenika, neprekidno je tužakao Norvuda sudu za razne sitnice, dovodeći ga tako u očajanje i pri- moravajući ga da neprestano putuje po Bermudama kako bi se branio. Najzad, pedesetih godina se- damnaestog veka, suđenja vešticama stigla su na Bermude i Norvud je svoje poslednje godine proveo u krajnjoj nelagodnosti zbog mogućnosti da njegova trigonometrijska dela, sa tajanstvenim simboli- ma, budu protumačena kao opštenje sa đavolom i da ga zato dovedu do groznog smaknuća. O Norvu- du se zna tako malo, da može biti i da je zaslužio nesreću koja ga je snašla pred kraj života. Ono što se sa sigurnošću zna jeste da ga je snašla.
U međuvremenu, poriv za utvrđivanjem Zemljinog obima prešao je u Francusku. Tamo je astronom Žan Pikar smislio upečatljivo komplikovani metod triangulacije koji je podrazumevao kvadrante, sa- tove sa klatnom, sektore zenita i teleskope (za posmatranje kretanja Jupiterovih meseca). Posle dve godine bazanja i triangulisanja širom Francuske, godine 1699. on je objavio precizniju meru od 110,46 kilometara za jedan stepen luka. To je Francuze učinilo veoma ponosnim, ali bilo je zasnova- no na pretpostavci da je Zemlja savršena sfera – a Njutn je sada tvrdio da nije.
Da bi se stvari još više zakomplikovale, posle Pikarove smrti ekipa koja se sastojala od oca i si- na, Đovanija i Žaka Kasinija, ponovila je Pikarove eksperimente na većem prostoru i došla do rezul-
tata koji su nagovestili da Zemlja nije zadebljanija kod ekvatora, već kod polova – da je, drugim re- čima, Njutn potpuno pogrešio. Upravo to je nagnalo Akademiju nauka da otpremi Bužea i La Konda- mina u Južnu Ameriku, da obave nova merenja.
Odabrali su Ande zato što je bilo potrebno da izmere ekvator, kako bi utvrdili da li tamo zaista postoji razlika u sfernosti, kao i zato što su mislili da će sa planina imati dobar vidik. U stvari, plani- ne Perua bile su toliko neprekidno izgubljene u oblacima da je ekipa često morala da nedeljama čeka na jedan sat nesmetanog osmatranja. Povrh svega toga, odabrali su jedan od najnepristupačnijih tere- na na Zemlji. Peruanci za svoje pejzaže kažu da su muy accidentado – „krajnje slučajni” – i nada- sve je tako. Ne samo što su Francuzi morali da se veru uz neke od najnepristupačnijih planina na sve- tu – planina koje su bile prevelik zalogaj čak i za njihove mazge – već i da, kako bi do planina sti- gli, pregaze neobuzdane reke, proseku sebi put kroz džungle i prevale milje i milje po visokoj, kame- nitoj pustari, a gotovo sve to nikada nije bilo uneseno u mapu i nalazilo se daleko od svih izvora snabdevanja. Ali Buže i La Kondamin su bili krajnje žilavi, i držali su se svog zadatka devet i po du- gih, mračnih, suncem opečenih godina. Nešto pre okončanja projekta došla im je vest da je druga francuska ekipa, koja je vršila merenja u severnoj Skandinaviji (i sama suočena sa sopstvenim izrazi- tim neprijatnostima, od blatnih ritova do opasnih ledenih santi), ustanovila da je stepen blizu polova zapravo duži, kao što je Njutn i rekao. Zemlja je bila 43 kilometra deblja kada se merila ekvatorijal- no, nego kada se merila od vrha do dna oko polova.
Buže i La Kondamin su tako proveli gotovo čitavu deceniju radeći na rezultatu koji nisu želeli da dobiju, samo da bi sada saznali da čak nisu ni prvi koji su do njega došli. Bezvoljno su dovršili svoje osmatranje, koje je dokazalo da je prva francuska ekipa bila u pravu. I tada, i dalje ne govoreći me- đusobno, vratili su se na obalu i krenuli kući različitim brodovima.
* * *
Druga stvar koju je Njutn pretpostavio u knjizi Principia bila je to da bi se uže okačeno vertikalno blizu kakve planine vrlo blago svijalo prema planini, pod uticajem gravitacione mase planine, kao i same Zemlje. Ta činjenica je bila više nego zanimljiva. Ako biste precizno izmerili to skretanje i iz- računali masu planine, mogli biste da izračunate univerzalnu gravitacionu konstantu – to jest, osnov- nu vrednost gravitacije, poznatu kao G – a zajedno s tim i masu Zemlje.
Buže i La Kondamin su pokušali na peruanskoj planini Čimborazo, ali su ih porazile kako tehničke poteškoće, tako i sopstvena svađa, pa je ta zamisao ostala neiskorišćena još trideset godina sve dok nije vaskrsla u Engleskoj zahvaljujući Nevilu Maskelinu, kraljevskom astronomu. U popularnoj knjizi Dave Sobel Geografska dužina Maskelin je predstavljen kao zvekan i zlikovac zbog toga što je pro- pustio da uvaži genijalnost časovničara Džona Harisona, i to je možda tačno; ali mi mu dugujemo za druge stvari koje u njenoj knjizi nisu pomenute, a pogotovo za njegovu uspešnu shemu merenja Ze- mljine težine.
Maskelin je shvatio da srž problema leži u tome da se pronađe planina približno pravilnog oblika kako bi se procenila njena masa. Na njegovo insistiranje, Kraljevsko društvo saglasilo se da angažuje pouzdanog čoveka koji bi obišao Britanska ostrva i ustanovio može li se jedna takva planina pronaći. Maskelin je poznavao upravo takvu osobu – astronoma i geometra Čarlsa Mejsona. Maskelin i Mej- son su se sprijateljili jedanaest godina ranije, dok su se bavili projektom merenja veoma važnog astronomskog događaja: prolaska planete Venere ispred Sunca. Neumorni Edmond Halej pretposta- vljao je godinama pre toga da, ako izmerite jedan takav prolazak sa odabranih tačaka na Zemlji, mo- žete iskoristiti principe triangulacije da izračunate udaljenost od Zemlje do Sunca, te tako kalibrirate
udaljenosti do svih drugih nebeskih tela u Sunčevom sistemu.
Nažalost, prolasci Venere, kao što je poznato, jesu krajnje neredovna pojava. Dešavaju se u paro- vima i razmacima od osam godina, ali onda odsustvuju vek ili više, a za Halejevog života nisu se do- godili nijednom.8 Ali ta zamisao se krčkala i kada je došao red na sledeći prolazak 1761. godine, go- tovo dve decenije posle Halejeve smrti, naučni svet je bio spreman – štaviše, spremniji nego ikada pre za neki astronomski događaj.
Sa instinktom za iskušenja karakteristična za to doba, naučnici su se zaputili na više od stotinu lo- kacija širom globusa – u Sibir, Kinu, Južnu Afriku, Indoneziju i šume Viskonsina, pored mnogih dru- gih. Francuska je poslala trideset dva posmatrača, Britanija još osamnaest, dok su se drugi otisnuli iz Švedske, Rusije, Italije, Nemačke, Irske i s drugih mesta.
Bio je to prvi kooperativni međunarodni naučni poduhvat, i gotovo svuda je zabasao u probleme. Mnogi posmatrači bili su osujećeni ratom, bolešću ili brodolomom. Ostali su stigli na svoja odredi- šta, ali su u sanducima opremu zatekli polomljenu ili izobličenu usled tropske vrućine. Izgleda da je Francuzima još jednom bilo suđeno da daju najupečatljivije zlosrećne učesnike. Žan Šap je proveo mesece putujući u Sibir kočijom, brodom i saonicama, čuvao je svoje osetljive instrumente od svake opasne džombe, samo da bi ustanovio da mu je poslednja, najvažnija deonica puta zaprečena nabuja- lim rekama koje su bile posledica neuobičajeno jakih prolećnih kiša, za šta je domaće stanovništvo hitro optužilo njega pošto ga je videlo da je uperio neobične instrumente u nebo. Šap je uspeo da umakne i sačuva život, ali nije obavio nikakva korisna merenja.
Još zlosrećniji bio je Gijom le Žentil, čije je eksperimente sjajno sumirao Timoti Feris u knjizi Sazrevanje u Mlečnom putu. Le Žentil se zaputio iz Francuske godinu dana ranije kako bi prolazak posmatrao iz Indije, ali raznorazne nedaće ostavile su ga i dalje na moru na dan prolaska – što je go- tovo najgore mesto gde je mogao da bude, jer je nemoguće mirno obaviti merenja na lađi koja se lju- lja.
Ipak, Le Žentil se nije obeshrabrio, već je nastavio put u Indiju kako bi sačekao sledeći prolazak 1769. godine. Sa osam godina za pripremu, sagradio je prvoklasnu osmatračku stanicu, stalno iznova je proveravao opremu i sve doveo u stanje savršene pripravnosti. U jutro drugog prolaska, 4. juna 1769, probudio se i video da je dan lep; ali baš kada je Venera počela da prolazi, jedan oblak se na- vukao ispred Sunca i ostao tamo gotovo tačno tri sata, četrnaest minuta i sedam sekundi koliko je pro- lazak trajao.
Le Žentil je stoički spakovao instrumente i uputio se u najbližu luku, ali se na putu zarazio dizente- rijom pa je preležao gotovo čitavu godinu. Još slab, konačno se domogao broda. Lađa umalo nije bila uništena u uraganu nedaleko od afričke obale. Kada je najzad stigao kući, jedanaest i po godina posle polaska, ne postigavši ništa, ustanovio je da su ga rođaci proglasili mrtvim u odsustvu i revnosno po- harali njegovu imovinu.
U poređenju s ovim, razočaranja koja su iskusila osamnaestorica raštrkanih britanskih posmatrača bila su blaga. Mejson je za saradnika dobio mladog geometra Džeremaju Diksona i izgleda da su se dobro slagali, jer su uspostavili dugotrajnu saradnju. Dobili su uputstva da otputuju na Sumatru i oda- tle zabeleže prolazak, ali posle samo jedne noći provedene na moru brod im je napala francuska fre- gata. (Iako su naučnici iz različitih zemalja bili raspoloženi za saradnju, njihove države nisu.) Mejson i Dikson su poslali poruku Kraljevskom društvu primetivši da je na otvorenom moru veoma opasno i zapitali se nije li možda najpametnije da se čitava stvar otkaže. Odgovoreno im je brzim i ledenim prekorom, sa napomenom da im je već plaćeno, da država i naučna zajednica računaju na njih i da bi njihova odluka da ne nastave dalje za rezultat imala nenadoknadiv gubitak ugleda. Tako ukoreni, na- stavili su plovidbu, ali usput im je stigla vest da je Sumatra pala u ruke Francuzima, pa su prolazak
posmatrali sa Rta dobre nade, bez ikakvih valjanih zaključaka. Na putu kući pristali su na samotnu atlantsku izbočinu Sv. Jelena gde su se sreli sa Maskelinom, čije su osmatranje osujetili oblaci. Mej- son i Maskelin su postali odlični prijatelji i proveli nekoliko zadovoljnih, moguće čak i blago kori- snih nedelja beležeći smenu plime i oseke.
Ubrzo potom Maskelin se vratio u Englesku, gde je postao kraljevski astronom, a Mejson i Dik- son – sada očigledno iskusniji – zaputili su se u dugogodišnje i često opasno merenje terena kroz 244 milje opasne američke divljine da bi razrešili spor oko međe između imanja Vilijama Pena i Lor- da Baltimora, odnosno njihovih kolonija Pensilvanije i Merilenda. Rezultat je bila čuvena Mejson- Diksonova linija koja je kasnije poprimila simboličan značaj kao razdelnica između robovlasničkih i slobodnih država. (Iako je ta linija bila njihov prvenstveni zadatak, takođe su obavili i nekoliko astronomskih osmatranja, uključujući i jedno od najpreciznijih merenja stepena meridijana u tom ve- ku – a to dostignuće im je u Engleskoj donelo daleko veća priznanja od rešavanja spora oko međe između razmaženih aristokrata.)
Ponovo u Evropi, Maskelin i njegove kolege u Nemačkoj i Francuskoj bili su prisiljeni da zaklju- če kako su merenja prolaska iz 1761. godine u suštini pretrpela neuspeh. Ironično, jedan od problema bilo je to što je postojalo previše rezultata osmatranja koji su, upoređeni jedni s drugima, često bili protivrečni i onemogućavali rešavanje. Uspešno beleženje prolaska Venere zapalo je umesto toga ma- lo poznatom pomorskom kapetanu rodom iz Jorkšira, Džejmsu Kuku, koji je 1769. posmatrao prola- zak s vrha osunčanog brda na Tahitiju, a zatim otišao da premeri i prisvoji Australiju za račun britan- ske krune. Po njegovom povratku bilo je sada dovoljno informacija da francuski astronom Žozef La- land izračuna da je srednja udaljenost od Zemlje do Sunca nešto preko 150 miliona kilometara. (Dva sledeća prolaska u devetnaestom veku omogućila su astronomima da vrednost odrede na 149,59 mili- ona kilometara, i taj podatak i dalje važi. Precizna udaljenost, kao što sada znamo, iznosi 149,597870691 miliona kilometara.) Zemlja je konačno stekla svoje mesto u svemiru.
* * *
Što se Mejsona i Diksona tiče, oni su se vratili u Englesku kao naučni heroji i, iz nepoznatih razloga, prekinuli međusobno da sarađuju. Ako se ima u vidu učestalost s kojom su se pojavljivali na važnim događajima za nauku osamnaestog veka, o obojici se zna izuzetno malo. Ne postoje nikakve slike, a u zapisima se veoma malo pominju. Za Diksona Rečnik nacionalne biografije zagonetno primećuje da se „pričalo da je rođen u rudniku uglja”, ali zatim prepušta čitaocu da sam smisli okolnosti koje bi to uverljivo objasnile, pa dodaje da je umro u Daremu 1777. godine. Osim njegovog imena i dugotrajne saradnje sa Mejsonom, ne zna se ništa više.
Mejson je jedva nešto jasniji lik. Znamo da je 1772. godine, na Maskelinovo navaljivanje, prihva- tio zadatak da pronađe odgovarajuću planinu za eksperiment sa gravitacionim odbijanjem, đa bi posle dužeg vremena izvestio da je planina koja im je potrebna u središtu Škotskih visija, odmah iznad Loh Teja, a ime joj je Šihalion. Međutim, ništa nije moglo đa ga ubedi đa provede leto u njenom merenju. Nikada se više nije vratio terenskom radu. Njegov sledeći zapaženi potez bio je 1786. godine, kada se, naglo i tajanstveno, obreo u Filadelfiji sa ženom i osmoro dece, očito na ivici bede. Nije se vra- ćao u Ameriku otkad je tamo završio svoje merenje osamnaest godina ranije, i ne zna se ni za kakav razlog njegovog dolaska, niti je bilo preostalih prijatelja ili mecena da ga dočekaju. Nekoliko nedelja kasnije, bio je mrtav.
Pošto je Mejson odbio da premeri planinu, posao je zapao Maskelinu. I tako, četiri meseca u leto 1774, Maskelin je živeo pod šatorom u dalekoj škotskoj klisuri i dane provodio vodeći ekipu geome-
tara koji su obavili na stotine merenja sa svakog mogućeg mesta. Da bi se ustanovila masa planine pomoću svih tih brojeva, bilo je potrebno obaviti mnogo tegobnih proračuna, za šta je angažovan ma- tematičar Čarls Haton. Geometri su prekrili mapu brojnim ciframa i svaka je označavala uzvisinu na ovom ili onom mestu oko planine. U suštini, bila je to samo zbunjujuća masa brojki, ali Haton je za- pazio da ona postaje mnogo urednija kada on olovkom spoji tačke iste visine. I zaista, tako je svako smesta mogao da stekne utisak o sveukupnom obliku i strmini planine. On je izumeo izohipse.
Ekstrapolacijom iz merenja na Šihalionu, Haton je izračunao da je masa Zemlje 5.000 miliona mi- liona tona, iz čega se mogla relativno pouzdano izvesti masa svih drugih velikih nebeskih tela u Sun- čevom sistemu, uključujući i Sunce. I tako smo zahvaljujući tom jednom eksperimentu saznali kolika je masa Zemlje, Sunca, Meseca, ostalih planeta i njihovih meseca, dobivši pride i topografske lini- je – što sve nije nimalo loše za rad koji je trajao jedno leto.
Međutim, nisu svi bili zadovoljni rezultatima. Nedostatak eksperimenta na Šihalionu bio je u tome što nije bilo moguće doći do zaista preciznog broja bez poznavanja stvarne gustine planine. Haton je, da bi mu bilo zgodnije, pretpostavio da je gustina planine ista kao gustina običnog kamena, oko 2,5 puta veća od gustine vode, ali to je bilo tek nešto više od pukog osnovanog nagađanja.
Osoba od koje se to moglo najmanje očekivati i koja se pozabavila tim pitanjem bio je seoski sve- štenik Dion Mičel, stanovnik samotnog jorkširskog sela Tornhila. I pored njegove udaljene i relativno skromne pozicije, Mičel je bio jedan od velikih naučnih mislilaca osamnaestog veka i zbog toga mno- go cenjen.
Pored mnogo drugih činjenica, on je uočio talasnu prirodu zemljotresa, obavio mnogo originalnih istraživanja magnetizma i gravitacije i, krajnje izvanredno, predvideo mogućnost postojanja crnih ru- pa dvesta godina pre svih ostalih – što je bio skok koji ni Njutn nije mogao da izvede. Kada je muzi- čar Vilijam Heršel, poreklom Nemac, zaključio da ga u životu zapravo jedino interesuje astronomija, upravo se Mičelu obratio za uputstva kako da napravi teleskop, a planetologija mu je za tu ljubaznost ostala dužnik sve do danas.9
Ali od svega što je Mičel postigao, ništa nije bilo ingenioznije niti je imalo veći učinak od mašine koju je projektovao i napravio za merenje Zemljine mase. Nažalost, umro je pre nego što je mogao da izvede eksperimente, a ideju i neophodnu opremu nasledio je genijalni, ali veličanstveno povučeni londonski naučnik Henri Kevendiš.
Kevendiš sam zavređuje čitavu knjigu. Rođen u porodici sa zamašnim privilegijama – dedovi su mu bili vojvode, jedan od Devonšira, drugi od Kenta – bio je najnadareniji engleski naučnik svog vremena, ali isto tako i najčudniji. Bio je stidljiv, po rečima jednog od njegovih malobrojnih biogra- fa, „do tog stepena da se to graničilo sa bolešću”. Svaki ljudski dodir bio je za njega izvor najdublje nelagodnosti.
Jednom je otvorio vrata i na ulaznom pragu zatekao austrijskog obožavaoca koji samo što je stigao iz Beča. Sav uzbuđen, Austrijanac je počeo da brblja i da ga hvali. Kevendiš je nekoliko trenutaka primao komplimente kao udarce tupim predmetom, a onda, kad više nije mogao to da trpi, pobegao je stazom i izašao kroz kapiju, ostavivši ulazna vrata širom otvorena. Prošlo je nekoliko sati pre nego što su uspeli da ga namame natrag na imanje. Čak je i kućepazitelj komunicirao s njim pismima.
Iako se povremeno upuštao u društvo – posebno je bio sklon nedeljnim naučnim večernjim pose- lima velikog prirodnjaka ser Džozefa Benksa – drugim gostima je uvek jasno stavljano do znanja da Kevendišu nipošto ne prilaze, niti da ga čak i gledaju. Onima koji su želeli da čuju njegovo mišljenje savetovano je da, kao slučajno, dotumaraju u njegovu blizinu i „govore kao da se obraćaju praznini”. Ako bi njihove primedbe imale kakvu naučnu vrednost, mogli bi da dobiju promumlani odgovor, ali češće bi začuli ozlojeđeno pištanje (izgleda da je imao visok glas) i okrenuli se da zaista ugledaju
prazninu i Kevendiša koji beži u neki mirniji ćošak.
Njegovo bogatstvo i sklonost ka samoći omogućili su mu da svoju kuću u Klapamu pretvori u veli- ku laboratoriju gde je mogao bez uznemiravanja da se bavi svim granama fizičkih nauka – elektrici- tetom, toplotom, gravitacijom, gasovima, svim što je u bilo kakvoj vezi bilo sa sastavom materije. U drugoj polovini osamnaestog veka ljudi skloni nauci bili su intenzivno zainteresovani za fizička svoj- stva fundamentalnih stvari – pogotovo gasova i elektriciteta – i počeli su da uviđaju šta bi sve s njima mogli da urade, obično s više entuzijazma nego smisla. Bendžamin Frenklin je u Americi slav- no stavio život na kocku pustivši zmaja usred električne oluje. U Francuskoj je hemičar Pilatr de Ro- zije ispitao zapaljivost vodonika tako što je njime napunio usta i dunuo preko otvorenog plamena, do- kazavši jednim potezom ne samo da je vodonik eksplozivno zapaljiv, već i da obrve nisu obavezno stalni sastojak ljudskog lica. Kevendiš je, sa svoje strane, izvodio eksperimente u kojima je sebe po- stepeno podvrgavao udarima električne struje, marljivo beležeći sve veće nivoe bola, sve dok je bio u stanju da se drži pera, a ponekad i svesti, ne duže od toga.
Tokom dugog života Kevendiš je načinio niz značajnih otkrića – između mnogo drugih stvari, prvi je izolovao vodonik i prvi kombinovao vodonik i kiseonik da bi dobio vodu – ali gotovo ništa što je radio nije bilo sasvim normalno. Na neprekidno očajavanje kolega naučnika, često je u objavljenim delima aludirao na rezultate eksperimenata o kojima nikome ništa nije rekao. U svoj toj tajnovitosti ne samo što je podsećao na Njutna, već ga je aktivno prevazilazio. Njegovi eksperimenti sa električ- nom provodljivošću bili su jedan vek pre svog vremena, ali su, nažalost, ostali neotkriveni sve dok taj vek nije prošao. I zaista, najveći deo onoga što je radio nije bio poznat sve do kraja devetnaestog veka, kada je fizičar sa Kembridža Džems Klerk Maksvel preuzeo na sebe zadatak da priredi Keven- dišove radove, a do tada je priznanje za njegova otkrića gotovo po pravilu već pripalo drugima.
Pored koječega drugog, ne govoreći nikome o tome, Kevendiš je otkrio ili predvideo zakon očuva- nja energije, Omov zakon, Daltonov zakon delimičnih pritisaka, Rihterov zakon recipročnih proporci- ja, Čarlsov zakon o gasovima i principe električne provodljivosti. To je samo delić. Po istoričaru na- uke Dž. G. Krouteru, takođe je bio preteča „radova Kelvina i Dž. H. Darvina u vezi s učinkom pli- mnog trenja na usporavanje obrtanja zemlje, kao i Larmorovog otkrića objavljenog 1915, o učinku lo- kalnog hlađenja atmosfere... Pikeringovog rada o smesama za zamrzavanje, i nekih radova Rozbuma o heterogenim ravnotežama.” Konačno, ostavio je indicije koje su direktno dovele do otkrića grupe ele- menata poznatih kao plemeniti gasovi, od kojih su neki toliko teško primetni da je poslednji pronađen tek 1962. godine. Ali nas ovde zanima poslednji poznati Kevendišov eksperiment kada je, krajem leta 1797, u šezdeset sedmoj godini, obratio pažnju na sanduke sa opremom kojemu je – očigledno iz či- stog naučničkog poštovanja – ostavio Džon Mičel.
Kada je bio sklopljen, Mičelov aparat ponajviše je ličio na neku verziju mašine za bildovanje Na- utilus iz osamnaestog veka. Bili su tu tegovi, kontrategovi, klatna, vratila i upredene žice. U srcu ma- šine nalazile su se olovne kugle teške 350 funti, koje su visile kraj dve manje sfere. Zamisao je bila da se izmeri gravitaciono odbijanje manjih sfera od većih, što bi omogućilo prvo merenje neuhvatlji- ve sile poznate kao gravitaciona konstanta, iz koje se mogla izvesti težina (strogo govoreći: masa) Zemlje.10
Pošto gravitacija drži planete u orbiti i nagoni predmete da padnu s treskom, skloni smo da misli- mo kako je to moćna sila, ali ona to zapravo nije. Moćna je jedino u nekakvom kolektivnom smislu, kada jedno masivno telo, kao što je Sunce, drži drugo masivno telo, kao što je Zemlja. Na elementar- nom nivou gravitacija nije nimalo robusna. Kad god podignete knjigu sa stola ili novčić s poda bez napora nadvladate gravitacioni trud čitave planete. Kevendiš je pokušao da izmeri gravitaciju upravo na tom, pero-lakom nivou.
Ključna reč bila je osetljivost. U prostoriji gde se aparat nalazio nije se smeo dozvoliti ni najma- nji poremećaj, pa je Kevendiš zauzeo mesto u susednoj sobi i zapažanja vršio pomoću teleskopa upe- renog kroz špijunku. Rad ;e bio neverovatno mukotrpan i obuhvatao je sedamnaest osetljivih, među- sobno povezanih merenja, a da se ona obave bila je potrebna gotovo čitava godina. Kada je najzad završio proračune, Kevendiš je objavio da je Zemlja teška nešto više od 13.000.000.000.000.000.000.000 funti ili šest milijardi biliona metričkih tona, da se izrazimo savre- menom merom. (Metrička tona, odnosno tona, iznosi 1.000 kilograma ili 2.205 funti.)
Danas naučnici imaju na raspolaganju mašine toliko precizne da mogu izmeriti težinu jedne jedine bakterije i toliko osetljive da očitavanje može poremetiti nečije zevanje na udaljenost od sedamdeset pet stopa, ali oni nisu znatno poboljšali Kevendišova merenja iz 1797. godine. Trenutno najbolja pro- cena Zemljine težine iznosi 5,9725 milijardi biliona tona, što se od Kevendiševog nalaza razlikuje za samo oko 1 procenat. Zanimljivo, sve to samo potvrđuje procene do kojih je Njutn došao nekih 110 godina pre Kevendiša, bez ikakvih eksperimentalnih dokaza.
Sve u svemu, krajem osamnaestog veka naučnici su veoma precizno poznavali oblik i dimenzije Zemlje i njenu udaljenost od Sunca i planeta; a sada im je Kevendiš, koji čak nije morao ni da izađe iz kuće, dao i njenu težinu. Zato možete pomisliti da bi utvrđivanje starosti Zemlje moglo biti relativ- no jednostavno. Najzad, svi neophodni materijali bili su im pod nogama. Ali ne. Ljudska bića će po- cepati atom i izumeti televiziju, najlon i instant kafu pre nego što budu u stanju da izračunaju starost sopstvene planete.
Da bismo razumeli zašto je tako, moramo otputovati u Škotsku i početi sa jednim genijem bez premca, za koga su retki uopšte čuli, i koji je upravo izumeo nauku zvanu geologija.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
5
Kamenolomci
Baš u vreme kada je Henri Kevendiš dovršavao svoje eksperimente u Londonu, četiri stotine milja dalje, u Edinburgu, pripremao se drugačiji ključni trenutak – smrt Džemsa Hatona. To je za Hatona, naravno, bila loša vest, ali za nauku je bila dobra, jer je tako čoveku koji se zvao Džon Plejfer bio otvoren put da prepiše Hatonov rad bez straha od neprijatnosti.
Haton je po svim izvorima bio krajnje pronicljiv čovek i vrlo pričljiv, omiljen u društvu i nepre- vaziđen kada je u pitanju poimanje tajanstvenih sporih procesa koji su oblikovali Zemlju. Nažalost, nije mu uspevalo da svoja zapažanja zabeleži u formi koju bi iko drugi makar počeo da shvata. On je bio, kao što je jedan biograf primetio sa gotovo čujnim uzdahom, „bezmalo sasvim lišen retoričkih dostignuća”. Gotovo svaka rečenica koju je napisao bila je uspavanka. Evo ga kako u svom remek- delu iz 1795. godine, Teorija o Zemlji sa dokazima i ilustracijama, dokazuje... pa, nešto:
Svet koji nastanjujemo sazdan je od materijala, ne od zemlje koja je bila neposredni prethodnik ove sadašnje, već od zemlje koju, uzlazno od sadašnje, smatramo trećom i koja je prethodila tlu koje se nalazilo iznad površine mora, dok se nase sadašnje tlo još nalazilo ispod okeanske vo- de.
A opet, gotovo bez ičije pomoći i sasvim genijalno, on je stvorio geologiju i preobrazio naše poi- manje Zemlje.
Haton je rođen 1726. godine u imućnoj škotskoj porodici i uživao ;e u materijalnom komforu koji mu je omogućio da najveći deo života provede u veselom i razbaškarenom smenjivanju lakog rada i intelektualnog boljitka. Studirao je medicinu, ali je ustanovio da mu se to ne dopada, pa se okrenuo zemljoradnji kojom se bavio na opušten i naučni način na porodičnom imanju u Berikširu. Umoran od njiva i stoke, 1768. godine se preselio u Edinburg, gde je osnovao uspešnu firmu za proizvodnju soli amonijaka od ugljene čađi, pa se upustio u raznorazna naučna istraživanja. Edinburg je u to doba bio središte intelektualne krepkosti i Haton se razbaškario koristeći sve njegove široke mogućnosti. Po- stao je vodeći član društva po imenu Klub ostrige, gde je provodio večeri u društvu ljudi kao što su bili ekonomista Adam Smit, hemičar Džozef Blek i filozof Dejvid Hjum, uz ponekog oštroumnog go- sta poput Bendžamina Frenklina i Džejmsa Vata.
U tradiciji tog doba, Haton se zanimao za gotovo sve, od mineralogije do metafizike. Vršio je ek- sperimente sa hemikalijama, istraživao metode kopanja uglja i izgradnje kanala, obilazio rudnike so- li, razmatrao mehanizme nasleđivanja, sakupljao fosile i iznosio teorije o kiši, sastavu vazduha i za- konima kretanja, između mnogih drugih stvari. Alt posebno ga je zanimala geologija.
Među pitanjima koja su privlačila interesovanje u to fanatično radoznalo doba bilo je ono koje je zbunjivalo ljude veoma dugo – naime, zašto se drevne ljušture školjki i drugi morski fosili tako če- sto pronalaze na planinskim vrhovima. Za ime sveta, kako su dospeli tamo? Oni koji su smatrali da znaju rešenje podelili su se u dva suprotstavljena tabora. Jedna grupa, poznata kao neptunisti, bila je ubeđena da se sve na Zemlji, uključujući i morske školjke na neverovatno visokim mestima, može ob-
jasniti podizanjem i spuštanjem nivoa mora. Oni su smatrali da su planine, brda i drugi tereni stari koliko i sama Zemlja, te da se menjaju samo kada ih voda prekrije tokom dugih razdoblja globalnih potopa.
Nasuprot njima bili su plutonisti, koji su zapazili da vulkani i zemljotresi, pored drugih živahnih pojava, neprekidno menjaju šar planete, ali očigledno ništa od toga ne duguju zabludelim morima. Plutonisti su takođe postavljali nezgodna pitanja o tome gde se gubila sva ta silna voda u razdobljima bez poplava. Ako je nje povremeno bilo dovoljno da prekrije Alpe, gde se onda, pobogu, nalazi u mirnim periodima kao što je ovaj? Oni su smatrali da Zemlja podleže dejstvu jakih unutrašnjih sila kao i površinskih. Međutim, nisu mogli ubedljivo da objasne kako su sve te silne školjke stigle tamo gore.
I upravo dok je razbijao glavu o tome, Haton je uvideo niz izuzetnih stvari. Posmatrajući sopstve- nu obradivu zemlju video je da je tlo stvoreno erozijom stena te da čestice tog tla neprekidno spiraju i odnose potoci i reke da bi ih premestile drugde. Shvatio je da bi Zemlja, ako bi se taj proces doveo do svog prirodnog završetka, na kraju bila potpuno glatka. A opet, svuda oko njega bila su brda. Oči- gledno je postojao još neki dodatni proces, neki oblik obnavljanja i uznošenja, koji je stvarao nova brda i planine kako bi ciklus neprekidno trajao. Morski fosili na planinskim vrhovima, zaključio je, nisu tamo naneseni za vreme poplava, već su se izdigli zajedno sa samim planinama. Takođe je izveo zaključak da je upravo vrelina iz unutrašnjosti Zemlje ono što stvara novo stenje i kontinente te izdiže planinske lance. Nije preterano ako kažemo da geolozi neće u potpunosti shvatiti sve implikacije te misli još sledećih dvesta godina, kada konačno budu usvojili koncept tektonskih ploča. Iznad svega, Hatonove teorije ukazivale su da procesi koji su oblikovali Zemlju zahtevaju ogromnu količinu vre- mena, daleko više nego što je iko ikada sanjao. Tu je bilo dovoljno pronicljivosti da u potpunosti preobrazi naše poimanje planete.
Godine 1785. Haton je svoje zamisli pretočio u dugačko delo koje je čitao na uzastopnim sastanci- ma Kraljevskog društva u Edinburgu. Gotovo da nije privukao nikakvu pažnju. Nije ni teško uvideti zašto. Evo, delom, kako je to predstavio svojoj publici:
U jednom slučaju, formirajući uzrok se nalazi u telu koje je odvojeno; jer pošto se telo aktivira- lo toplotom, upravo zahvaljujući reakciji odgovarajuće materije tela, formira se ponor koji sa- činjava žilu. Opet, u drugom slučaju, uzrok je spoljni u odnosu na telo u kojem je formiran po- nor. Došlo je do krajnje silovitog loma i rascepljivanja; ali za uzrokom još treba tragati; i on se ne pojavljuje u žili; jer to nije svaka fraktura i dislokacija u čvrstom telu naše zemlje, gde se pronalaze minerali, ili odgovarajuće supstance mineralnih žila.
Nepotrebno je pominjati da gotovo niko u publici nije imao ni najmanjeg pojma o čemu on to go- vori. Pošto su ga prijatelji ohrabrili da proširi teoriju, u dirljivoj nadi dabi on možda uspeo da natra- pa na jasniji izraz u dužoj formi, Haton je sledećih deset godina proveo u pripremi svog magnum opu- sa, koji je objavio u dva toma godine 1795.
Obe knjige zajedno imale su obim od gotovo hiljadu strana i bile su, začudo, gore nego što su se plašili čak i najveći pesimisti među njegovim prijateljima. Pored svega ostalog, gotovo polovina do- vršenog dela sada se sastojala od citata francuskih izvora, u francuskom originalu. Treći tom bio je toliko nezanimljiv da je objavljen tek 1899. godine, više od jednog veka posle Hatonove smrti, a če- tvrti i završni tom nikada nije ni objavljen. Hatonova Teorija o Zemlji jak je kandidat za najnečitaniju značajnu knjigu u nauci (ili bi makar to bila da nema još toliko drugih). Čak je i Čarls Lajel, najveći geolog sledećeg veka i čovek koji je čitao sve, priznao da nije mogao da je završi.
Na svu sreću, Haton je imao Bozvela u liku Džona Plejfera, profesora matematike na Edinburškom univerzitetu i bliskog prijatelja, koji ne samo da je umeo glatko da pripoveda, već je – zahvaljujući mnogim godinama provedenim kraj Hatona – zaista i shvatao šta je to Haton pokušavao da kaže, uglavnom. Godine 1802, pet godina posle Hatonove smrti, Plejfer je na pojednostavljen način izložio hatonovske principe u delu Ilustracije Hatonove teorije o Zemlji. Knjigu su zahvalno prigrlili oni koji su se aktivno zanimali za geologiju, a godine 1802. takvih nije bilo mnogo. To će se, međutim, već promeniti. I te kako.
* * *
U zimu 1807. trinaest istomišljenika sastalo se u Londonu u Konobi slobodnih zidara kod Dugačkog hektara, u Kovent Gardenu, kako bi formirali večernji klub koji će se zvati Geološko društvo. Zami- sao im je bila da se sastaju jednom mesečno i razmenjuju geološke stavove uz čašu ili dve madere i prijatnu večeru. Određena je namerno zamašna cena obroka od 15 šilinga kako bi se obeshrabrili oni čije su kvalifikacije bile samo cerebralne. Međutim, ubrzo je postalo očigledno da postoji potražnja za nečim što bi više ličilo na instituciju, sa stalnim sedištem, gde bi ljudi mogli da se okupljaju kako bi delili i razmatrali nova otkrića. Za jedva jednu deceniju članstvo je naraslo na 400 – naravno, i dalje su sve to bila gospoda – i Geološko društvo je zapretilo da pomrači slavu Kraljevskog kao vodećeg naučnog društva u zemlji.
Članovi su se sastajali dvaput mesečno od novembra do juna, kada su praktično svi odlazili da le- to provedu u terenskom radu. To, razumete, nisu bili ljudi koji su se komercijalno zanimali za minera- le, pa čak najvećim delom ni akademici, već prosto gospoda sa dovoljno bogatstva i vremena da se upuste u taj hobi na više ili manje profesionalnom nivou. Do 1830. godine bilo ih je već 745, i svet više nikada neće videti ništa slično.
Teško je sada to zamisliti, ali geologija je bila uzbudljiva za devetnaesti vek on je praktično bio obuzet njome – na način na koji nijedna nauka to nije ranije izvela, niti će ikad ponovo izvesti. Go- dine 1839, kada je Roderik Merčison objavio Silurski sistem, debelu i tegobnu studiju o vrsti kamena zvanoj grauvaka, ona je smesta postala bestseler i projurila kroz četiri izdanja, iako je koštala 8 gvi- neja po primerku i bila, u pravom hatonovskom stilu, nečitljiva. (Kako je čak i jedan Merčisonov pri- stalica priznao, „u potpunosti joj je nedostajala književna privlačnost”.) A kada je 1841. veliki Čarls Lajel otputovao u Ameriku da u Bostonu održi niz predavanja, publika koja je razgrabila svih tri hi- ljade karata po predavanju nagrnula je u Institut Lovel da čuje njegove uspavljujuće opise morskih zeolita i seizmičkih poremećaja u Kampaniji.
Širom modernog, mislećeg sveta, ali naročito u Britaniji, učeni ljudi odlazili su na selo da malo
„lome kamenje”, kako su to zvali. Bila je to ozbiljno shvaćena zanimacija, i obično su se odevali sa prikladnim dostojanstvom, u tamna odela i polucilindre, ako se izuzme velečasni Vilijam Baklend iz Oksforda, koji je imao običaj da terenski rad obavlja u akademskoj odori.
Teren je privlačio mnoge izuzetne likove, ne samo gorepomenutog Merčisona, koji je proveo prvih tridesetak godina svog života galopirajući za lisicama, pretvarajući sačmom aeronautički neprilago- đene ptice u oblačiće lebdećeg perja i ne iskazujući nikakvu mentalnu agilnost povrh one neophodne da se pročita Tajms ili odigra koja partija karata. Onda je ustanovio da ga zanima kamenje, te je s prilično zapanjujućom brzinom postao titan geološkog promišljanja.
Bio je onda tu i dr Džems Parkinson, rani socijalista i autor mnogih provokativnih pamfleta s na- slovima kao što je „Revolucija bez krvoprolića”. Godine 1794. bio je umešan u zaveru koja je zvuča- la donekle ludački i bila prozvana „Zavera pucaljke”, u kojoj je planirano da se kralj Džordž III po-
godi u vrat otrovnom strelicom dok sedi u svojoj loži u pozorištu. Parkinsona su odvukli na isleđiva- nje pred krunski savet i došlo je gotovo do toga da ga pošalju u okovima za Australiju, pre nego što je optužba protiv njega tiho povučena. Prihvativši nešto konzervativniji pristup životu, razvio je inte- resovanje za geologiju i postao jedan od članova-osnivača Geološkog društva i pisac važnog geolo- škog teksta Organski ostaci ranijeg sveta, koji se štampao sledećih pola veka. Više nikada nije pravio probleme. Danas ga, međutim, pamtimo po njegovoj istaknutoj studiji bolesti koja se tada zvala „drh- tavica”, ali je potom postala zauvek poznata kao Parkinsonova bolest. (Parkinson je donekle slavan zbog još nečega. Godine 1785. postao je možda jedina osoba u istoriji koja je na tomboli dobila mu- zej prirodnjačke istorije. Muzej, koji se nalazio na Lester skveru u Londonu, osnovao je ser Ešton Le- ver, koji je sebe oterao u bankrot neobuzdanim prikupljanjem prirodnih čudesa. Parkinson je držao muzej do 1805. godine, kada više nije mogao da ga izdržava, pa je zbirka rasparčana i prodata.)
Ne toliko izuzetnog karaktera, ali uticajniji od svih drugih zajedno, bio je Čarls Lajel. Lajel je ro- đen u godini Hatonove smrti, samo 70 milja daleko, u selu Kinordi. lako Škot po rođenju, odrastao je daleko na jugu Engleske, u Nju Forestu u Hempširu, zato što je njegova majka bila ubeđena da su Škoti beskorisne pijandure. Kako je to već obično išlo sa gospodom naučnicima iz devetnaestog ve- ka, Lajel je poticao iz dobrostojeće intelektualne porodice. Njegov otac, koji se takođe zvao Čarls, isticao se na neuobičajen način, kao vodeći autoritet za pesnika Dantea i za mahovinu. (Orthoricium lyelli, na kojoj je većina posetilaca engleskih seoskih krajeva u nekom trenutku sedela, dobila je ime po njemu.) Od oca je Lajel nasledio zanimanje za istoriju prirode, ali je tek u Oksfordu, gde je pot- pao pod čini velečasnog Vilijama Baklenda – onoga sa ustalasanim odorama – mladi Lajel zavoleo geologiju za ceo život.
Baklend je bio donekle šarmantan čudak. Imao je nekoliko stvarnih dostignuća, ali se makar jedna- ko toliko pamti i po svojim ekscentričnostima. Posebno se pominje zbog menažerije divljih životinja, među kojima su neke bile krupne i opasne, i kojima je bilo dozvoljeno da slobodno tumaraju po nje- govoj kući i vrtu, te zbog želje da proba svaku životinju koja je ikada stvorena. U zavisnosti od hira i raspoloživosti, gostima u Baklendovoj kući mogao je biti serviran prženi zamorac, miševi u testu od jaja, pečeni jež ili kuvani morski puž iz Jugoistočne Azije. Baklend je bio kadar da u svima njima na- đe nešto korisno, osim u običnoj baštenskoj krtici, koju je proglasio odvratnom. Gotovo neumitno, postao je vodeći autoritet za koprolite – fosilni izmet – i jedan sto mu je bio izrađen u potpunosti od zbirke uzoraka.
Čak i kada se ozbiljno bavio naukom, manir mu je obično bio osoben. Jednom je gospođa Baklend shvatila da je muž drmusa usred noći i uzbuđeno viče: „Draga moja, mislim da su tragovi Cheirothe- riuma nesumnjivo kornjačasti.” Zajedno su pohitali u spavaćicama u kuhinju. Gospođa Baklend je umesila testo i razvukla ga preko stola, dok je velečasni Baklend išao po porodičnu kornjaču. Pošto su je stavili na testo, pogurali su je napred i na svoje oduševljenje ustanovili da njeni tragovi zaista odgovaraju tragovima fosila kojeg je Baklend proučavao. Čarls Darvin je Baklenda smatrao tikva- nom – to je bila reč koju je upotrebio – ali izgleda da je Lajel u njemu nalazio nadahnuće i voleo ga dovoljno da se 1824. godine s njim zaputi u obilazak Škotske. Ubrzo posle tog putovanja, Lajel je odlučio da napusti karijeru pravnika i u potpunosti se posveti geologiji.
Lajel je bio izuzetno kratkovid i najveći deo života proveo je u bolnom čkiljenju, zbog kojeg je uvek izgledao zabrinuto. (Na kraju će u potpunosti ostati bez vida.) Njegova druga blaga neobičnost bila je navika da, kada je rastrojen ili zamišljen, zauzima neverovatne poze na nameštaju – da leži preko dve stolice odjednom ili „oslanja glavu o sedište stolice dok stoji” (da citiramo njegovog pri- jatelja Darvina). Često bi, izgubljen u mislima, skliznuo tako nisko na stolici da bi mu guzovi gotovo doticali pod. Jedini posao koji je Lajel obavljao u životu bila je profesura geologije na Kraljevom
koledžu u Londonu od 1831. do 1833. godine. Upravo u to vreme je napisao Principe geologije, obja- vljene u tri toma između 1830. i 1833, i oni su u mnogo čemu konsolidovali i elaborirali misli koje je prvi izrekao Haton jednu generaciju ranije. (Iako Lajel nikada nije čitao Hatona u originalu, bio je revnosni izučavalac Plejferove prerađene verzije.)
Između Hatonovog i Lajelovog doba pojavila se nova geološka kontroverza koja je gotovo u sve- mu prevazišla neptunističko-plutonistički spor, ali se i često brka s njim. Nova bitka je postala svađa između katastrofizma i uniformizma – što su ružni nazivi za jedan značajan i veoma dugotrajan spor. Katastrofisti su, kao što po imenu možete da očekujete, smatrali da su Zemlju oblikovali nagli katakli- zmični događaji – uglavnom potopi, zbog čega se katastrofizam i neptunizam često pogrešno stavlja- ju u isti koš. Katastrofizam je naročito prijao sveštenicima poput Baklenda zato što im je dopuštao da ugrade biblijski Nojev potop u ozbiljne naučne diskusije. Uniformisti su, nasuprot tome, smatrali da su promene na Zemlji bile postepene i da se gotovo svi zemaljski procesi odvijaju sporo, u ogromnim razdobljima. Haton je mnogo više od Lajela bio začetnik tog stava, ali Lajela je većina ljudi čitala, pa je u glavama većine ljudi, i tada i sada, on otac savremene geološke misli.
Lajel je smatrao da su Zemljine promene jednoobrazne i stalne – da sve što se ikada dogodilo u prošlosti može biti objašnjeno događajima koji se i dan-danas odvijaju. Lajel i njegove pristalice ni- su samo prezirali katastrofizam, gnušali su ga se. Katastrofisti su smatrali da su izumiranja vrsta bila deo niza u kojem su životinje iznova bile uništavane i zamenjivane novim vrstama – to uverenje je prirodnjak T. H. Haksli podrugljivo uporedio sa „nizom partija vista, na čijem završetku igrači prevr- nu sto i zatraže novi špil”. Bio je to suviše zgodan način da se objasni nepoznato. „Nikada nije posto- jala dogma toliko proračunata da podstiče na lenjost i otupljuje oštricu radoznalosti”, frktao je Lajel.
Lajelovi previdi nisu bili zanemarljivi. On nije uspeo da ubedljivo objasni formiranje planinskih venaca i prevideo je glečere kao činioce promena. Odbio je da prihvati Agasizovu zamisao o lede- nim dobima – „o globalnom rashlađivanju”, kako se prezrivo izrazio o tome – i bio je siguran u to da će sisari „biti pronađeni i u najstarijim fosilnim nalazištima”. Odbijao je pomisao da su životinje i biljke pretrpele iznenadna uništenja i smatrao je da su sve glavne životinjske grupe – sisari, reptili, ribe i tako dalje – zajedno postojale od osvita vremena. Ispostaviće se na kraju da je u svemu tome grešio.
A opet, bilo bi nemoguće preterati u isticanju Lajelovog uticaja. Principi geologije su imali dvana- est izdanja za njegovog života i sadržali zamisli koje su oblikovale geološku misao daleko u dvade- setom veku. Darvin je poneo prvo izdanje na putovanje Biglom, i potom je napisao da je „veliki do- prinos Principa bio u tome što su oni menjali čitav ton čitaočevog uma, pa je stoga taj čitalac, kada bi ugledao nešto što Lajel nikada nije video, opet delimično posmatrao Lajelovim očima”. Ukratko, smatrao ga je gotovo bogom, kao i mnogi drugi pripadnici njegove generacije. Ostavština snage Laje- lovog uticaja ogleda se u tome što su geolozi, koji su tokom osamdesetih godina dvadesetog veka bili primorani da napuste samo delić njegove teorije kako bi se uklopili u teoriju izumiranja zbog udara, jedva to preživeli. Ali to je već drugo poglavlje.
U međuvremenu, geologija je morala da se pozabavi zamašnim sortiranjem, koje nije uvek išlo baš glatko. Od samog početka, geolozi su pokušavali da kategorizuju kamenje po razdobljima u kojima je ono nastalo, ali često je dolazilo do ogorčenih neslaganja o tome gde da se povuku granice – a naj- poznatije od njih bila je dugotrajna debata koja je postala poznata kao „velika devonska kontrover- za”. Pitanje je postavljeno kada je velečasni Adam Sedžvik iz Kembridža izjavio da kambrijskom pe- riodu pripada kameni sloj koji je po uverenju Roderika Merčisona s punim pravom pripadao silur- skom. Spor je besneo godinama i postao je krajnje žestok. „De la Beš je prljavo pseto”, napisao je Merčison jednom prijatelju u tipičnom izlivu besa.
Izvestan utisak o snazi osećanja može se steći pregledom naslova poglavlja izvrsnog i sumornog prikaza cele te stvari iz pera istoričara geologije Martina Dž. S. Radvika, s naslovom Velika devon- ska kontroverza. Počinju sasvim nedužno, kao „Arene gospodske debate” i „Raspredanje o grauvaki”, ali onda prelaze u „Grauvaka branjena i napadana”, „Prekori i protivtužbe”, „Širenje ružnih glasina”,
„Viver se odriče svoje jeresi”, „Stavljanje provincijalca tamo gde mu je mesto” i (za slučaj da je preostala ikakva sumnja da je to rat), „Merčison započinje rajnlendsku kampanju”. Bitka je konačno razrešena 1879. godine, a izlaz je bio jednostavan – izmišljen je novi period, ordovicijski, koji je umetnut između kambrijskog i silurskog.
Pošto su Britanci bili najaktivniji tokom ranih godina razvića ove discipline, britanska imena pre- ovlađuju u geološkom leksikonu. Devonsko potiče, naravno, od engleskog okruga Devon. Kambrijsko potiče od rimskog naziva za Vels, dok ordovicijsko i silursko podseća na drevna velška plemena, Or- dovike i Silure. Ali sa usponom geoloških istraživanja na drugim mestima, imena su počela da se šu- njaju sa svih mogućih strana. Jursko se odnosi na planine Jure na granici Francuske i Švajcarske. Permsko podseća na bivšu rusku pokrajinu Perm na Uralu. Naziv kreda (po latinskoj reči za krečnjak) dugujemo belgijskom geologu kočopernog imena Ž. Ž. d’Omalije d’Aloj.
Prvobitno, geološka istorija je bila podeljena na četiri razdoblja: primarno, sekundarno, tercijarno i kvarterno. Taj sistem je bio isuviše uredan da bi potrajao i geolozi su ubrzo počeli da dodaju nove podele, eliminišući usput druge. Primarno i sekundarno su u potpunosti ispali iz upotrebe, dok su kvarterno neki odbacili, dok su ga drugi zadržati. Danas samo tercijarno ostaje svuda uobičajeno nai- menovanje, iako više ne predstavlja treće doba bilo čega.
Lajel je u svojim Principima uveo dodatne jedinice poznate kao epohe ili nizovi za pokrivanje pe- rioda od doba dinosaura, među kojima su pleistocen („najskorije”), pliocen („skorije”), miocen („osrednje skoro”) i prilično dražesno neodređen oligocen („malčice skoro”). Lajel je najpre name- ravao da koristi za završetak „-sinhrono”, i tako je davao tako nezgrapne nazive poput meizosinhrono i pleizosinhrono. Velečasni Vilijam Vevel, uticajan čovek, prigovorio je sa etimološkog stanovišta i sugerisao da se umesto toga koristi završetak „-ozno”, pa je smislio meionozno, pleionozno i tako da- lje. Završeci na „-cen” bili su, dakle, neka vrsta kompromisa.
U današnje doba, vrlo uopšteno govoreći, geološko vreme deli se na četiri velika komada poznata kao ere: prekambrijum, paleozoik (iz grčkog, što znači „stari život”), mezozoik („srednji život”) i ke- nozoik („skori život”). Te četiri ere se dalje dele na između deset i dvadeset podgrupa koje se obično nazivaju periodima, mada su ponekad poznate i kao sistemi. Većina njih je takođe relativno dobro po- znata; kreda, jura, trijas, silur i tako dalje.11
Onda su došle Lajelove epohe – pleistocen, miocen i tako dalje – koje se primenjuju na najsko- rijih (ali paleontološki veoma aktivnih) 65 miliona godina; i konačno imamo masu finijih potpodela poznatih kao faze ili doba. Većina ih se zove, uvek nezgrapno, po mestima: ilinojsko, demoinsko, kro- aksijsko, kimeridgovsko i tako dalje u tom stilu. Sve zajedno, po Džonu Makfiju, njih ima na „tuce desetina”. Na svu sreću, osim ako se ne odlučite za karijeru u geologiji, mala je verovatnoća da ćete ikada ponovo čuti za ma koje od njih.
Stvar koja dodatno zbunjuje jeste to što faze ili doba u Severnoj Americi imaju drugačije nazive od faza u Evropi i često se samo grubo ukrštaju s njima u vremenu. Otud severnoamerička sinsinatij- ska faza ponajviše odgovara ašgilijskoj fazi u Evropi, plus delić nešto ranije karadokijske faze.
Takođe, sve se to menja od udžbenika do udžbenika i od jedne osobe do druge, pa tako neki autori- teti opisuju sedam skorih epoha, dok se ostali zadovoljavaju sa četiri. Isto tako, u nekim knjigama na- ći ćete da su tercijarni i kvarterni period izbačeni i zamenjeni periodima različitih dužina koji se zo- vu paleogen i neogen. Drugi prekambrijum dele u dve ere, veoma staru arhejsku i skoriju, proterozo-
ik. Ponekad ćete, takođe, videti termin fanerozoik upotrebljen da se opiše razdoblje koje obuhvata ere kenozoika, mezozoika i paleozoika.
Štaviše, sve se to odnosi samo na jedinice vremena. Stene se dele na sasvim drugačije jedinice, poznate kao sistemi, serije i faze. Takođe se razlikuje kasno i rano (što se odnosi na vreme), te gornje i donje (što se odnosi na slojeve stena). Nekome ko nije stručnjak sve to može biti veoma zbunjujuće, ali za jednog geologa to može biti prava strast. „Video sam kako odrasli ljudi usplamte od besa zbog te metaforične milisekunde u istoriji života”, napisao je britanski paleontolog Ričard Forti u vezi s dugotrajnim sporom iz dvadesetog veka o tome gde leže granice između kambrijuma i ordovika.
Barem danas možemo staviti na sto i neke sofisticirane tehnike određivanja starosti. U najvećem delu devetnaestog veka geolozi nisu mogli da se oslone ni na šta drugo do na krajnje optimistično na- gađanje. Tada ih je frustrirala činjenica da mogu da poređaju razno stenje i fosile po dobima, ali poj- ma nemaju koliko je ijedno od tih doba trajalo. Kada je Baklend nagađao o starosti skeleta ihtiosaura, mogao je samo da sugeriše da je ovaj živeo pre oko „između deset hiljada (i) više od deset hiljada puta deset hiljada” godina.
Iako nije postojao pouzdani način da se odrede razdoblja, nije manjkalo ljudi voljnih da to poku- šaju. Najpoznatiji rani pokušaj izveden je 1650. godine kada je nadbiskup Džejms Ušer iz Irske crkve pažljivo proučio Bibliju i ostale istorijske izvore i zaključio, u zamašnoj knjizi s nazivom Anali Sta- rog zaveta, da je Zemlja stvorena u podne 23. oktobra 4004. pre nove ere, što je pretpostavka koja je od tada pa nadalje silno zabavljala istoričare i pisce udžbenika.12
Uzgred, postoji jedan uporan mit – koji se iznosi u mnogim ozbiljnim knjigama – o tome da su Ušerova gledišta dominirala naučnim uverenjima dobrano još u devetnaestom veku, te da je Lajel bio taj koji je sve raspravio. Stiven Džej Guld u Streli vremena navodi kao tipičan primer te zablude ovu rečenicu iz jedne knjige koja je bila popularna tokom osamdesetih godina dvadesetog veka: „Sve dok Lajel nije objavio svoju knjigu, većina mislilaca prihvatala je zamisao da je zemlja mlada.” U stvari, nije bilo tako. Kako Martin D. S. Radvik kaže: „Nijedan geolog bilo koje nacionalnosti čiji su rad ostali geolozi ozbiljno shvatali nije zastupao gledište o vremenskoj skali ograničenoj bukvalnom eg- zegezom Postanja.” Čak je i velečasni Baklend, pobožna duša onoliko koliko je to bilo moguće u de- vetnaestom veku, primetio da Biblija nigde ne ukazuje na to da je Bog stvorio Nebo i Zemlju prvog dana, već samo „u početku”. Taj početak, rezonovao je on, mogao je trajati „milionima i milionima godina.” Svi su se saglasili da je Zemlja prastara. Pitanje je bilo jednostavno: koliko prastara?
Jedna od boljih ranih zamisli o određivanju starosti planete potekla je od uvek pouzdanog Edmon- da Haleja, koji je 1715. god. sugerisao da biste, pod uslovom da podelite ukupnu količinu soli u mo- rima sveta sa količinom koja se svake godine doda, dobili broj godina postojanja okeana, na osnovu čega biste stekli neku predstavu o starosti Zemlje. Logika je bila privlačna, ali nažalost, niko nije znao koliko se soli nalazi u moru niti za koliko se količina soli svake godine uvećava, usled čega je eksperiment bio neizvodljiv.
Prvi pokušaj merenja koji se mogao nazvati iole naučnim izveo je Francuz Žorž-Luj Lekler, grof od Bufona, sedamdesetih godina osamnaestog veka. Dugo se već znalo da Zemlja ispušta značajne količine toplote – što je bilo očigledno svakome ko je ikad sišao u rudnik uglja – ali nije postojao nikakav način da se proceni stopa tog rasipanja. Bufonov eksperiment se sastojao od toga da zagreva sfere sve dok ne dođu u stanje belog usijanja, a potom meri stopu gubitka toplote dodirima (verovat- no isprva veoma lakim) dok su se hladile. Na osnovu toga je nagađao da je starost Zemlje negde iz- među 75.000 i 168.000 godina. Naravno, to je bilo krajnje potcenjivanje; ali je svejedno bila radi- kalna zamisao i Bufon je ustanovio da mu preti ekskomunikacija zbog toga što ju je izrazio. Kao prak- tičan čovek, smesta se izvinio za tu nepromišljenu jeres, a potom bezbrižno ponovio procene u svojim
naknadnim spisima.
Sredinom devetnaestog veka većina učenih ljudi smatrala je da je Zemlja u najmanju ruku stara ne- koliko miliona godina, možda čak i desetine miliona godina, ali verovatno ne više od toga. Zato je kao iznenađenje došla objava Čarlsa Darvina u knjizi O poreklu vrsta iz 1859. god. da je za završetak geoloških procesa koji su stvorili Vild, oblast u južnoj Engleskoj koja se prostire kroz Kent, Sari i Saseks, po njegovim proračunima trebalo 306.662.400 godina. Ta procena bila je izuzetna delimično zbog toga što je bila tako neodoljivo određena, ali još više zato što se smelo suprotstavila prihvaće- nom stanovištu o starosti Zemlje.13 Ona se pokazala toliko izazovnom da je Darvin zahvaljujući njoj izvukao i treće izdanje knjige. Problem koji je ležao u srži ipak je ostao. Darvinu i njegovim prijate- ljima geolozima bilo je potrebno da Zemlja bude stara, ali niko nije mogao da smisli način da to do- kaže.
* * *
Na nesreću po Darvina, baš kao i po progres, za to pitanje zainteresovao se veliki lord Kelvin (koji je tada, Lako nesumnjivo velik, još bio obični Vilijam Tomson; plemić će postati tek 1892, u svojoj šezdeset osmoj godini i pri kraju karijere, ali ja ću ovde poštovati običaj da se njegovo ime koristi retroaktivno). Kelvin je bio jedan od najneobičnijih likova u devetnaestom veku – zapravo, u bilo kom veku. Nemački naučnik Herman fon Helmholc, koji ni sam nije bio intelektualni lenjivac, napi- sao je da Kelvin poseduje nadaleko najveću „inteligenciju i lucidnost, te pokretljivost misli” među svim ljudima koje je ikada upoznao. „Ponekad sam se kraj njega osećao krajnje drveno”, dodao je, donekle potišteno.
Taj sentiment se da razumeti, jer Kelvin je zaista bio neka vrsta viktorijanskog Supermena. Rođen je 1824. u Belfastu, kao sin profesora matematike sa Kraljevskog akademskog instituta, koji je ubrzo potom premešten u Glazgov. Tamo se ispostavilo da je Kelvin toliki talenat da je primljen na Gla- zgovski univerzitet u krajnje nežnom uzrastu, kao desetogodišnjak. Kada je došao do svojih ranih dvadesetih godina, studirao je u Londonu i Parizu, diplomirao u Kembridžu (gde je osvojio prve na- grade univerziteta za veslanje i matematiku, a nekako je našao vremena i da osnuje muzičko društvo), izabrali su ga za člana Piterhausa i napisao je (na francuskom i engleskom) desetak radova iz čiste i primenjene matematike koji su bili toliko zapanjujuće originalni da je morao anonimno da ih objavi iz straha da ne postidi one koji su mu bili nadređeni. Sa dvadeset dve godine vratio se u Glazgov i po- stao profesor prirodne filozofije, da bi na tom mestu ostao sledeće pedeset tri godine.
Tokom duge karijere (živeo je do 1907. i navršio osamdeset tri godine) napisao je 661 rad, naku- pio šezdeset devet patenata (zahvaljujući kojima se veoma obogatio) i stekao priznanja u gotovo svim ograncima fizičkih nauka. Između mnogih drugih stvari, predložio je metod koji je doveo direktno do izuma rashlađivanja, smislio skalu apsolutne temperature koja još nosi njegovo ime, izumeo sprave za pojačavanje signala zahvaljujući kojima su telegrami mogli da se šalju preko okeana, te uneo broj- na poboljšanja u plovidbu i navigaciju tako što je izumeo popularni pomorski kompas i stvorio prvi dubinski sonar. A to su bila samo njegova praktična dostignuća.
Njegov teorijski rad u elektromagnetizmu, termodinamici i talasnoj teoriji svetlosti bio je jednako revolucionaran.14 On je imao samo jedan propust, a to je bio neuspeh da tačno izračuna starost Ze- mlje. To pitanje obuzelo je dobar deo druge polovine njegove karijere, ali on se nikada nije ni pribli- žio njegovom ispravnom odgovoru. Prvi njegov pokušaj, 1862. godine u jednom članku za popularni časopis zvani Makmilijan, sugerisao je da je Zemlja stara 98 miliona godina, ali je oprezno dopuštao mogućnost da ta brojka bude i samo 20 miliona godina, ili čak svih 400 miliona. Krajnje čestito, pri-
znao je da njegovi proračuni mogu biti pogrešni ako su „izvori koji su nam sada nepoznati pripre- mljeni u velikom skladištu stvaranja” – ali bilo je jasno da je to smatrao malo verovatnim.
Sa protokom vremena, Kelvin će biti sve određeniji u svojim pretpostavkama, i sve netačniji. Ne- prestano je revidirao procene naniže, od maksimalnih 400 miliona godina na 100 miliona godina, za- tim na 50 miliona godina i konačno, 1897. godine, na samo 24 miliona godina. Kelvin nije bio tvrdo- glav. Jednostavno, u fizici nije postojalo ništa što bi moglo da objasni kako jedno nebesko telo poput Sunca može da neprekidno gori duže od najviše nekoliko desetina miliona godina, a da ne iscrpi svo- je gorivo. Stoga, dalo se zaključiti da su Sunce i njegove planete relativno, ali neizbežno, mladi.
Problem je bio u tome što su gotovo svi fosilni dokazi protivrečili tome, a u devetnaestom veku se najednom pojavilo mnogo fosilnih dokaza.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
6
Nauka krvavih zuba i kandži
Godine 1787. neko je u Nju Džerziju – izgleda da je sada zaboravljeno ko je to tačno bio – prona- šao ogromnu butnu kost koja je štrčala iz obale rečice kod mesta zvanog Vudberi Krik. Kost očigled- no nije pripadala nijednoj živoj vrsti, pogotovo ne u Nju Džerziju. Prema ono malo stvari koje su sa- da poznate, smatra se da je ta kost pripadala hadrosauru, krupnom dinosauru sa pačjim kljunom. U to vreme, za dinosaure se nije znalo.
Kost su poslali doktoru Kasparu Vistaru, vodećem anatomu u zemlji, koji ju je te jeseni opisao na sastanku Američkog filozofskog društva u Filadelfiji. Nažalost, Vistar je u potpunosti propustio da prepozna značaj te kosti i samo je izneo nekoliko opreznih i nenadahnutih primedaba koje su značile da je kost baš pozamašna. Tako je propustio priliku da pola veka pre svih ostalih otkrije dinosaure. Zaista, kost je izazvala tako malo interesovanja da je smeštena u spremište, odakle je na kraju sasvim nestala. I tako je prva pronađena kost dinosaura ujedno bila i prva izgubljena.
To što kost nije privukla veće interesovanje prilično zbunjuje, jer se pojavila u vreme kada je Amerika zapenila od uzbuđenja zbog ostataka velikih drevnih životinja. Uzrok te zapenjenosti bila je neobična tvrdnja velikog francuskog prirodnjaka grofa od Bufona – onog sa zagrejanim sferama iz prethodnog poglavlja – da su živa stvorenja u Novom svetu gotovo u svakom pogledu inferiorna u odnosu na ona iz Starog sveta. Amerika je, napisao je Bufon u svojoj ogromnoj i veoma cenjenoj Hi- stoire naturelle (Prirodnoj istoriji), bila zemlja stajaće vode, neplodnog tla, sitnih i tromih životinja konstitucije oslabljene „smradnim isparenjima” koja su se dizala iz trulih močvara i suncem neoba- sjanih šuma. U takvom okruženju čak je i domorocima Indijancima nedostajalo muževnosti. „Oni ne- maju bradu niti telesne malje”, mudro je otkrio Bufon, „kao ni želju za ženama.” Njihovi organi za razmnožavanje bili su „mali i slabašni”.
Bufonova zapažanja naišla su na iznenađujuće revnosnu podršku među drugim piscima, naročito među onima čije zaključivanje nije bilo komplikovano stvarnim poznavanjem zemlje. Holanđanin Kornej de Pauv objavio je u popularnom delu pod naslovom Recherches philosophiques sur les americains da su muškarci američkih domorodaca ne samo reproduktivno neugledni, već da su „tako malo muževni da imaju mleko u grudima”. Takva gledišta bila su neverovatno dugotrajna i mogla su se zateći u evropskim tekstovima, u ponavljanjima ili odjecima, sve do pred kraj devetnaestog veka.
Nimalo začuđujuće, takve klevete dočekane su u Americi na nož. Tomas Džeferson je sročio besan (i, ukoliko se ne razume kontekst, potpuno zbunjujući) odgovor u svojim Beleškama o državi Virdži- niji, te nagovorio svog prijatelja iz Nju Hempšira, generala Džona Salivena, da pošalje dvadeset voj- nika u šume na severu kako bi pronašli mužjaka losa i poklonili ga Bufonu ne bi li dokazali koliko su američki četvoronošci stasiti i veličanstveni. Ljudima je trebalo dve nedelje da pronađu odgovaraju- ći subjekt. Nažalost, kada je los ulovljen, nedostajali su mu impozantni rogovi kakve je Džeferson za- htevao, ali Saliven je uviđavno dodao i rogove losa ili jelena sa sugestijom da mu se oni prikače. Najzad, ko će u Francuskoj imati pojma o tome?
U međuvremenu, u Filadelfiji – Vistarovom gradu – prirodnjaci su počeli da montiraju kosti
džinovskog stvorenja nalik na slona, koje je najpre bilo poznato kao „veliki američki inkognitum”, ali je kasnije identifikovano, ne baš sasvim korektno, kao mamut. Prva od tih kostiju otkrivena je u mestu zvanom Big Boun Lik u Kentakiju, ali ubrzo su i ostale počele da niču na sve strane. Činilo se da je Amerika nekada bila dom jednog zaista kabastog stvorenja – koje bi svakako opovrglo budalaste galske rasprave.
U svojoj revnosti da pokažu inkognitumovu veličinu i žestinu, američki prirodnjaci su se izgleda malčice zaneli. Preterali su u proceni njegove veličine sa faktorom šest i podarili mu zastrašujuće kandže, koje su zapravo pripadale Megaloniksu, ili džinovskom kopnenom lenjivcu, pronađenom u blizini. Zaista izvanredno, ubedili su sebe da je životinja posedovala „agilnost i žestinu tigra” i na ilustracijama su je prikazali kako mačje graciozno skače na plen sa stena. Kada su otkrivene kljove, strpane su životinji u glavu na bezbroj inovativnih načina. Jedan restaurator je ušrafio kljove naopa- ko, kao očnjake sabljozubog tigra, što je životinji podarilo zadovoljavajuće agresivan aspekt. Drugi je aranžirao kljove tako da su se povijale unazad zbog privlačne teorije da je biće bilo vodeno i da ih je koristilo kako bi se ukotvilo kraj drveća dok je dremalo. Međutim, najpristojnija tvrdnja vezana za inkognituma bila je da je on izgleda izumro – i tu činjenicu je Bufon veselo prigrabio kao dokaz nje- gove neporecivo degenerativne prirode.
Bufon je umro 1788, ali kontroverza se nastavila. Godine 1795. odabrane kosti su otputovale za Pariz, gde ih je pregledala paleontološka zvezda u usponu, mlađani aristokrata Žorž Kivije. Kivije je već opsenjivao ljude svojim genijalnim darom da od gomile rasparčanih kostiju stvori prikladne oblike. Pričalo se da on može da opiše izgled i prirodu neke životinje na osnovu jednog jedinog zuba ili dela vilice, a često i da podari vrsti i rodu ime, pride. Shvativši da niko u Americi nije pomislio da napiše formalni opis glomazne zveri, Kivije je to učinio, te ju je tako zvanično i otkrio. Nazvao ju je mastodon (što znači, donekle neočekivano, „bradavičasti zubi”).
Nadahnut kontroverzom, Kivije je 1796. napisao značajan rad, Belešku o vrstama živih ifosilnih slonova, gde je prvi put izneo formalnu teoriju o izumiranju. On je smatrao da je Zemlja s vremena na vreme trpela globalne katastrofe u kojima su grupe živih bića bivale zbrisane. Kod religioznih ljudi, među koje je spadao i sam Kivije, ta zamisao je izazivala neprijatne implikacije jer je ukazivala na nepouzdanu nehajnost što ste Proviđenja tiče. Zbog čega bi Bog stvarao vrste samo da bi ih kasnije zbrisao? Ta zamisao bila je u suprotnosti sa verovanjem u Veliki lanac bivstva, po kojem je svet bio brižljivo uređen i svako živo biće u njemu imalo svoje mesto i svrhu, kako od pamtiveka, tako i za ubuduće. Džeferson prvi nije mogao da podnese pomisao da je čitavim vrstama bilo dozvoljeno da nestanu (ili, kad smo već kod toga, da evoluiraju). I zato, kada mu je predočeno da bi možda bilo od naučnog i političkog značaja da se jedna grupa pošalje da istraži unutrašnjost Amerike iza Misisipija, on je prigrlio tu zamisao u nadi da će neustrašivi avanturisti pronaći krda zdravih mastodona i drugih povelikih stvorenja kako pasu u plodnim ravnicama. Džefersonov lični sekretar i pouzdani prijatelj Meriveder Luis odabran je da bude jedan od vođa ekspedicije, zajedno sa Vilijamom Klarkom, glav- nim prirodnjakom. Osoba odabrana da ga savetuje šta da traži kad su u pitanju žive i mrtve životinje bio je niko drugi do Kaspar Vistar.
Iste godine – u stvari, istog meseca – kada je proslavljeni aristokrata Kivije iznosio svoje teori- je o izumiranju u Parizu, s druge strane Lamanša jedan dosta manje poznati Englez uvideo je vrednost fosila, što je imalo veoma dugotrajne posledice. Vilijam Smit je bio mladi nadzornik izgradnje So- mersetskog kanala za ugalj. Dana 5. januara 1796, sedeo je uveče u kafani za kočijaše u Somersetu i zapisao zamisao zahvaljujući kojoj će na kraju postati tako ugledan. Da bi se stenje tumačilo, mora postojati neko sredstvo korelacije, osnova za to da tvrdite da je karbonsko stenje iz devona mlađe od kambrijskog stenja iz Velsa. Smitova pronicljivost potvrdila se time što je shvatio da je odgovor u fo-
silima. Sa svakom promenom u sloju kamena izvesne vrste fosila nestajale su, dok su druge prenoše- ne na sledeće nivoe. Ako zapazite koje se vrste pojavljuju u kom sloju, moći ćete da ustanovite rela- tivnu starost stena gde god da se one pojave. Koristeći znanje koje je stekao kao geometar, Smit je smesta počeo da pravi mapu slojeva britanskih stena, koja će biti objavljena posle mnogo muka 1815. i postati kamen temeljac savremene geologije. (Ta priča je iscrpno ispripovedana u popularnoj knjizi Sajmona Vinčestera Mapa koja je promenila svet.)
Nažalost, posle te zamisli, Smit se začudo uopšte nije zapitao zbog čega su stene postavljene baš tako. „Okanio sam se razmišljanja o poreklu slojeva i zadovoljio se saznanjem da je to prosto tako”, zapisao je on. „Pitanja o uzrocima i poreklu ne spadaju u domen jednog istraživača minerala.”
Smitovo otkriće vezano za slojeve doprinelo je još većoj moralnoj zbrci povodom pitanja izumi- ranja. Za početak, potvrdilo ;e da je Bog uništavao živa bića ne povremeno, već iznova i iznova. Zbog toga je izgledao krajnje nemaran i neobično neprijateljski nastrojen. Takođe, nekonvencionalno, ukazala se neophodnost da se objasni zbog čega su neke vrste bile zbrisane dok su druge bez ometa- nja nastavile da postoje u nastupajućim eonima. Očigledno, izumiranje vrsta nije se moglo objasniti samo jednim Nojevim potopom, kako se nazivala biblijska poplava. Kivije je to pitanje razrešio na sopstveno zadovoljstvo sugestijom da se Postanje odnosi samo na najskoriju poplavu. Bog, izgleda, nije želeo da ometa ili zabrinjava Mojsija vestima o ranijem, nevažnom izumiranju vrsta.
I tako, na samom početku devetnaestog veka, fosili su poprimili izvestan, neizbežan značaj, zbog čega je Vistarov propust da uvidi značaj njegove kosti dinosaura još žalosniji. U svakom slučaju, ko- sti su iznenada počele da niču na sve strane. Amerikanci su dobili još nekoliko prilika da sebi pripišu otkriće dinosaura, ali sve te prilike bile su protraćene. Godine 1806. ekspedicija Luisa i Klarka pro- šla je kroz planinsku formaciju Hel Krik u Montani, oblast gde će se lovci na fosile kasnije bukvalno saplitati o kosti dinosaura usađene u stene, ali to nisu ni na koji način iskoristili. Druge kosti i fosilni tragovi pronađeni su u rečnoj dolini Konektikata u Novoj Engleskoj pošto je seljače po imenu Plajnus Mudi uočilo prastare tragove na stenovitoj izbočini u Južnom Hedliju, u Masačusetsu. Neki od njih su makar opstali – posebno kosti anhiosaura, koje se nalaze u zbirci muzeja Pibodi u Jejlu. Pronađene 1818. godine, to su bile prve ispitane i sačuvane kosti dinosaura, ali nažalost nisu prepoznate kao ta- kve sve do 1855. Iste te 1818. godine umro je Kaspar Vistar, ali stekao je neku vrstu neočekivane be- smrtnosti kada je botaničar Tomas Nutal po njemu nazvao ljupku puzavicu. Izvesni botanički čistunci još insistiraju na tome da se njeno ime – vistarija – piše sa početnim slovom w.
* * *
U to vreme, međutim, zamah paleontologije preselio se u Englesku. Godine 1812, kod Lajm Redžisa na dorsetskoj obali, jedno izuzetno dete po imenu Meri Ening – staro jedanaest, dvanaest ili trinaest godina, u zavisnosti od izvora koji koristite – pronašlo je neobično fosilno morsko čudovište dugač- ko preko pet metara, sada poznato kao ihtiosaur, u strmim i opasnim liticama duž Engleskog kanala.
Bio je to početak jedne sjajne karijere. Eningova će sledećih trideset pet godina sakupljati fosile i prodavati ih posetiocima. (Opšte je gledište da je ona izvor čuvene brzalice „Ona prodaje školjke na morskoj obali”.)15 Otkrila je i prvog pleziosaura, još jedno morsko čudovište, kao i jednog od prvih pterodaktila. Iako tehnički nijedno od tih bića nije bilo dinosaur, to tada nije bilo mnogo važno zato što niko još nije znao šta je zapravo dinosaur. Bilo je dovoljno shvatiti da je svet ranije poznavao ži- va bića zapanjujuće drugačija od svega što bismo sada mogli pronaći.
Nije samo u pitanju bilo to što je Eningova uspešno uočavala fosile – iako u tome nije imala premca – već i to što je umela da ih krajnje obazrivo izvučene nanoseći im nikakva oštećenja. Ako
ikada budete u prilici da posetite dvoranu drevnih morskih reptila u Muzeju prirodnjačke istorije u Londonu, svakako to iskoristite, pošto ne postoji drugi način da uvažite razmere i lepotu onoga što je ta mlada žena postigla radeći praktično bez ikakve pomoći, najoskudnijim mogućim alatom, u gotovo nemogućim uslovima. Samo za pleziosaura bilo joj je potrebno deset godina strpljivog iskopavanja. Iako nije obučavana za to, Eningova je bila u stanju i da izradi veoma kompetentne crteže i opise za izučavaoce. Ali i pored svih tih njenih veština, značajna otkrića bila su retka i ona je najveći deo ži- vota provela u znatnoj nemaštini.
Teško je pronaći zapostavljeniju osobu u istoriji paleontologije od Meri Ening, ali zapravo posto- jala je jedna koja joj se bolno približila. Bio je to Gidion Aldžernon Mantel, seoski lekar iz Saseksa. Mantel je bio štrkljast i imao je silne mane – bio je uobražen, zaokupljen samim sobom, nadmen, zapostavljao je porodicu – ali nikada nije postojao veći zaljubljenik u amatersku paleontologiju od njega. Osim toga, imao je sreće što mu je žena bila odana i pronicljiva. Godine 1822, prilikom njego- ve kućne posete jednom bolesniku u seoskim predelima Saseksa, gospođa Mantel je otišla da se pro- šeta obližnjim sokakom i pronašla u gomili otpadaka ostavljenih za punjenje rupa neobičan pred- met – zakrivljeni mrki kamen, otprilike veličine omanjeg lešnika. Pošto je znala da se njen muž zani- ma za fosile i pošto je pomislila da bi to mogao biti jedan od njih, ona mu je taj predmet odnela. Mantel ga je smesta prepoznao kao fosilni zub i nakon letimičnog proučavanja postao je siguran da je poticao od neke životinje koja je bila biljojed, reptil, izuzetno krupna – dužine više metara – i iz perioda krede. Bio je u pravu u svemu tome; ali to su bili smeli zaključci, pošto ništa nalik tome rani-
je nije bilo ni viđeno ni izmišljeno.
Svestan da bi njegovo otkriće moglo da u potpunosti preokrene ono što se znalo o prošlosti, uz podsticaje prijatelja, velečasnog Vilijama Baklenda – onoga što je nosio odore i rado eksperimenti- sao – da oprezno nastavi, Mantel je posvetio tri godine minucioznog rada traganju za dokazima koji će podržati njegove zaključke. Poslao je zub Kivijeu u Pariz da bi dobio njegovo mišljenje, ali veliki Francuz je to pripisao nilskom konju. (Kivije se kasnije galantno izvinio zbog te, njemu nesvojstvene greške.) Jednog dana, dok je istraživao u Hanterovom muzeju u Londonu, Mantel se upustio u razgo- vor sa kolegom istraživačem koji mu je rekao da taj zub veoma liči na zube životinja koje je on izuča- vao, na zube južnoameričkih iguana. Žurno upoređivanje potvrdilo je tu sličnost. I tako je Mantelovo stvorenje postalo iguanodon, po tropskom gušteru koji se izležava na suncu, sa kojim ni na koji način nije bilo povezano.
Mantel je pripremio rad za izlaganje u Kraljevskom društvu. Nažalost, ispostavilo se da je drugi dinosaur pronađen u jednom kamenolomu u Oksfordširu i da ga je upravo formalno opisao – veleča- sni Baklend, isti onaj koji ga je ubeđivao da ne žuri s radom. Bio je to megalosaur, a to ime je Ba- klendu zapravo predložio doktor Džejms Parkinson, njegov prijatelj, budući radikal po kome je Par- kinsonova bolest dobila ime. Prisetićemo se da je Baklend prevashodno bio geolog i to je i pokazao u svom radu na megalosauru. U svom izveštaju za zbornik Radovi Londonskog geološkog društva, primetio je da zubi tog stvorenja nisu bili direktno spojeni sa viličnom kosti, kao u guštera, već ugla- vljeni u duplje, kao u krokodila. Ali, iako je to primetio, Baklend je propustio da shvati šta to zapra- vo znači: naime, da je megalosaur sasvim nova vrsta stvorenja. Opet, iako je njegov izveštaj iskazao malo oštrine ili pronicljivosti, bio je to prvi objavljeni opis jednog dinosaura – tako da je zasluga za otkriće te drevne grupacije živih bića pripala Baklendu, umesto Mantelu koji je to daleko više za- služio.
Nesvestan toga da će mu život do kraja biti obeležen razočaranjima, Mantel je nastavio da traga za fosilima – pronašao je još jednog džina, hileosaura, godine 1833 – dok je druge kupovao od ze- mljoradnika i radnika u kamenolomima sve dok nije sakupio verovatno najveću zbirku fosila u Brita-
niji. Mantel je bio odličan lekar i jednako nadareni lovac na kosti, ali nije bio u stanju da održi oba svoja talenta. Kako je rasla njegova kolekcionarska manija, sve je više zapostavljao medicinsku praksu. Ubrzo su mu fosili ispunili gotovo čitavu kuću u Brajtonu i pojeli najveći deo njegovih priho- da. Dobar deo ostatka otišao je na finansiranje objavljivanja knjiga koje su samo malobrojni želeli da poseduju. Ilustracije geologije Saseksa, objavljene 1827. godine, prodale su se samo u pedeset pri- meraka i olakšale mu džep za 300 funti – što je u to vreme bila neprijatno velika suma.
Donekle očajan, Mantel je došao na zamisao da pretvori kuću u muzej i da naplaćuje ulaz, ali je zatim prekasno shvatio da bi takav plaćenički čin upropastio njegov džentlmenski, a kamoli naučni ugled – pa je dozvolio ljudima da mu dolaze u kuću besplatno. Bilo ih je na stotine, nedelju za nede- ljom, i ometali su mu i praksu i život u kući. Na kraju je bio primoran da proda najveći deo zbirke ka- ko bi otplatio dugove. Nešto kasnije, žena ga je napustila i povela njihovo četvoro dece sa sobom.
Začudo, njegove nevolje tek su započele.
* * *
U oblasti Sidenem u južnom Londonu, na mestu zvanom Kristal Palas Park, stoji neobičan i zabora- vljeni prizor: grupa prvih modela dinosaura u prirodnoj veličini. Danas tamo odlaze samo malobroj- ni, ali nekada je to bila najpopularnija londonska atrakcija – praktično, kako je primetio Ričard For- ti, bio je to prvi svetski tematski park. Veliki broj modela nije strogo korektan. Iguanodonu je kandža stavljena na nos, kao neka vrsta šiljka, i on stoji na četiri stamene noge, tako da izgleda kao prilično zdepasti i nezgrapno prerasli pas. (Kada je bio živ, iguanodon nije čučao na sve četiri, već je bio dvonožac.) Kada ih sada pogledate, teško da biste pomislili da su te neobične i glomazne zveri izazi- vale veliku pizmu i ogorčenje, ali jesu. Možda ništa u prirodnjačkoj istoriji nije bilo u središtu žešćih i trajnijih mržnji kao grupa drevnih zveri poznatih kao dinosauri.
U vreme izgradnje modela dinosaura Sidenem se nalazio na rubu Londona i njegov prostrani park smatran je idealnim mestom za ponovno podizanje čuvenog Kristal Palasa, građevine od stakla i live- nog gvožđa koja je bila centralni eksponat Velike izložbe 1851. godine, i po kojoj je novi park, pri- rodno, dobio ime. Dinosauri, napravljeni od betona, bili su neka vrsta dodatne atrakcije. U novogodi- šnje veče 1853. godine, u nedovršenom iguanodonu održana je slavna večera za dvadeset jednog istaknutog naučnika. Gidion Mantel, čovek koji je pronašao i identifikovao iguanodona, nije bio među njima. Osoba u čelu stola bila je najveća zvezda mlade nauke paleontologije. Ime te zvezde bilo je Ričard Oven i on je do tada već posvetio nekoliko plodnih godina tome da pakleno zagorča život Gi- dionu Mantelu.
Oven je odrastao u Lankasteru, na severu Engleske, gde je studirao za lekara. Bio je rođeni anatom i toliko se posvetio studijama da ;e ponekad neovlašćeno pozajmljivao udove, organe i druge delove leševa i nosio ih kući da ih secira na miru. Jednom, dok je nosio džak sa glavom crnog afričkog mor- nara koju je upravo odsekao, Oven se okliznuo na vlažnoj kaldrmi i ostao da užasnuto posmatra kako glava odskakuje od njega niz ulicu, pa kroz otvoreni ulaz neke kućice, gde je završila u glavnom salo- nu. Možemo samo da zamislimo šta su ukućani imali da kažu kada su ustanovili da im se odsečena glava dokotrljala do nogu. Da se pretpostaviti da nisu došli do bogzna kako pametnog zaključka kada je, trenutak kasnije, natovareni mladić dojurio unutra, bez reči uzeo glavu i izjurio natrag.
Godine 1825, kada je imao samo dvadeset jednu godinu, Oven se preselio 11 London i ubrzo za- tim angažovao ga je Kraljevski hirurški koledž da pomogne u organizaciji njegove iscrpne ali neure- đene zbirke medicinskih i anatomskih uzoraka. Većinu je toj instituciji ostavio Džon Hanter, istaknuti hirurg i neumorni kolekcionar medicinskih kurioziteta, ali oni nikada nisu bili katalogizovani niti or-
ganizovani, mahom zbog toga što su papiri koji su objašnjavali značaj svakog od njih nestali ubrzo posle Hanterove smrti.
Oven se brzo istakao zahvaljujući svom smislu za organizaciju i dedukciju. Istovremeno se poka- zao kao nenadmašan anatom sa instinktima za rekonstrukciju gotovo ravnim velikom Kivijeu u Parizu. Postao je takav stručnjak za anatomiju životinja da je dobio pravo preče kupovine svake životinje ko- ja bi uginula u londonskim zoološkim vrtovima, te su ih obavezno dopremali njegovoj kući da ih pre- gleda. Jednom se njegova žena vratila kući i zatekla sveže uginulog nosoroga u predsoblju. Oven je ubrzo postao vodeći stručnjak za sve vrste životinja, živih i izumrlih – od kljunara, bodljikavih pra- sića-mravojeda i drugih tek otkrivenih torbara do zlosrećnog dodoa i izumrlih džinovskih ptica zva- nih moe, koje su tumarale Novim Zelandom sve dok ih Maori nisu sve pojeli. On je prvi opisao arhe- opteriksa, kada je pronađen u Bavarskoj 1861. godine, i prvi je napisao formalni epitaf za dodoa. Sveukupno, napisao je oko šest stotina anatomskih radova, što je veoma obilan rezultat.
Ali Oven se pamti po radu na dinosaurima. On je skovao naziv dinosauria godine 1841. To znači
„strašni gušter” i začudo, veoma je neprikladno ime. Kao što sada znamo, dinosauri nisu svi bili stra- šni – neki jedva da su bili veći od zeca i verovatno su bili krajnje plašljivi – a svakako nisu bili gušteri, koji u stvari potiču od mnogo starije loze (za trideset miliona godina). Oven je bio sasvim svestan toga da su stvorenja bila reptilska i imao je na raspolaganju savršeno dobru grčku reč, herpe- ton, ali iz nekog razloga, odlučio je da je ne upotrebi. Druga greška, koju mu je lakše oprostiti (ako se ima u vidu tadašnja oskudica u uzorcima) bio je propust da primeti da dinosauri čine ne jedan, već dva reda reptila: pticolike ornitishije i gušterolike saurishije.
Oven nije bio privlačna osoba, ni pojavom, ni temperamentom. Na fotografiji iz kasnih srednjih godina izgleda suvonjavo i zlokobno, kao kakav zlikovac iz viktorijanske melodrame, sa dugom, mli- tavom kosom i iskolačenim očima – takvim licem se plaše deca. Ponašao se hladno i naredbodavno i nije imao skrupula kad je u pitanju bilo ostvarenje njegovih ambicija. Bio je jedina poznata osoba koju je Čarls Darvin ikada mrzeo. Čak je i Ovenov sin (koji se ubrzo zatim ubio) pominjao očevu
„žalosnu hladnoću srca”.
Njegov nesumnjivi dar na polju anatomije dopuštao mu je da se izvlači i posle najbezobraznijih nepoštenih postupaka. Godine 1857. prirodnjak T. H. Haksli prelistavao je novo izdanje Čerčilovog medicinskog leksikona kada je primetio da je Oven naveden kao profesor uporedne anatomije i fizio- logije na Državnom rudarskom fakultetu, što je Hakslija prilično iznenadilo, jer je on zauzimao taj položaj. Kada je upitao kako je kod Čerčila mogla da se pojavi tako fundamentalna greška, rečeno mu je da im je tu informaciju dao lično dr Oven. Kolega prirodnjak po imenu Hju Falkoner je, u među- vremenu, uhvatio Ovena da je sebi pripisao jedno njegovo otkriće. Drugi su ga optužili da je pozaj- mljivao uzorke, a potom poricao da je to učinio. Oven se grdno posvađao sa kraljičinim zubarom u vezi s tim kome pripada zasluga za teoriju u fiziologiji zuba.
On je bez oklevanja progonio svakoga ko mu se nije dopadao. Početkom karijere, Oven je iskori- stio svoj uticaj u Zoološkom društvu da osujeti mladića koji se zvao Robert Grant i čiji je jedini zlo- čin bilo to što je mnogo obećavao na polju anatomije. Grant se zapanjio kada je iznenada ustanovio da mu je uskraćen pristup anatomskim uzorcima koji su mu bili potrebni za istraživanja. Pošto nije mogao da se bavi svojim radom, razumljivo obeshrabren, on je potonuo u anonimnost.
Ali niko nije više trpeo od Ovenove zlonamerne pažnje nego zlosrećni i sve tragičniji Gidion Mantel. Pošto je ostao bez žene, dece, lekarske prakse i najvećeg dela zbirke fosila, Mantel se prese- lio u London. Tamo je 1841 – što je bila sudbonosna godina, kada će Oven steći najveću slavu zbog imenovanja i identifikovanja dinosaura – Mantel doživeo strašnu nesreću. Dok je kočijom prelazio preko Klapam Komona, nekako je ispao sa sedišta, upetljao se u uzde, pa su ga uspaničeni konji od-
vukli po hrapavom tlu. Posle te nesreće ostao je pogrbljen, osakaćen i u hroničnim bolovima, sa ošte- ćenjima kičme koja se nisu dala zalečiti.
Iskoristivši Mantelovo urušeno zdravlje, Oven se dao na sistematsko izbacivanje njegovih dopri- nosa iz zvaničnih podataka, preimenovanjem vrsta kojima je Mantel godinama ranije dao imena i pri- svajanjem zasluga za njihovo otkriće. Mantel je i dalje pokušavao da se bavi originalnim istraživanji- ma, ali Oven je iskoristio svoj uticaj u Kraljevskom društvu kako bi obezbedio da najveći broj njego- vih radova bude odbačen. Godine 1852, nesposoban da dalje trpi bol ili šikaniranje, Mantel je sebi oduzeo život. Njegova deformisana kičma je izvađena i dostavljena Kraljevskom hirurškom koledžu gde je – eto vam sada ironije – poverena na brigu Ričardu Ovenu, direktoru Hanterovog muzeja na koledžu.
Ali s uvredama nije još bilo sasvim gotovo. Ubrzo posle Mantelove smrti, u Književnom glasniku se pojavila upadljivo nemilosrdna čitulja. U njoj je Mantel opisan kao osrednji anatom čiji su skrom- ni doprinosi paleontologiji bili ograničeni na „nedostatak egzaktnog znanja”. Čitulja mu je oduzela čak i otkriće iguanodona i pripisala ga umesto toga Kivijeu i Ovenu, između ostalih. Iako čitulja nije bila potpisana, stil je bio Ovenov i niko u svetu prirodnih nauka nije posumnjao u njegovo autorstvo.
Međutim, u to vreme su Ovena počeli da pristižu sopstveni gresi. Njegov pad započeo je kada je komisija Kraljevskog društva – komisija kojoj je on slučajno predsedavao – odlučila da mu dodeli svoju najveću počast, Kraljevsku medalju, za rad koji je napisao o izumrlom mekušcu zvanom belem- nit. „Međutim”, kao što Debora Kedberi zapaža u svojoj izvrsnoj istoriji tog razdoblja, Strašni gušter,
„taj rad i nije bio toliko originalan koliko se na prvi pogled činilo.” Belemnita je, kako se ispostavi- lo, četiri godine ranije otkrio prirodnjak amater zvani Čening Pirs, i to otkriće bilo je predmet iscrp- nog izveštaja na sastanku Geološkog društva. Oven je prisustvovao tom sastanku, ali nije to pomenuo kada je izveštaj predstavio kao svoj u Kraljevskom društvu – pri čemu je, nimalo slučajno, stvore- nje prekrstio u Belemnites owenii u sopstvenu čast. Iako je Ovenu bilo dozvoljeno da zadrži Kraljev- sku medalju, ta epizoda ostavila je stalnu mrlju na njegovom ugledu, čak i među njegovih nekoliko preostalih navijača.
Na kraju je Haksli uspeo da Ovenu uradi ono što je ovaj uradio brojnim drugim ljudima: izdej- stvovao je da bude izglasano njegovo isključenje iz Zoološkog i Kraljevskog društva. Da bi komple- tirao osvetu, Haksli je postao novi Hanterov profesor na Kraljevskom hirurškom koledžu.
Oven se više nikada nije bavio važnim istraživanjima, ali druga polovina njegove karijere bila je posvećena jednom neospornom cilju za koji mu svi možemo biti zahvalni. Godine 1856. on je postao šef Odseka za prirodnjačku istoriju u Britanskom muzeju, i u tom svojstvu bio je zamajac stvaranja Londonskog muzeja prirodnjačke istorije. Veliko i toliko voljeno gotsko zdanje elita u Južnom Ken- singtonu, otvoreno 1880. godine, gotovo u potpunosti je testament njegove vizije.
Pre Ovena, muzeji su bili građeni prvenstveno da bi ih koristila i u njima se obrazovala elita, a čak ni ona nije mogla tamo lako da pristupi. U prvim danima Britanskog muzeja, budući posetioci morali su da podnesu pisani zahtev i budu podvrgnuti kratkom razgovoru kako bi se ustanovilo da li su uopšte podobni da budu primljeni. Onda su morali da dođu ponovo i preuzmu kartu – naravno, pod uslovom da su dobro prošli na razgovoru – i konačno, da se vrate treći put da bi pogledali mu- zejsko blago. Čak i tada su ih na brzinu sprovodili u grupama i nisu im dozvoljavali da se zadržavaju. Oven je nameravao da dobrodošlicom dočeka svakoga, u tolikoj meri da je podsticao čak i radne lju- de da dolaze u večernje posete, i hteo je da najveći deo muzejskog prostora posveti javnim izložba- ma. Čak je predložio, krajnje radikalno, da se na svaki eksponat stavi etiketa sa podacima, ne bi li ljudi znali šta je to što posmatraju. U tome mu se, donekle neočekivano, suprotstavio T. H. Haksli, ko- ji je smatrao da muzeji treba prvenstveno da budu istraživačke institucije. Načinivši od Muzeja pri-
rodnjačke istorije instituciju za svakoga, Oven je preobrazio ideju o tome čemu zapravo muzeji služe. Ipak, njegovo čovekoljublje prema bližnjima nije ga, uopšte uzevši, odvratilo od ličnijih suparni- štava. Jedan od njegovih poslednjih zvaničnih postupaka bilo je lobiranje protiv predloga da se po- digne kip u znak sećanja na Čarlsa Darvina. U tome nije uspeo – iako je postigao neku vrstu zaka- snelog, nenamernog trijumfa. Danas njegov kip zauzima centralno mesto sa kojeg se pruža izvanredan pogled na stepenište glavne dvorane u Muzeju istorije prirode, dok su Darvin i T. H. Haksli smešteni donekle skriveno u muzejsku kafeteriju, gde krajnje ozbiljno zure iznad ljudi koji se okrepljuju šolja-
ma čaja i krofnama sa džemom.
* * *
Razumna je pretpostavka da je sa sitnim suparništvima Ričarda Ovena paleontologija devetnaestog veka pala na najniže grane, ali zapravo, spremalo se nešto još gore, ovog puta s druge strane okeana. U Americi je tokom poslednjih decenija veka došlo do suparništva koje je po otrovnosti bilo još spektakularnije, iako ne baš toliko destruktivno. Bilo je to suparništvo dva čudna i bezobzirna čove- ka, Edvarda Drinkera Kopa i Otnijela Čarlsa Marša.
Oni su imali mnogo toga zajedničkog. Obojica su bili razmaženi, drčni, egocentrični, svadljivi, ljubomorni, nepoverljivi i večito nezadovoljni. Zajedno, izmenili su svet paleontologije.
Počeli su kao prijatelji koji su se divili jedan drugom, i čak su davali imena fosilnim vrstama je- dan po drugom, te su proveli jednu prijatnu nedelju zajedno godine 1868. Međutim, nešto je krenulo loše među njima – niko nije sasvim siguran šta – i do početka sledeće godine postali su neprijatelji u toj meri da će se potpuno predati strasnoj mržnji u sledeće tri decenije. Verovatno može sa sigurno- šću da se kaže da ne postoje drugih dvoje ljudi iz prirodnih nauka koji su ikada jedan drugog više prezirali.
Marš, stariji osam godina, bio je povučen čovek i knjiški moljac, sa potkresanom bradom i gizda- vim manirima, malo je vremena provodio na terenu i retko je bilo šta pronalazio kada bi se i našao tamo. Prilikom posete čuvenom polju dinosaura Komo Blaf, u Vajomingu, propustio je da primeti da kosti, po rečima jednog istoričara, „leže posvuda kao trupci”. Ali imao je sredstva da kupi gotovo sve što bi poželeo. Iako je bio skromnog porekla – otac mu je bio zemljoradnik u državi Njujork – njegov ujak bio je izuzetno bogat i neuobičajeno tolerantan finansijer Džordž Pibodi. Kada je Marš pokazao interesovanje za prirodnjačku istoriju, Pibodi mu je sagradio muzej u Jejlu i obezbedio sred- stva dovoljna da ga ovaj napuni gotovo svakom stvari koju bi hteo.
Kop je direktno poticao iz bogate porodice – otac mu je bio bogati poslovni čovek iz Filadelfi- je – i bio je daleko veći avanturista. U leto 1876. godine u Montani, dok su Džordža Armstronga Kastera i njegove vojnike klali kod Litl Big Horna, Kop je u blizini tragao za kostima. Kada su mu ukazali na to da možda nije baš najpogodniji trenutak da se iznose blaga sa indijanskih teritorija, Kop je načas razmislio i odlučio da ipak nastavi. Imao je suviše dobru godinu. U jednoj prilici naleteo je na grupu podozrivih Indijanaca iz plemena Vrana, ali je uspeo da ih pridobije tako što je neprestano vadio i vraćao na mesto svoje lažne zube.
Tokom jedne decenije, Maršova i Kopova uzajamna netrpeljivost prevashodno je bila iskazana ti- him napadima, ali je 1877. god. prerasla u erupciju grandioznih dimenzija. Te godine, školski učitelj iz Kolorada koji se zvao Artur Lejks pronašao je kosti blizu Morisona dok je pešačio s jednim prija- teljem. Prepoznavši kosti „džinovskog guštera”, Lejks je promišljeno poslao uzorke i Maršu i Kopu. Oduševljeni Kop poslao je 100 dolara Lejksu kako bi mu se zahvalio za trud i zamolio ga da nikome ne kaže za to otkriće, pogotovo ne Maršu. Zbunjen, Lejks je tada zamolio Marša da prosledi kosti Ko-
pu. Marš je to i učinio, ali bila je to uvreda koju on nikada nije zaboravio.
To je takođe obeležilo početak rata između ove dvojice koji je postajao sve ogorčeniji, podmukliji i često smešan. Ponekad se srozavao na to da kopači jedne ekipe gađaju kopače druge ekipe kame- njem. Kopa su jednom zatekli kako na silu otvara sanduke koji su pripadali Maršu. Vređali su jedan drugog u štampi i omalovažavali jedan drugom rezultate. Retko – možda nikad – nauka nije toliko brzo i uspešno napredovala zahvaljujući nečijoj netrpeljivosti. U sledećih nekoliko godina ta dvojica su zajedno uvećala broj poznatih vrsta dinosaura u Americi sa devet na gotovo sto pedeset. Gotovo svakog dinosaura koga prosečan čovek ume da navede – stegosaurus, brontosaurus, diplodokus, tri- ceratops – otkrio je jedan od njih dvojice.16 Nažalost, oni su radili sa toliko nemara i žurbe da su često propuštali da primete kako je novo otkriće zapravo nešto već poznato. Zajedno su uspeli da „ot- kriju” vrstu zvanu Uintatheres anceps, ni manje ni više nego dvadeset dva puta. Bile su potrebne go- dine da se isprave klasifikacijske brljotine koje su oni pravili. Neke od njih još nisu ispravljene.
Kopova naučna zaostavština bila je mnogo bogatija. Tokom zahuktale plodonosne karijere on je napisao oko hiljadu i četiri stotine učenih radova i opisao gotovo hiljadu trista novih vrsta fosila (svih tipova, ne samo dinosaura) – što je više nego dvostruko u odnosu na Maršov rezultat u oba slučaja. Kop je mogao da uradi i više, ali nažalost, kada je ostario, situacija mu se prilično naglo po- goršala. Pošto je nasledio bogatstvo 1875. godine, nespretno ga je uložio u posao sa srebrom i sve iz- gubio. Završio je tako što je stanovao u jednoj sobi pansiona u Filadelfiji, okružen knjigama, papiri- ma i kostima. Nasuprot njemu, Marš je svoje dane okončao u raskošnoj palati u Nju Hejvenu. Kop je umro 1897, Marš dve godine kasnije.
U godinama pred smrt, Kop je bio opsednut još jednom zanimljivom idejom. Krajnje iskreno želeo je da bude proglašen tipskim uzorkom Homo sapiensa – što će reći, da njegove kosti budu zvanični primerak kompleta kostiju za ljudsku rasu. Uobičajeno je da tipski uzorak neke vrste bude prvi otkri- veni komplet kostiju, ali pošto nije postojao prvi komplet kostiju Homo sapiensa, tu je bila praznina koju je Kop želeo da popuni. Bila je to čudna i tašta želja, ali niko nije mogao da se seti nikakvog osnova da joj se suprotstavi. Sa tim ciljem, Kop je zaveštao svoje kosti Vistarovom institutu, učenom društvu iz Filadelfije koje su finansirali potomci naizgled neizbežnog Kaspara Vistara. Nažalost, kada su pripremili i sklopili njegove kosti, ustanovili su da se na njima vide tragovi sifilisa u začetku, što teško da je osobina koju bi neko voleo da sačuva u tipskom uzorku za sopstvenu rasu. I tako su Kopo- va molba i njegove kosti tiho uklonjene. Još ne postoji tipski uzorak za savremenog čoveka.
Što se tiče ostalih glumaca u ovoj drami, Oven je umro 1892, nekoliko godina pre Kopa ili Marša. Baklend je završio tako što je sišao s uma i skončao kao ruina od čoveka koja je bulaznila u ludnici u Klapamu, nedaleko od mesta gde je Mantel doživeo svoju tešku nesreću. Mantelova iskrivljena kičma ostala je izložena u Hanterovom muzeju gotovo jedan vek pre nego što ju je nemačka bomba milosrd- no uništila tokom blickriga. Ono što je preostalo od Mantelove zbirke posle njegove smrti prešlo je na njegovu decu i njegov sin Volter preneo je najveći deo na Novi Zeland, kada je tamo emigrirao 1840. godine. Volter je postao istaknuti Novozelanđanin i na kraju stekao zvanje ministra za odnose sa starosedeocima. Godine 1865. poklonio je najvažnije uzorke iz očeve zbirke, uključujući i čuveni zub iguanodona, Kolonijalnom muzeju (sada je to Muzej Novog Zelanda) u Velingtonu, gde su ostali do danas. Zub iguanodona od kojeg je sve to započelo – svakako najvažniji zub u paleontologiji – više nije izložen.
* * *
Naravno, lov na dinosaure nije se završio smrću velikih lovaca na fosile iz devetnaestog veka. Štavi-
še, u iznenađujućoj meri, tek što je započeo. Godine 1898, između smrti Kopa i Marša, otkriveno je – zapravo, primećeno – nalazište daleko veće od svega što je pre toga bilo pronađeno, na mestu zvanom kamenolom koštane brvnare, samo nekoliko milja od Maršovog glavnog lovišta kod Komo Blafa, u Vajomingu. Tamo su stotine i stotine fosilnih kostiju čekale da budu pronađene u brdima. U stvari, bile su toliko brojne da je neko iznad njih sagradio brvnaru – otud i ime. Za samo dva godi- šnja doba sa tog mesta je iskopano sto hiljada funti drevnih kostiju, a sledećih pet-šest godina još na desetine hiljada funti godišnje.
Dobra stvar je to što su sa nailaskom dvadesetog veka paleontolozi imali bukvalno tone starih ko- stiju po kojima su mogli da prebiraju. Problem je bio u tome što nisu imali pojma koliko su te kosti uopšte stare. Još gore, usaglašena starost Zemlje nije mogla bez natezanja da podrži broj eona, doba i epoha koje je prošlost očigledno sadržala. Ako je Zemlja zaista bila stara samo dvadesetak miliona godina, kao što je insistirao veliki lord Kelvin, čitavi redovi drevnih stvorenja morali su da nastanu i nestanu praktično u istom geološkom trenutku. To naprosto nije imalo smisla.
Drugi naučnici pored Kelvina pozabavili su se tim problemom i došli do rezultata koji su samo produbili neizvesnost. Semjuel Hoton, cenjeni geolog sa koledža Triniti u Dablinu, objavio je da pro- cenjuje starost Zemlje na 2.300 miliona godina – daleko više od svega što je iko drugi predlagao. Kada mu je na to skrenuta pažnja, on je izvršio ponovni proračun koristeći iste podatke i došao do brojke od 153 miliona godina. Džon Džoli, takođe sa Trinitija, odlučio je da se malo pozabavi ide- jom Edmonda Haleja o soli u okeanima, ali njegov metod bio je zasnovan na toliko mnogo pogrešnih pretpostavki da se beznadežno nasukao. On je izračunao da je Zemlja stara 89 miliona godina – što je starost koja se fino uklapala u Kelvinove pretpostavke, ali nažalost, ne i u stvarnost.
Takva je to zbrka bila da ste mogli da krajem devetnaestog veka, u zavisnosti od teksta koji proči- tate, saznate da je broj godina između nas i osvita složenog života u periodu kambrije 3 miliona, 18 miliona, 600 miliona, 794 miliona, ili 2,4 milijarde – ili neki drugi broj u tom rasponu. A 1910. go- dine Amerikanac Džordž Beker dao je jednu od najcenjenijih procena, da je Zemljina starost samo 55 miliona godina.
I baš kada se činilo da su stvari nerazmrsivo zapetljane, pojavila se još jedna izuzetna figura sa novim pristupom. Bilo je to jedno drsko i nadareno seljače sa Novog Zelanda po imenu Ernest Ra- derford, i on je dao gotovo neoborive dokaze da je Zemlja stara najmanje mnogo stotina miliona go- dina, a verovatno i mnogo više od toga.
Začudo, njegovi dokazi bili su zasnovani na alhemiji – prirodnoj, spontanoj, naučno uverljivoj i nimalo okultnoj, ali svejedno alhemiji. Kako se ispostavilo, Njutn i nije toliko pogrešio. A kako je to postalo očigledno jeste, naravno, druga priča.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
7
Elementarne stvari
Često se kaže da je hemija postala prava i poštovanja vredna nauka godine 1661, kada je Robert Bojl sa Oksforda objavio Skeptičnog hemičara – prvi rad u kojem je napravljena razlika između hemiča- ra i alhemičara – ali taj prelaz bio je spor, i često propraćen greškama. Početkom osamnaestog veka naučnici su mogli da se osećaju neobično komotno u obe grupacije – poput Nemca Johana Behera, koji je napisao trezveni i ni po čemu izuzetan rad iz mineralogije s nazivom Physica Subterranea, ali je takođe bio siguran da bi, ukoliko bi imao odgovarajuće materijale, sebe mogao učiniti nevidljivim. Možda ništa bolje ne karakteriše čudnu i često slučajnu prirodu hemijske nauke na njenom početku nego otkriće Nemca Heniga Branda godine 1675. Brand je postao ubeđen u to da bi zlato nekako mo- glo da se destiluje iz ljudske mokraće. (Sličnost boje izgleda da je bila važan faktor u njegovom za- ključivanju.) Sakupio je pedeset kofa ljudske mokraće i mesecima ih držao u podrumu. Različitim te- ško shvatljivim postupcima preobrazio je mokraću najpre u smrdljivu pastu, a potom u providnu vo- štanu supstancu. Naravno, ništa od toga nije iznedrilo zlato, ali desilo se nešto čudno i zanimljivo.
Posle izvesnog vremena, supstanca je počela da svetli. Štaviše, kada je bila izložena vazduhu, često se spontano palila.
Komercijalni potencijal te materije – koja je ubrzo postala poznata pod imenom fosfor, iz grčkih i latinskih korena koji znače „svetlonoša” – nije promakao revnosnim poslovnim ljudima, ali pote- škoće u proizvodnji učinile su je preskupom za eksploataciju. Unca fosfora koštala je u maloprodaji šest gvineja – možda nekih 300 funti u današnjem novcu – ili više nego zlato.
Isprva, zvali su vojnike da obezbede sirovinu, ali takav aranžman teško da se mogao primeniti za proizvodnju na industrijskom nivou. Tokom pedesetih godina osamnaestog veka švedski hemičar Karl Shele smislio je način da proizvodi fosfor u velikim količinama bez prolivanja ili smrada mokraće. Uglavnom zbog toga što je tako ovladala fosforom, Švedska je postala, i ostala, vodeći proizvođač šibica.
Shele je bio istovremeno izuzetan i izuzetno nesrećan čovek. Skromni apotekar sa vrlo malo mo- derne aparature, otkrio je osam elemenata – hlor, fluor, mangan, barijum, molibden, tungsten, azot i kiseonik – a ni za jedan od njih nijemu pripisana zasluga. U svakom slučaju, njegova otkrića bila su ili prenebregnuta, ili objavljena tek pošto je neko drugi nezavisno već otkrio isto to. Takođe je otkrio mnoge korisne smese, među njima amonijak, glicerin i taninsku kiselinu, i prvi je uvideo komercijalni potencijal hlora kao izbeljivača – sve su to bila otkrića koja su druge ljude učinila ekstremno boga- tim.
Jedan značajan Sheleov nedostatak bilo je neobično insistiranje na tome da proba po malo od sve- ga sa čim je radio, uključujući i tako zloglasno neprijatne supstance poput žive i cijanovodonične ki- seline (još jedno njegovo otkriće) – smese toliko slavno otrovne da ju je Ervin Šredinger 150 godi- na kasnije odabrao kao otrov izbora u čuvenom eksperimentu misli. Sheleu je na kraju došla glave njegova sopstvena naglost. Godine 1786, kada mu je bilo samo četrdeset tri, pronašli su ga mrtvog za radnim stolom, okruženog raznoraznim otrovnim hemikalijama, od kojih je svaka mogla biti odgovor- na za zapanjeni i samrtnički izraz na njegovom licu.
Da je svet govorio samo švedski, Shele je mogao da bude posvuda slavan. Ovako, lovorike su obično išle proslavljenijim hemičarima, mahom iz dela sveta koji je govorio engleski. Shele je otkrio kiseonik 1772. godine, ali zbog različitih tragično komplikovanih razloga nije mogao blagovremeno da objavi svoj rad. Zasluge su umesto toga pripale Džozefu Prisliju koji je nezavisno otkrio isti ele- ment, ali kasnije, u leto 1774. Još upadljiviji je Sheleov neuspeh da sebi pripiše zaslugu za otkriće hlora. Gotovo svi udžbenici i dalje pripisuju otkriće hlora Hamfriju Dejviju, koji ga je zaista otkrio, ali trideset šest godina posle Shelea.
Iako je hemija mnogo napredovala u veku koji je razdvojio Njutna i Bojla od Shelea, Prislija i Henrija Kevendiša, još ju je čekao dug put. Sve do poslednjih godina osamnaestog veka (a u Prislije- vom slučaju i malo iza toga), naučnici su svuda tragali, a ponekad verovali da su zaista i pronašli stvari kojih naprosto nije bilo: kužna isparenja, deflogistifikovane morske kiseline, flokse, kalkse, is- paravanje zemlje i, iznad svega, flogiston, supstancu za koju se smatralo da je aktivni sastojak pri sa- gorevanju. Negde u svemu tome smatralo se da obitava i tajanstveni élan vital, sila koja oživljava nežive predmete. Niko nije znao gde se nalazi ta eterična esencija, ali dve stvari su izgledale vero- vatne: da je možete oživeti električnim udarom (zamisao koju je Meri Šeli u potpunosti iskoristila u svom romanu Frankenštajn); i da ona postoji u nekim supstancama, ali ne i u drugim, zbog čega smo završili sa dva ogranka hemije: organskom (za one supstance za koje se smatralo da je imaju) i neor- ganskom hemijom (za one koje je nemaju).
Bio je potreban neko pronicljiv da pogura hemiju u moderno doba, i iznedrili su ga Francuzi. Zvao se Antoan-Loren Lavoazje. Rođen 1743. godine, Lavoazje je bio pripadnik nižeg plemićkog staleža (njegov otac je kupio titulu za porodicu). Godine 1768. kupio je sebi udeo radi obavljanja prakse u duboko prezrenoj instituciji koja se zvala Ferme Generale (ili „Opšta farma”) i bavila se prikuplja- njem poreza i dažbina u ime države. Iako je sam Lavoazje bio, po svemu sudeći, blag i pošten čovek, firma za koju je radio nije bila niti jedno od ta dva. Pod jedan, nije oporezovala bogate, već samo si- romašne, a i tada bez nekih pravila. Lavoazjea je ta institucija privlačila zbog toga što mu je pružala dovoljno finansijske podrške da se bavi svojom prvom ljubavi, naukom. U najbolje doba, zarađivao je 150.000 livri godišnje – u današnjim parama oko 12 miliona funti.
Tri godine pošto se otisnuo na taj unosni karijeristički put, oženio se četrnaestogodišnjom kćerkom jednog od svojih gazda. Taj brak bio je susret i srca i duša. Madam Lavoazje je posedovala britki in- telekt i ubrzo je plodotvorno radila kraj svog muža. Uprkos zahtevima njegovog posla i zahuktalog društvenog života, obično su uspevali da se pet sati dnevno bave naukom – dva sata rano ujutro i tri uveče – a na to su trošili i čitav nedeljni dan koji su nazivali svojim jour de bonheur (danom sreće). Lavoazje je nekako pronalazio vreme da bude i komesar za barut, da nadgleda izgradnju zida oko Pa- riza radi odvraćanja krijumčara, da pomaže u pronalaženju metričkog sistema i postane koautor pri- ručnika Methode de Nomenclature Chimique, koji je postao biblija za usaglašavanje naziva eleme- nata.
Kao vodeći član Kraljevske akademije nauka, morao je takođe da se aktivno i obavešteno uključu- je u svaku aktuelnu temu – hipnotizam, zatvorsku reformu, disanje insekata, vodosnabdevanje Pariza. U takvoj ulozi je Lavoazje 1780. izneo nekoliko primedaba kojima je otpisao novu teoriju sagoreva- nja što ju je akademiji podneo jedan mladi naučnik ispunjen optimizmom. Teorija je zaista bila po- grešna, ali naučnik mu to nikada nije oprostio. Ime mu je bilo Žan-Pol Mara.
Ali Lavoazje nikada nije učinio samo jedno – nije otkrio nijedan element. U doba kada se činilo da gotovo svako sa menzurom, plamenom i nekim zanimljivim praškovima može da otkrije nešto no- vo – i kada je, nimalo slučajno, preostalo da se otkrije još dve trećine elemenata – Lavoazje nije uspeo da otkrije ama baš nijedan. U pitanju svakako nije bio nedostatak menzura. Lavoazje ih je imao
trinaest hiljada u onome što je, gotovo krajnje bezobrazno, bila najbolja postojeća privatna laborato- rija.
Umesto toga, on je uzimao tuđa otkrića i činio ih jasnim. Odbacio je flogiston i kužna isparenja. Identifikovao je kiseonik i vodonik kao ono što jesu i dao im savremene nazive. Ukratko, pomogao je da se u hemiju unese strogost, jasnoća i metod.
A njegova skupa oprema pokazala se kao veoma korisna. Godinama su se on i madam Lavoazje bavili krajnje zahtevnim izučavanjem koje je zahtevalo najfinija moguća merenja. Ustanovili su, na primer, da predmet koji rđa ne gubi na težini, kao što su svi već dugo pretpostavljali, on postaje te- ži – što je bilo izuzetno otkriće. Nekako, dok je rđao, predmet je privlačio elementarne čestice iz vazduha. Bila je to prva spoznaja da se materija može transformisati, ali ne i eliminisati. Ako biste sada spalili ovu knjigu, njena materija bi se promenila u pepeo i dim, ali neto količina tvari u vasioni ostala bi ista. To je postalo poznato kao očuvanje mase, i bilo je revolucionarni koncept. Nažalost, taj koncept se poklopio sa drugom vrstom revolucije – onom Francuskom – i u njoj je Lavoazje bio na sasvim pogrešnoj strani.
Ne samo što je bio član omrznute Ferme Generale, već je sa velikim entuzijazmom sagradio zid oko Pariza – građevinu toliko omrznutu da su pobunjeni građani napali najpre nju, Iskoristivši to go- dine 1791, Mara, koji je sada bio vodeći glas u Narodnoj skupštini, denuncirao je Lavoazjea i ukazao na to da je ovaj odavno već trebalo da bude obešen. Ubrzo je Ferme Getierale zatvorena. Nedugo za- tim, Mara je ubijen u svojoj kadi, a to je učinila ogorčena mlada žena koja se zvala Šarlot Kordej, ali tada je za Lavoazjea već bilo prekasno.
Godine 1793, vladavina Terora, ionako intenzivna, još više se zahuktala. U oktobru su Mariju An- toanetu poslati na giljotinu. Sledećeg meseca, dok su on i njegova žena kovali zadocnele planove da klisnu u Škotsku, Lavoazje je uhapšen. U maju su on i još trideset jedan kolega sa Opšte farme izve- deni pred Revolucionarni sud (u sudnici kojom je predsedavala Maraova bista). Osmoricu su oslobo- dili, ali Lavoazjea i ostale odveli su pravo na Place de la Revolution (danas Place de la Concorde), mesto gde se nalazila najuposlenija francuska giljotina. Lavoazje je gledao kako odrubljuju glavu nje- govom tastu, a onda se i on popeo i prihvatio svoju sudbinu. Manje od tri meseca posle toga, 27. jula, i sam Robespjer bio je otpremljen na isti način i na isto mesto, a vladavina Terora se ubrzo okončala. Stotinu godina posle Lavoazjeove smrti u Parizu je podignuta njegova statua i svi su joj se mnogo divili sve dok neko nije primetio da uopšte ne liči na njega. Podvrgnut ispitivanju, vajar je priznao da je upotrebio glavu matematičara i filozofa markiza od Kondorsea – izgleda da je imao jednu vi- ška – u nadi da to niko neće primetiti ili, ako već neko i primeti, da neće za to mariti. U ovom dru- gom bio je u pravu. Dozvoljeno je da statua Lavoazjea/Kondorsea ostane na svom mestu još pola ve-
ka, do Drugog svetskog rata, kada su je jednog jutra odneli i istopili kao staro gvožđe.
* * *
Početkom devetnaestog veka u Engleskoj je zavladala moda udisanja azotnog oksida, ili gasa za sme- janje, pošto je otkriveno da je njegova upotreba „praćena veoma zadovoljavajućim uzbuđenjem”. Sledećih pola veka biće to droga izbora za omladinu. Jedno učeno telo, Askesko društvo, neko vreme nije se bavilo gotovo ničim drugim. U pozorištima su uvedene „večeri sa gasom za smejanje”, kada su dobrovoljci mogli da se osveže robusnim udisanjem, a zatim da uveseljavaju publiku svojim ko- mičnim teturanjem.
Tek je 1846. godine neko seo da smisli praktičnu primenu za azotni oksid, kao anestetik. Bog sveti zna koliko je desetina hiljada ljudi patilo od nepotrebnih bolova pod hirurškim nožem zato što se niko
nije setio najočiglednije praktične primene tog gasa.
Pominjem ovo kako bih naglasio da je hemija, koja je toliko daleko dogurala u osamnaestom veku, izgubila kompas u prvim decenijama devetnaestog, a to isto će se desiti sa geologijom početkom dva- desetog. To je delimično imalo veze sa ograničenjima opreme – na primer, nije postojala centrifuga sve do druge polovine veka, a to je drastično ograničilo mnoge vrste eksperimenata – a delimično je imalo socijalnu komponentu. Hemija je, uopšte govoreći, bila nauka za poslovne ljude, za one koji su poslovali ugljem, lužinom i bojama, a ne za gospodu, koja su bila sklonija geologiji, prirodnjačkoj istoriji i fizici. (To je donekle manje važilo za kontinentalnu Evropu nego za Britaniju, ali samo ma- lo.) Možda o tome rečito govori činjenica da jedno od najvažnijih otkrića veka, Braunovo kretanje, koje je ustanovilo aktivnu prirodu molekula, nije delo nekog hemičara, već škotskog botaničara Ro- berta Brauna. (Braun je 1827. primetio da sićušna trnca polena u vodi ostaju u beskrajnom kretanju koliko god da im ostavite vremena da se stalože. Uzrok tog neprekidnog kretanja – zapravo, dejstva nevidljivih molekula – dugo je predstavljao misteriju.)
Stvari su mogle biti još gore da nije bilo izvanredno neobičnog lika po imenu grof Fon Ramford koji je, uprkos grandioznoj tituli, započeo život u Vobernu, u Masačusetsu, godine 1753. kao obični Bendžamin Tomson. Tomson je bio drzak i ambiciozan, „zgodna lica i stasa”, povremeno hrabar i izu- zetno bistar, ali neopterećen tako nezgodnim stvarima kao što su skrupule. U devetnaestoj se oženio bogatom udovicom koja je bila četrnaest godina starija od njega, ali prilikom izbijanja revolucije u kolonijama nesmotreno se priklonio lojalistima i neko vreme je špijunirao u njihovu korist. Sudbono- sne 1776. godine, suočen sa hapšenjem „zbog mlakog angažovanja u osvajanju slobode”, napustio je ženu i dete i pobegao pred ruljom antirojalista naoružanih kofama s vrelim katranom, džakovima per- ja i iskrenom željom da ga ukrase i jednim i drugim.
Odselio se najpre u Englesku, a zatim u Nemačku, gde je služio kao vojni savetnik u vladi Bavar- ske, i toliko je impresionirao vlasti da su ga 1791. imenovali za grofa Fon Ramforda od Svetog Rim- skog Carstva. Dok je boravio u Minhenu, takođe je projektovao i izgradio čuveni park poznat kao En- gleska bašta.
Između tih poduhvata, nekako je našao vremena da se dobrano bavi i čistom naukom. Postao je najveći svetski autoritet za termodinamiku i prvi je razjasnio principe strujanja fluida i kruženja oke- anskih struja. Takođe je izumeo nekoliko korisnih predmeta, uključujući mašinu za pripremanje kafe, termo donji veš i vrstu kamina koja se i dan-danas zove ramford. Godine 1805, dok je boravio u Francuskoj, zaveo je madam Lavoazje i oženio se njome, udovicom Antoan-Lorena. Brak je bio neu- spešan i oni su se ubrzo razišli. Ramford je ostao u Francuskoj gde je umro 1814. godine, cenjen od svih širom sveta, ako se izuzmu njegove bivše žene.
Mi ga ovde pominjemo zbog toga što je 1799. godine, tokom relativno kratkog predaha u Londonu, osnovao Kraljevski institut, još jedno od mnogih učenih društava koja su se pojavljivala širom Brita- nije krajem osamnaestog i početkom devetnaestog veka. Neko vreme bila je to gotovo jedina ugledna institucija koja je aktivno promovisala mladu nauku hemiju, i to gotovo sasvim zahvaljujući briljant- nom mladiću koji se zvao Hamfri Dejvi i koji je imenovan za profesora hemije ubrzo posle njenog nastanka, da bi se hitro proslavio kao izuzetni predavač i plodan eksperimentator.
Ubrzo posle zauzimanja tog mesta, Dejvi je počeo da izbacuje nove elemente, jedan za drugim – kalijum, natrijum, magnezijum, kalcijum, stroncijum i aluminum ili aluminijum (u zavisnosti od toga koju granu engleskog više volite).17 On je otkrio toliko mnogo elemenata ne zato što je bio toliko oštrouman već zato što je razvio genijalnu tehniku primene elektriciteta na istopljenim supstanca- ma – elektrolizu, kako je ta tehnika poznata. Sveukupno, otkrio je desetak elemenata, petinu od ukup- no poznatog broja iz njegovog doba. Dejvi bi možda učinio i mnogo više od toga, ali nažalost, kao
mlad se navukao na uveseljavajuća zadovoljstva azotnog oksida. Toliko se navukao na gas da je du- vao (bukvalno) tri ili četiri puta dnevno. Konačno, smatra se da ga je to i ubilo 1829. godine.
Na svu sreću, drugde su radili trezveniji tipovi. Godine 1808. strogi kveker zvani Džon Dalton po- stao je prva osoba koja je upoznala prirodu atoma (o napretku na tom polju malo iscrpnije ćemo di- skutovati kasnije), a 1811. jedan Italijan sa divnim operetskim imenom Lorenco Romano Amadeo Karlo Avogadro, grof od Kvarekve i Ćereta, otkrio je nešto što će se pokazati veoma značajnim na duge staze – naime, da dve jednake zapremine gasova bilo koje vrste, ako se drže pod istim priti- skom i temperaturom, sadrže identičan broj molekula.
Dve stvari su bile značajne u vezi sa privlačno jednostavnim Avogadrovim principom, kako se to od tada zove. Najpre, on je dao osnovu za preciznije merenje veličine i težine atoma. Koristeći Avo- gadrovu matematiku, hemičari su na kraju uspeli da izračunaju da je, na primer, tipičan atom prečnika 0,00000008 centimetara, što je baš baš malo. I zatim, niko za to nije znao gotovo pedeset godina.18
Razlog za to delimično je u Avogadrovoj povučenosti – on je radio sam, veoma malo se dopisi- vao sa kolegama naučnicima, objavio je malo radova i nije išao na skupove – ali isto tako i u činje- nici da tada nije bilo skupova na koje bi išao, niti hemijskih časopisa u kojima bi objavljivao. To je prilično neuobičajena činjenica. Industrijska revolucija velikim delom je našla pogonsku snagu u he- miji, a opet, hemija jedva da je postojala nekoliko decenija kao organizovana nauka.
Londonsko hemijsko društvo osnovano je tek 1841. godine i nije počelo sa objavljivanjem redov- nog časopisa sve do 1848, kada je većina učenih društava u Britaniji – Geološko, Geografsko, Zoo- loško, Hortikulturno i Lineovo (za prirodnjake i botaničare) – bila stara najmanje dvadeset godina, a u nekim slučajevima i mnogo više. Suparnički Hemijski institut nastao je tek 1877, godinu dana po osnivanju Američkog hemijskog društva. Pošto se hemija tako sporo organizovala, vesti o važnom Avogadrovom otkriću iz 1811. godine nisu postale opštepoznate sve do prvog međunarodnog kongre- sa hemičara koji je održan 1860. u Karlsrueu.
Pošto su hemičari tako dugo radili u izolaciji, njihovi skupovi su se pomaljali veoma sporo. Sve dok nismo zašli duboko u drugu polovinu veka, formula H2O2 je za jednog hemičara mogla da znači vodu, ali za drugoga vodonik-peroksid. C2H4 je moglo da znači etilen ili močvarni gas. Teško da je postojao molekul koji je svuda bio uniformno prikazivan.
Hemičari su takođe koristili zbunjujuće raznovrsne simbole i skraćenice, koje su često sami izmi- šljali. J. J. Berzelijus iz Švedske dao je mnogo potrebnu meru reda stvarima tako što je objavio da elementi treba da imaju skraćenice na osnovu svojih grčkih ili latinskih imena, usled čega je skraće- nica za gvožđe Fe (od latinskog ferrum), a za srebro Ag (od latinskog argentum). To što su mnoge druge skraćenice u skladu sa svojim engleskim imenima (N za azot, O za kiseonik, H za vodonik i ta- ko dalje) samo odražava latinizovanu prirodu engleskog, a ne njegov uzvišeni status. Da bi ukazao na broj atoma u molekulu, Berzelijus je primenio izdignute brojke, kao u H2O. Kasnije, bez nekog po- sebnog razloga, ušlo je u modu da se broj spusti niže: H2O.
Uprkos povremenom spremanju, hemija je do druge polovine devetnaestog veka bila u izvesnom neredu, pa su svi bili toliko zadovoljni kada se 1869. godine proslavio čudan profesor ludačkog iz- gleda sa Univerziteta u Sankt Peterburgu, po imenu Dmitrij Ivanovič Mendeljejev.
Mendeljejev (čije prezime ponekad pišu Mendeljev ili Mendelef) rođen je 1834. u Tobolsku, na dalekom zapadu Sibira, u prilično obrazovanoj, relativno imućnoj i veoma brojnoj porodici – za- pravo, toliko brojnoj da je istorija izgubila računicu o tome koliko je tačno Mendeljejevih bilo: po nekim izvorima, bilo je četrnaestoro dece, po drugim, sedamnaestoro. U svakom slučaju, svi se slažu da je Dmitrij bio najmlađi. Mendeljejeve nije uvek pratila sreća. Kada je Dmitrij bio mali, njegov
otac, direktor lokalne škole, oslepeo je, pa je majka morala da mu se zaposli. Ova očigledno izuzetna žena na kraju je postala direktor uspešne staklare. Sve je išlo dobro do 1848. godine kada je fabrika izgorela, pa je porodica osiromašila. Odlučna da obrazuje svoje najmlađe dete, neustrašiva gospođa Mendeljejev stopirala je sa mladim Dmitrijem četiri hiljade milja do Sankt Peterburga – što mu do- đe kao da je putovala od Londona do Ekvatorijalne Gvineje – i ostavila ga na Pedagoškom institutu. Iscrpljena takvim naporima, ubrzo je umrla.
Mendeljejev je poslušno završio studije i konačno dobio posao na lokalnom univerzitetu. Tamo je bio sposoban, ali ne naročito istaknut hemičar, poznatiji po neobuzdanoj kosi i bradi, koju je štuco- vao samo jednom godišnje, nego po nadarenosti za laboratorijski rad.
Međutim, godine 1869, u svojoj trideset petoj, počeo je da se poigrava načinom uređenja eleme- nata. U to vreme elementi su se obično grupisali na dva načina – bilo po atomskoj težini (korišće- njem Avogadrovog principa), bilo po zajedničkim svojstvima (odnosno, da li su u pitanju, na primer, metali ili gasovi). Mendeljejevljevo otkriće bilo je u tome što je shvatio da se ta dva metoda mogu kombinovati u jednoj tabeli.
Kao što to obično biva u nauci, taj princip je zapravo najavio tri godine ranije hemičar-amater Džon Njulends u Engleskoj. On je primetio da, kada se elementi ređaju po težini, oni izgleda pona- vljaju izvesna svojstva – u određenom smislu se harmonizuju – na svakom osmom mestu po skali. Donekle nesmotreno, pošto je to bila zamisao čije vreme još nije nastupilo, Njulend je to nazvao Za- konom oktava i uporedio taj aranžman sa oktavama na klavijaturi. Možda je postojalo nešto u Nju- lendsovom načinu prezentacije, tek tu su zamisao svi smatrali krajnje apsurdnom i sprdali se s njom. Na skupovima, oni šaljiviji u publici ponekad su ga pitali da li bi mogao da nagovori elemente da od- sviraju neku melodiju. Obeshrabren, Njulends je digao ruke od promovisanja te zamisli i potpuno ne- stao sa vidika.
Mendeljejev je imao donekle drugačiji pristup, i svoje elemente je smestio u grupe od po sedam, ali primenio je suštinski istu premisu. Najednom je ta zamisao izgledala briljantno i čudesno pronic- ljivo. Pošto su se svojstva periodično ponavljala, taj izum postao je poznat kao Periodni sistem he- mijskih elemenata.
Pričalo se da je Mendeljejev bio nadahnut kartaškom igrom koja je u Severnoj Americi poznata kao „soliter” dok je drugde svi zovu pasijans, gde se karte ređaju horizontalno po boji, a vertikalno po broju. Primenivši donekle sličan koncept, on je poređao elemente u horizontalne redove zvane pe- riode, i vertikalne kolone zvane grupe. To je istog trena pokazalo jedan niz veza kada se čitalo gore- dole, a drugi kada se čitalo s jedne strane na drugu. Konkretno, vertikalne kolone su grupisale hemi- kalije sa sličnim svojstvima. Tako se bakar nalazi povrh srebra, a srebro povrh zlata, zbog njihovih hemijskih afiniteta kao metala, dok su helijum, neon i argon u koloni koju čine gasovi. (Stvarna, for- malna determinanta u poretku jeste nešto što se zove elektronska valenca, i ako želite to da shvatite, moraćete da upišete večernju školu.) Horizontalni redovi, u međuvremenu, grupišu hemikalije po uz- laznom redosledu i broju protona u njihovom jezgru – po onome što je poznato kao njihov atomski broj.
Struktura atoma i značaj protona uslediće u sledećem poglavlju; za sada, neophodno je samo shva- titi organizacioni princip: vodonik ima samo jedan proton, te je njegov atomski broj 1 i on je prvi na tabeli; uranijum ima 92 protona, pa je zato pri kraju sa atomskim brojem 92. U tom smislu, kao što je ukazao Filip Bol, hemija je zapravo samo stvar brojanja. (Uzgred, atomski broj ne treba mešati sa atomskom težinom, što je zapravo broj protona plus broj neutrona u datom elementu.)
Bilo je još mnogo toga nepoznatog i neshvaćenog. Vodonik je najprisutniji element u vasioni, a opet niko to neće ni pretpostaviti još trideset godina. Helijum, drugi element po količini, otkriven je
tek godinu dana ranije – pre toga se nije ni pretpostavljalo da on postoji – a i tada ne na Zemlji, već na Suncu, što je ustanovljeno pomoću spektroskopa za vreme pomračenja Sunca, usled čega ime- nom odaje poštu grčkom bogu sunca Heliju. On će biti izolovan tek 1895. godine. Čak i tako, zahva- ljujući Mendeljejevljevom izumu, hemija je sada imala čvrst oslonac.
Za većinu nas, Periodni sistem je nešto lepo i apstraktno, ali za hemičare on uspostavlja momen- talni poredak i jasnoću čiji se značaj nipošto ne može preceniti. „Bez ikakve sumnje, Periodni sistem hemijskih elemenata jeste najelegantniji organizacioni sistem koji je ikad izmišljen”, napisao je Ro- bert E. Krebs u Istoriji i upotrebi hemijskih elemenata Zemlje – a slične sentimente možete naći u svakoj istoriji hemije koja se trenutno može nabaviti.
Danas imamo „oko 120” poznatih elemenata – devedeset dva prirodna plus nekoliko desetina la- boratorijskih tvorevina. Stvarni broj je donekle sporan zato što teški, sintetizovani elementi postoje samo u milionitim delovima sekundi i hemičari se ponekad prepiru o tome da li je njihovo postojanje zaista primećeno ili ne. U Mendeljejevljevo doba bila su poznata samo šezdeset tri elementa, ali deo njegove pameti ogledao se u tome što je shvatio da elementi koji su tada bili znani nisu činili potpunu sliku, da je nedostajalo mnogo delova. Njegov sistem je predvideo, sa prijatnom preciznošću, mesta gde će se novi elementi uglaviti kada jednom budu otkriveni.
Uzgred, niko ne zna do kojih se visina može popeti broj elemenata, mada se sve iznad atomske te- žine 168 smatra „čistom spekulacijom”; ali izvesno je da će sve što bude otkriveno uredno da se uklopi u veliku Mendeljejevljevu shemu.
* * *
Devetnaesti vek je pripremio još jedno, poslednje značajno iznenađenje za hemičare. Započelo je to 1896. godine kada je Anri Bekerel u Parizu nemarno ostavio paketić uranijumske soli na umotanoj fo- tografskoj ploči u fioci. Kada je posle izvesnog vremena izvadio ploču, iznenadio se kada je video da je so u njoj ostavila nagoreli otisak, baš kao da je ploča bila izložena svetlosti. So je emitovala neku vrstu zračenja.
Iako je imao u vidu značaj onoga što je otkrio, Bekerel je učinio nešto krajnje neobično: prepustio je da tu stvar istraži jedan student diplomac. Na svu sreću, taj student bila je devojka koja je nedavno emigrirala iz Poljske, po imenu Marija Kiri. Bacivši se na posao zajedno sa svojim novim mužem, Pjerom, Kirijeva je ustanovila da određena vrsta kamenja zrači konstantnom i izuzetnom količinom energije, a da se opet ne smanjuje niti menja na bilo koji primetan način. Ono što ona i njen muž nisu mogli da znaju – ono što niko nije mogao da zna dok Ajnštajn nije objasnio stvari sledeće deceni- je – bilo je da to kamenje preobražava masu u energiju na izuzetno efikasan način. Marija Kiri je taj efekt nazvala „radioaktivnost”. Tokom rada, Kirijevi su otkrili i dva nova elementa – polonijum, ko- ji su nazvali po svojoj rodnoj grudi, i radijum. Godine 1903. Kirijevi i Bekerel su zajedno dobili No- belovu nagradu za fiziku. (Marija Kiri će dobiti i drugu nagradu, za hemiju, 1911. godine; to je jedina osoba kojoj je to uspelo i za fiziku i za hemiju.)
Na Univerzitetu Makgil u Montrealu, mladi Ernest Raderford, rodom sa Novog Zelanda, zaintere- sovao se za nove radioaktivne materijale. Sa kolegom Frederikom Sodijem otkrio je da su ogromne rezerve energije vezane u tim malim količinama materije i da radioaktivni raspad tih rezervi može da bude zaslužan za najveći deo Zemljine toplote. Oni su takođe otkrili da se radioaktivni elementi ras- padaju u druge elemente – da, recimo, jednog dana imate atom uranijuma, a već sledećeg atom olo- va. To je zaista bilo izvanredno. Bila je to čista i jednostavna alhemija; niko nikada nije ni zamislio da takva stvar može da se dogodi prirodno i spontano.
Večiti pragmatičar, Raderford je prvi uvideo da bi to moglo imati i vrednu praktičnu primenu. Pri- metio je da je u ma kom uzorku radioaktivnog materijala uvek potrebno isto vreme da bi se polovina uzorka raspala – slavni poluraspad19 – i da se ta stalna, pouzdana stopa raspada može koristiti kao neka vrsta sata. Izračunavanjem unazad od količine zračenja koje je sada preostalo u materijalu, po- moću brzine kojom se sada raspada, možete doći do njegove starosti. On je testirao komad uranovog oksida, glavne rude iz koje se dobija uranijum, i ustanovio da je ona stara 700 miliona godina – da- leko više od starosti koju je većina ljudi bila spremna da pripiše Zemlji.
U proleće 1904. Raderford je otputovao u London da bi održao predavanje u Kraljevskoj institu- ciji – uzvišenoj organizaciji koju je pre samo 105 godina osnovao grof Fon Ramford, iako sada to doba napuderisanih perika izgleda eonima daleko od robusnog zarozavanja rukava kasnog viktorijan- skog vremena. Raderford je tamo išao da bi govorio o svojoj novoj dezintegracionoj teoriji radioak- tivnosti, i izvukao je svoj komad uranovog oksida. Sa mnogo takta – jer je ostareli Kelvin bio prisu- tan, mada ne uvek sasvim budan – Raderford je napomenuo kako je sam Kelvin nagovestio da bi ot- kriće nekog drugog izvora toplote obezvredilo njegove kalkulacije. Raderford je pronašao taj drugi izvor. Zahvaljujući radioaktivnosti Zemlja je mogla da bude – i to je samo po sebi bilo očigled- no – mnogo starija od 24 miliona godina koliko su dozvolili konačni Kelvinovi proračuni.
Kelvin se ozario zbog Raderfordove prezentacije ispunjene poštovanjem, ali se zapravo nije pre- domislio. Nikada nije prihvatio revidirane brojke i do svoje smrti je verovao da je njegov rad na sta- rosti Zemlje njegov najoštroumniji i najvažniji doprinos nauci – daleko veći od njegovog rada u ter- modinamici.
Kao kada je u pitanju većina naučnih revolucija, Raderfordova nova otkrića nisu bila svuda doče- kana sa dobrodošlicom. Džon Džoli iz Dablina energično je insistirao sve do kasnih tridesetih godina da Zemlja nije starija od 89 miliona godina i u daljem insistiranju sprečila ga je samo smrt. Drugi su se zabrinuli da im je Raderford sada dao previše vremena. Ali čak i sa radiometrijskim određiva- njem starosti, kao što je postalo poznato merenje raspada, prošle su decenije pre nego što smo se pri- bližili na oko milijardu godina stvarnoj starosti Zemlje. Nauka je bila na pravom putu, ali i dalje veo- ma daleko.
Kelvin je umro 1907. Te godine umro je i Dmitrij Mendeljejev. Kao i kod Kelvina, najplodniji rad bio je daleko za njim, ali on je pred kraj života postao primetno manje smiren. Kako je stario, Men- deljejev je postajao sve ekscentričniji – odbio je da prizna postojanje radijacije, elektrona iti ma čega drugog što je bilo novo – i nepodnošljiviji. Poslednje decenije proveo je uglavnom tako što je naprasno bežao iz laboratorija i amfiteatara širom Evrope. Godine 1955. novootkriveni element 101 nazvan je u njegovu čast mendelevijumom. „Vrlo prikladno”, primećuje Pol Stratern, „to je nestabilan element.”
Radijacija je, naravno, išla svojim putem, bukvalno, i to na način koji niko nije očekivao. Počet- kom dvadesetog veka, Pjer Kiri je počeo da oseća jasne simptome radijacijske bolesti – naročito tu- pi bol u kostima i hroničnu slabost – što bi nesumnjivo napredovalo u neprijatnom smeru. Nikada to nećemo sa sigurnošću saznati pošto je 1906. poginuo kada ga je pregazila kočija, dok je prelazio uli- cu u Parizu.
Marija Kiri je provela ostatak života radeći, i istakla se na tom polju, pomogavši da se osnuje slavni Radijumski institut Pariskog univerziteta godine 1914.1 pored dve Nobelove nagrade, nikada je nisu primili u Akademiju nauka, velikim delom i zato što je posle Pjerove smrti imala vezu s jed- nim oženjenim fizičarem, dovoljno indiskretnu da skandalizuje čak i Francuze – ili makar starce koji su upravljali Akademijom, što je možda nešto sasvim drugo.
Dugo se pretpostavljalo da sve tako čudesno energično kao što je radioaktivnost mora biti korisno. Godinama su proizvođači paste za zube i laksativa stavljali radioaktivni torijum u svoje proizvode, i najmanje do kraja dvadesetih godina hotel Glen Springs u oblasti Finger Lejks u Njujorku (nesumnji- vo, i mnogi drugi pored njega), s ponosom je u svojoj ponudi imao i terapeutski učinak svojih „radio- aktivnih mineralnih izvora”. To nije bilo zabranjeno kao sastojak robe široke potrošnje sve do 1938. godine. U to vreme bilo je već prekasno za madam Kiri, koja je umrla od leukemije 1934. Radijacija je, zapravo, toliko pogubna i dugotrajna da su još i danas njeni radovi s kraja devetnaestog veka – čak i njeni kuvari – previše opasni da bi se njima rukovalo. Knjige iz njene laboratorije čuvaju se u kutijama obloženim olovom, a oni koji žele da ih vide moraju imati zaštitnu odeću na sebi.
Zahvaljujući posvećenom i nenamerno veoma rizičnom radu prvih atomskih naučnika, početkom dvadesetog veka postalo je jasno da je Zemlja nesumnjivo veoma stara, iako će morati da prođe još pola veka u nauci pre nego što iko bude u mogućnosti da sa sigurnošću ustvrdi koliko. U međuvreme- nu, nauku je očekivalo sopstveno novo doba – ono atomsko.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
III
OSVIT NOVOG DOBA
Fizičar je način na koji atomi razmišljaju o atomima.
Nepoznati autor
8
Ajnštajnova vasiona
Kako se devetnaesti vek bližio kraju, naučnici su mogli đa sa zadovoljstvom razmišljaju o tome kako su prokljuvili većinu misterija fizičkog sveta: elektricitet, magnetizam, gasove, optiku, akustiku, kine- tiku i statičku mehaniku, da pomenemo samo neke, fino su se poređali pred njima. Otkrili su rendgen- ske zrake, katodne zrake, elektron i radioaktivnost, uveli su om, vat, kelvin, džul, amper i mali erg.
Ako je nešto moglo da se osciliše, ubrza, uzburka, destiliše, kombinuje, izmeri ili pretvori u gas, oni su to uradili i pri tom doneli masu univerzalnih zakona toliko teških i veličanstvenih da smo i da- lje skloni da ih ispisujemo velikim početnim slovima: Teorija svetlosti elektromagnetnog polja, Rih- terov zakon recipročnih proporcija, Čarlsov zakon o gasovima, Zakon o kombinaciji zapremina, Nulti zakon termodinamike, Koncept valenci, Zakoni akcija mase i drugi, kojima broja nema. Čitav svet se menjao i huktao sa mašinerijom i instrumentima koje je proizvodila njihova dovitljivost. Mnogi mu- dri ljudi verovali su da nauci nije preostalo više ništa da uradi.
Godine 1875, kada je jedan mladi Nemac u Kilu, Maks Plank, odlučivao da li da posveti život matematici ili fizici, iz sveg srca su ga ubeđivali da ne odabere fiziku, zato što je tamo već sve bilo otkriveno. Nastupajući vek, uveravali su ga, biće vek konsolidacije i prečišćavanja, a ne vek revolu- cije. Plank ih nije poslušao. Izučavao je teorijsku fiziku i bacio se dušom i telom na rad vezan za en- tropiju, proces koji se nalazi u srcu termodinamike i koji je ambicioznom mladiću izgledao kao nešto što mnogo obećava.20 Godine 1891. on je izveo svoje rezultate i na sopstveni užas shvatio da je va- žan radna entropiji zapravo već bio obavljen i da je to, u ovom slučaju, uradio penzionisani naučnik sa Univerziteta Jejl koji se zvao Dž. Vilard Gibs.
Gibs je možda najbriljantnija osoba od onih za koje većina ljudi nikada nije čula. Skroman toliko da je bio gotovo nevidljiv, proveo je praktično čitav svoj život, ako se izuzmu tri godine studija u Evropi, na prostoru od oko tri bloka, omeđenom njegovom kućom i kampusom Jejla u Nju Hejvenu, u Konektikatu. Tokom svojih prvih deset godina na Jejlu nije se trudio čak ni da podiže platu. (Bio je nezavisan što se novca tiče.) Od 1871. godine, kada je došao na univerzitet kao profesor, pa do smrti 1903, njegova predavanja jedva da je u proseku pohađalo više od jednog studenta po semestru. Nje- gova pisana dela teško su se pratila i u njima je primenjivao sopstvenu formu napomena koja je za mnoge bila nedokučiva. Ali zakopana među njegovim tajanstvenim formulacijama bila je proniclji- vost najuzvišenijeg sjaja.
Od 1875. do 1878. godine Gibs je napisao niz radova sa zajedničkim nazivom O ravnoteži hetero- genih supstanci, koji je sjajno rastumačio termodinamičke principe, pa, bezmalo svega – „gasova, smesa, površina, čvrstih predmeta, faznih promena... hemijskih reakcija, elektrohemijskih ćelija, se- dimentacije i osmoze”, da citiramo Vilijama H. Kropera. U suštini, Gibs je pokazao da se termodina- mika ne odnosi samo na toplotu i energiju na nekom velikom i bučnom nivou parne mašine, već je prisutna i uticajna i na atomskom nivou hemijskih reakcija. Gibsovu Ravnotežu su nazvali „Principia termodinamike”, ali iz razloga koji prkose spekulacijama Gibs je odabrao da objavi svoja prekret- nička zapažanja u zborniku Radovi Akademije umetnosti i nauka Konektikata, časopisu kojem je uspelo da ostane nepoznat čak i u Konektikatu, zbog čega Plank nije čuo za njega sve dok nije bilo
prekasno.
Nepokoleban – pa, možda blago pokoleban – Plank se okrenuo drugim stvarima.21 I sami ćemo se za koji trenutak pozabaviti njima, ali moramo najpre da napravimo mali (ali važan) skok do Kli- vlenda u Ohaju, i institucije koja je tada bila poznata kao Fakultet primenjenih nauka. Tamo je, tokom osamdesetih godina devetnaestog veka Albert Majklson, fizičar u svojim ranim srednjim godinama, uz pomoć prijatelja hemičara Edvarda Morlija, započeo niz eksperimenata koji su doveli do zani- mljivih i uznemirujućih rezultata sa velikim posledicama po mnogo toga što će uslediti.
Majklson i Morli su, bez stvarne namere da to urade, potkopali dugotrajno ubeđenje u nešto što se zvalo svetlosni eter, stabilan, nevidljiv i nažalost sasvim izmišljeni medij bez težine i trenja, za koji se smatralo da prožima vasionu. Eter, koji je izmislio Dekart, prihvatio Njutn, da bi mu se klanjali gotovo svi od tada pa nadalje, zadržao je položaj apsolutno centralnog pitanja u fizici devetnaestog veka kao način na koji se objašnjavalo kako svetlost putuje kroz prazninu svemira. To je naročito bilo potrebno u vreme s početka devetnaestog veka, zato što su svetlost i elektromagnetizam sada posma- trani kao talasi, što će reći, kao vrsta vibracija. Vibracije se mogu desiti unutar nečega; otud potreba za eterom i trajna odanost prema njemu. Čak i tako kasno kao godine 1909, veliki britanski fizičar Dž. Dž. Tomson je insistirao: „Eter nije čudesna tvorevina jednog spekulativnog filozofa; on je za nas od suštinske važnosti kao i vazduh koji udišemo” – a to je bilo više od četiri godine pošto je prilično neporecivo utvrđeno da eter ne postoji. Ukratko, ljudi su mu baš bili privrženi.
Ako biste imali potrebu da ilustrujete zamisao o Americi devetnaestog veka kao o zemlji otvore- nih mogućnosti, teško da biste našli bolji primer od života Alberta Majklsona. Rođen 1852. na ne- mačko-poljskoj granici u porodici siromašnih jevrejskih trgovaca, stigao je s porodicom u Sjedinjene Američke Države kao beba i odrastao za vreme zlatne groznice u rudarskom logoru u Kaliforniji, gde mu je otac trgovao bakalskom robom. Previše siromašan da bi platio studije na koledžu, otputovao je u grad Vašington i muvao se pred ulaznim vratima Bele kuće ne bi li presreo Uliksa S. Granta kada predsednik izađe u svoje dnevne šetnje. (Očigledno, bilo je to mnogo naivnije doba.) Za vreme tih šetnji Majklson se toliko dodvorio predsedniku da je Grant pristao da mu obezbedi besplatno mesto na Pomorskoj akademiji SAD. Tamo je Majklson naučio fiziku.
Deset godina kasnije, sada već kao profesor na fakultetu Kejs u Klivlendu, Majklson se zaintere- sovao za pokušaje da izmeri nešto što se zvalo promaja etera – neku vrstu vetra koji prave predmeti u pokretu dok oru kroz svemir. Jedno predviđanje njutnovske fizike bilo je da brzina svetlosti, dok se probija kroz eter, varira u odnosu na posmatrača u zavisnosti od toga da li se posmatrač kreće ka izvoru svetlosti ili od njega, ali niko nije smislio način da to izmeri. Majklsonu je palo na pamet da Zemlja pola godine putuje prema Suncu, a pola godine se udaljava od njega, pa je rezonovao da ćete, ukoliko obavite dovoljno pažljiva merenja u suprotstavljenim godišnjim dobima i uporedite vreme putovanja svetlosti između njih, doći do odgovora.
Majklson je nagovorio Aleksandra Grejema Bela, koji se upravo obogatio pronalaskom telefona, da obezbedi sredstva za izgradnju ingenioznog i osetljivog instrumenta po Majklsonovoj zamisli, čiji je naziv bio interferometar, sa svrhom da s velikom preciznošću meri brzinu svetlosti. Tada, uz po- moć genijalnog ali tajanstvenog Morlija, Majklson se upustio u precizna merenja koja su trajala godi- nama. Rad je bio osetljiv i iscrpljujući i na neko vreme je morao da se prekine kako bi Majklson pre- trpeo kratak i sveobuhvatan nervni slom, no 1887. godine su konačno dobili rezultate. A oni uopšte nisu bili ono što su dva naučnika očekivala.
Kao što je astrofizičar sa Kalteha Kip S. Torn jednom prilikom napisao: „Ispostavilo se da je br- zina svetlosti ista u svim pravcima i u svim godišnjim dobima.” Bila je to prva naznaka posle dvesta godina – zapravo, posle tačno dvesta godina – da Njutnovi zakoni možda ne važe svugde sve vre-
me. Majklson-Morlijev ishod postao je, po rečima Vilijama H. Kropera, „verovatno najslavniji nega- tivan rezultat u istoriji fizike”. Majklson je dobio Nobelovu nagradu za fiziku zahvaljujući tom ra- du – kao prvi Amerikanac koji je dobio takvu počast – ali tek posle dvadeset godina. U međuvre- menu, Majklson-Morlijevi eksperimenti visiće neprijatno, kao zagušljiv zadah, u zaleđini naučne mi- sli.
Začudo, i uprkos sopstvenim rezultatima, u osvit dvadesetog veka Majklson je sebe ubrajao u one koji smatraju da je posao nauke gotovo pri kraju, sa „samo još nekoliko tornjeva i kula koje treba do- dati, još nekoliko krovnih izbočina koje treba isklesati”, po rečima jednog pisca u Prirodi.
U stvari, naravno, svet samo što nije kročio u vek nauke gde mnogi ljudi neće razumeti ništa, a ni- jedan čovek neće razumeti sve. Naučnici će ubrzo ustanoviti da su se nasukali na zbunjujući sprud če- stica i anti-čestica, gde stvari nastaju i nestaju u razmacima prema kojima nanosekunde izgledaju tro- mo i jednolično, gde je sve čudno. Nauka se selila iz sveta makrofizike, gde su predmeti mogli da se vide, uhvate i izmere, u svet mikrofizike, gde se događaji dešavaju nezamislivo brzo u redu veličine daleko ispod granica mašte. Spremali smo se da uđemo u kvantno doba, a prva osoba koja će odškri- nuti ta vrata bio je do sada zlosrećni Maks Plank.
Godine 1900, sada teorijski fizičar na Berlinskom univerzitetu, u donekle zrelim godinama jednog četrdesetdvogodišnjaka, Plank je obznanio novu „kvantnu teoriju”, koja je tvrdila da energija nije ne- što što se jednako nastavlja, kao tekuća voda, već dolazi u individualizovanim paketima, koje je on nazvao kvantima. To jeste bio novi koncept, i prilično dobar, pride. U kratkom roku on će pomoći da se dođe do rešenja zagonetke Majklson-Morlijevih eksperimenata tako što će pokazati da svetlost uopšte ne mora biti talas. Na duži rok, postaviće temelje čitave savremene fizike. Bio je to, u svakom pogledu, prvi nagoveštaj da će se svet promeniti.
Ali glavni događaj – osvit novog doba – nastupio je 1905. godine kada se u nemačkom časopisu za fiziku Annalen der Physik pojavio niz radova mladog švajcarskog birokrate koji nije bio vezan ni za jedan univerzitet, nije imao pristup niti jednoj laboratoriji niti je redovno koristio ma koju biblio- teku veću od državne kancelarije za patente u Bernu, gde je bio zaposlen kao tehnički analitičar treće klase. (Njegova molba da ga unaprede u tehničkog analitičara druge klase nešto ranije je bila odbije- na.)
Njegovo ime bilo je Albert Ajnštajn i te sudbonosne godine on je poslao u Annalen der Physik pet radova, od kojih su tri, po rečima S. P. Snoua, „bila među najvećim radovima u istoriji fizike” – pri čemu je jedan razmatrao fotoelektrični efekat posredstvom Plankove nove kvantne teorije, drugi po- našanje malih čestica u suspenziji (ono što je poznato kao Braunovo kretanje), a treći je izneo obrise specijalne teorije relativnosti.
Za prvi rad je autor dobio Nobelovu nagradu, jer je u njemu objasnio prirodu svetlosti (i takođe omogućio postojanje televizije, između ostalog).22 Drugi je obezbedio dokaz da atomi zaista posto- je – što je, začudo, bila činjenica koju su neki osporavali. Treći je samo promenio svet.
* * *
Ajnštajn je rođen u Ulmu, u južnoj Nemačkoj, 1879. godine, ali odrastao je u Minhenu. Malo toga je u njegovom detinjstvu ukazivalo na buduću veličinu. Opšte je poznato da nije naučio da govori do svo- je treće godine. Tokom poslednje decenije devetnaestog veka, pošto je posao njegovog oca sa elektri- kom išao loše, porodica se preselila u Milano, ali je Albert, sada tinejdžer, otišao u Švajcarsku da nastavi obrazovanje – iako nije uspeo da iz prve položi prijemni za koledž. Godine 1896. odrekao se nemačkog državljanstva kako bi izbegao vojnu obavezu i upisao četvorogodišnje studije na Ciri-
škom politehničkom institutu pripremljene tako da obrazuju profesore prirodnih nauka za srednje ško- le. Bio je bistar, ali ne i izuzetan student.
Godine 1900. diplomirao je i u roku od nekoliko meseci počeo da šalje radove u Annalen der Physik. Već njegov prvi rad, o fizici fluida u slamčicama za piće (od svih mogućih stvari), pojavio se u istom broju kao i Plankova kvantna teorija. Od 1902. do 1904. on je napisao niz radova o statici, samo da bi ustanovio da je tihi i plodni Dž. Vilard Gibs u Konektikatu uradio isto to, u svojim Ele- mentarnim principima statike iz 1901. godine.
Albert se zaljubio u koleginicu sa studija, Srpkinju iz tadašnje Mađarske koja se zvala Mileva Marić. Godine 1901. dobili su vanbračno dete, kćerku, koja je diskretno data na usvajanje. Ajnštajn nikada nije video svoje dete. Dve godine kasnije, on i Marićeva su se venčali. Između ta dva događa- ja, 1902, Ajnštajn se zaposlio u Švajcarskoj kancelariji za patente, gde se zadržao sledećih sedam godina. Uživao je na poslu: bio je dovoljno izazovan da mu zaokupi um, ali ne toliko izazovan da mu odvrati pažnju od fizike. U takvim uslovima on je stvorio posebnu teoriju relativnosti 1905. godine.
O elektrodinamici tela u pokretu jedan je od najizuzetnijih naučnih radova koji su ikada objavlje- ni, kako po načinu na koji je predstavljen, tako i po onome što u njemu piše. Nije sadržao nikakve fu- snote niti citate, bio je gotovo lišen matematike, nije pominjao niti jedan rad koji je na njega uticao ili mu prethodio, a pomenuo je pomoć samo jedne osobe, kolege iz kancelarije za patente, Mišela Be- soa. Bilo je to, napisao je S. P. Snou, kao da je Ajnštajn „došao do zaključaka čistim razmišljanjem, bez pomoći, ne osluškujući tuđa mišljenja. U iznenađujuće velikoj meri, upravo je to i uradio.”
Njegova čuvena jednačina, E=mc2, nije se pojavila u radu, ali je stigla u kratkom dodatku koji je usledio nekoliko meseci kasnije. Kao što se prisećate iz školskih dana, E u jednačini označava ener- giju, m masu, a c2 brzinu svetlosti na kvadrat.
U najjednostavnijim crtama, ta jednačina govori da su masa i energija ekvivalentne. To su dve for- me jednog te istog: energija je oslobođena materija; materija je energija koja čeka da se dogodi. Po- što je c2 (brzina svetlosti pomnožena sama sa sobom) uistinu ogroman broj, ta jednačina govori da postoji ogromna količina – zaista ogromna količina – energije vezane u svakoj materijalnoj stva- ri.23
Možda se ne osećate bogzna kako robusno, ali ako ste odrasla osoba prosečne građe, u vašem skromnom telu nalazi se ništa manje do 7 x 1018 džula potencijalne energije – dovoljno da eksplodi- rate sa silinom trideset veoma velikih vodoničnih bombi, pod pretpostavkom da znate kako da tu energiju oslobodite i da stvarno želite time nešto da dokažete. Baš sve sadrži tu vrstu energije zapre- tenu u sebi. Mi samo ne umemo baš najbolje da je izvučemo napolje. Čak i uranijumska bomba – najenergičnija stvar koju smo do sada proizveli – oslobađa manje od jednog procenta energije koju bi mogla da oslobodi samo da smo mi malo lukaviji nego što jesmo.
Pored mnogih drugih stvari, Ajnštajnova teorija objasnila je i kako funkcioniše radijacija: kako grumen uranijuma može da izbacuje konstantne struje energije visokog nivoa, a da se ne istopi kao kocka leda. (To može da čini ako pretvori masu u energiju ekstremno efikasno, a la E=mc2.) Ona je objasnila kako zvezde mogu da gore milijardama godina, a da ne utroše svoje gorivo. (Isto.) Jednim potezom, u jednostavnoj formuli, Ajnštajn je podario geolozima i astronomima luksuz od više milijar- di godina. Prevashodno, posebna teorija je pokazala da je brzina svetlosti konstantna i iznad svega. Ništa ne može da je pretekne. Unela je svetlost (ovde nemam nameru da koristim igru reči) u samo sr- ce našeg poimanja prirode vasione. Nimalo slučajno, takođe je rešila problem svetlosnog etera, jer je postalo jasno kao dan da tako nešto ne postoji. Ajnštajn nam je dao vasionu kojoj eter nije potreban.
Fizičari se po pravilu ne obaziru mnogo na objave službenika Švajcarske kancelarije za patente i
tako, uprkos izobilju korisnih novosti koje su nudili, Ajnštajnovi radovi privukli su malo pažnje. Po- što je upravo rešio nekoliko najdubljih tajni vasione, Ajnštajn se prijavio za posao kao predavač na univerzitetu gde su ga odbili, a zatim za profesora u srednjoj školi, gde su ga takođe odbili. I tako se vratio svom poslu analitičara treće klase – ali je, naravno, nastavio da razmišlja. Nije se još ni pri- bližio kraju.
* * *
Kada je pesnik Pol Valeri jednom upitao Ajnštajna ima li ovaj neku beležnicu u koju zapisuje ideje, Ajnštajn ga je pogledao s blagim ali iskrenim iznenađenjem. „O, to nije neophodno”, odgovorio je.
„Retko mi se desi da mi neka padne na pamet.” Jedva da moram da napomenem kako su ideje koje su mu padale na pamet obično bile dobre. Ajnštajnova sledeća ideja bila je jedna od najvećih koju je iko ikada imao – zapravo najveća, ako je verovati Bursu, Mocu i Viveru i njihovoj promišljenoj istoriji atomske nauke. „Kao tvorevina jednog jedinog uma”, napisali su oni, „to je nesumnjivo najvi- še intelektualno dostignuće čovečanstva”, što je naravno najbolji mogući kompliment.
Godine 1907, ili se bar ponekad tako piše, Albert Ajnštajn je video pad nekog radnika s krova t počeo da razmišlja o gravitaciji. Avaj, kao i većina dobrih priča, i ova je apokrifna. Po samom Ajn- štajnu, on je prosto sedeo na stolici kada mu je na pamet pao problem gravitacije.
Zapravo, ono što je Ajnštajnu palo na pamet pre je bilo nalik na začetak rešenja problema gravita- cije, pošto mu je od samog početka bilo očigledno da jedino što nedostaje posebnoj teoriji jeste gra- vitacija. Ta je teorija bila „posebna” zato što se bavila stvarima koje su se kretale u suštinski nereme- ćenom stanju. Ali šta bi se desilo ako bi neka stvar u pokretu – svetlost, iznad svega – naišla na prepreku kao što je gravitacija? To pitanje će mu zaokupljati misli najvećim delom sledeće decenije i dovesti početkom 1917. do objavljivanja rada s nazivom Kosmološka pitanja opšte teorije relativno- sti. Posebna teorija relativnosti iz 1905. bila je duboko i značajno delo, naravno; ali kao što je jed- nom primetio S. P. Snou, da Ajnštajn nije tada pomislio na to, pomislio bi neko drugi, verovatno u sledećih pet godina; bila je to zamisao koja je samo čekala svoj trenutak. Ali opšta teorija je nešto sasvim drugo. „Bez nje”, napisao je Snou 1979. godine, „verovatno bismo t dan-danas čekali na ta- kvu teoriju.”
Sa svojom lulom, prijazno nenametljivim manirima i nakostrešenom kosom, Ajnštajn je bio previ- še upečatljiv lik da bi ostao stalno skriven i 1919. godine, po završetku rata, svet ga je najednom ot- krio. Gotovo istog trenutka, njegove teorije relativnosti stekle su reputaciju nečeg što obična osoba ne može da pojmi. Nimalo nije pomoglo, kako to napominje Dejvid Bodanis u svojoj izvrsnoj knjizi E=mc2, kada je Njujork tajms rešio da o tome objavi članak i – iz razloga koji nikada ne omanu da izazovu čuđenje – poslao svog dopisnika za golf, izvesnog Henrija Krauča, da obavi razgovor.
Krauč je bio beznadežno nedorastao zadatku, i gotovo sve je pogrešno shvatio. Među trajnijim greškama u njegovom izveštaju bila je tvrdnja da je Ajnštajn pronašao dovoljno smelog izdavača da objavi knjigu koju samo dvanaest ljudi „u čitavom svetu mogu da shvate”. Niti je bilo takve knjige, niti takvog izdavača, niti takvog kruga učenih ljudi, ali ta ideja se svejedno zadržala. Ubrzo je broj ljudi kadrih da pojme relativnost još više umanjen u popularnoj mašti – a naučni establišment, mora se reći i to, nije se bogzna kako potrudio da taj mit poremeti.
Kada je jedan novinar upitao britanskog astronoma ser Artura Edingtona da li je tačno da je on je- dan od trojice ljudi u svetu koji mogu da shvate Ajnštajnove teorije relativnosti, Edington se na trenu- tak duboko zamislio i odgovorio: „Pokušavam da se setim ko je taj treći.” Zapravo, problem sa rela- tivnošću nije bio u tome što je za nju bilo vezano mnogo jednačina, Lorencovih transformacija i osta-
lih komplikovanih matematičkih operacija (mada jeste – čak je i Ajnštajnu bila potrebna pomoć za neke od njih), već što je bila tako iscrpno neintuitivna.
U suštini, relativnost veli da prostor i vreme nisu apsolutni, već relativni, kako za posmatrača, ta- ko i za posmatranu stvar, i što se brze neko kreće, ti efekti postaju sve izraženiji. Nikada ne možemo ubrzati sebe do brzine svetlosti, i što se više trudimo (i što se brže krećemo), to izobličeniji postaje- mo, u odnosu na spoljnog posmatrača.
Gotovo najednom, popularizatori nauke pokušali su da iznađu načine da te koncepte približe pro- sečnoj publici. Jedan od uspelijih pokušaja – bar u komercijalnom smislu – bilo je ABC relativno- sti, matematičara i filozofa Bertranda Rasela. Tamo je Rasel primenio sliku koja je od tada korišćena mnogo puta. Tražio je od čitaoca da zamisli voz dugačak 100 jardi koji se kreće brzinom jednakom 60 procenata brzine svetlosti. Za nekoga ko stoji na peronu i posmatra kako voz prolazi, on će izgle- dati kao da je dugačak samo 80 jardi i sve na njemu biće jednako sabijeno. Ako bismo bili u stanju da čujemo govor putnika u vozu, glasovi bi im zvučali nejasno i sporo, kao ploča puštena manjim brojem obrtaja od potrebnog, a i pokreti bi im izgledali jednako nespretno. Činilo bi se čak i da sato- vi u vozu rade pri samo četiri petine svoje normalne brzine.
Međutim – i tu je caka – ljudi u vozu ne bi ni na koji način osećali ta izobličenja. Njima bi sve u vozu izgledalo potpuno normalno. Mi, na peronu, izgledali bismo im čudnovato sabijeni i usporeni. Vidite, sve to ima veze s položajem koji zauzimate u odnosu na predmet u kretanju.
Taj efekat se zapravo dešava svaki put kada se krećete. Preletite preko Sjedinjenih Američkih Dr- žava i kročićete iz aviona za petmilioniti deo sekunde, ili tako nešto, mlađi od onih koje ste ostavili za sobom. Čak i kad pređete na drugu stranu sobe, veoma blago ćete izmeniti sopstveni doživljaj vre- mena i prostora. Izračunato je da lopta za bezbol bačena brzinom od 160 kilometara na sat naraste u masi za 0,000000000002 grama dok ne stigne do poslednje baze. Tako su efekti relativnosti stvarni i izmereni. Problem je u tome što su te promene previše male da bismo uopšte mogli da ih primetimo. Ali za druge stvari u vasioni – svetlost, gravitaciju, samu vasionu – to su važna pitanja.
Zato ako zamisao o relativnosti izgleda čudno, razlog je jedino to što takvu vrstu interakcija ne možemo da iskusimo u normalnom životu. Međutim, da se opet vratimo Bodanisu, svi obično susreće- mo druge vrste relativnosti – na primer, u vezi sa zvukom. Ako ste u parku, a neko pušta muziku koja vas nervira, znate da morate da se udaljite da bi vam muzika izgledala tiša. Naravno, nije to zato što je muzika tiša, već jednostavno zato što se promenio vaš položaj u odnosu na nju. Nečemu premale- nom ili presporom da bi ponovilo to iskustvo – recimo, pužu – zamisao da dvojici posmatrača mo- že da se čini da isti zvučnik istovremeno proizvodi dve različite jačine zvuka izgledala bi neverovat- no.
Najizazovniji i najneintuitivniji od svih koncepata u opštoj teoriji relativnosti jeste zamisao da je vreme deo prostora. Mi instinktivno posmatramo vreme kao nešto večno, apsolutno, nepromenjivo; verujemo da ništa ne može poremetiti njegovo neprekidno kuckanje. U stvari, po Ajnštajnu, vreme je varijabilno i neprekidno se menja. Ima čak i oblik. Vezano je – „neodvojivo ispovezivano”, kao što to kaže Stiven Hoking – sa tri dimenzije prostora u neobičnoj strukturi poznatoj kao prostor-vreme.
Prostor-vreme se obično objašnjava tako što se od vas zahteva da zamislite nešto pljosnato ali gipko – recimo, dušek, ili prostirku od rastegnute gume – gde se nalazi neki težak okrugli predmet, kao što je gvozdena kugla. Od težine gvozdene kugle materijal na kojoj ona počiva donekle se rasteže i ugiba. To je otprilike analogno efektu koji masivno telo kao što je Sunce (gvozdena kugla) ima na prostor-vreme (materijal); ono ga rasteže, zakrivljuje i izobličava. E sad, ako preko prostirke zakotr- ljate manju kuglu, ona se trudi da se kreće pravolinijski, u skladu s Njutnovim zakonima kretanja, ali kada se približi masivnom telu i nagibu utonulog materijala, zakotrlja se naniže, neizbežno privučena
masivnijem telu. To je gravitacija – proizvod iskrivljenja prostor-vremena.
Svako telo koje ima masu stvara malo udubljenje u tkanju kosmosa. Tako je vasiona, kako je to Denis Overbaj rekao, „konačni ulegnuti dušek”. Gravitacija u tom smislu više nije toliko stvar koliko ishod – „nije ’sila’ već nusproizvod iskrivljenja prostor-vremena”, po rečima fizičara Mičio Kakua, koji nastavlja: „U izvesnom smislu, gravitacija ne postoji; ono što pokreće planete i zvezde jeste izo- bličenost prostora i vremena.”
Naravno, analogija sa uleglim dušekom može da nas dovede samo donekle, jer ona ne obuhvata i učinak vremena. Ali opet, i naš mozak može da nas odvede samo donekle, jerje gotovo nemoguće predvideti dimenziju koja se sastoji od tri dela prostora i jednog dela vremena, a sve je to isprepleta- no poput niti u kariranoj tkanini. U svakom slučaju, mislim da se možemo saglasiti da je to bila veo- ma velika misao za jednog mladića koji je zurio kroz prozor kancelarije za patente u glavnom gradu Švajcarske.
* * *
Pored mnogo čega drugog, Ajnštajnova opšta teorija relativnosti sugerisala je da se vasiona ili širi, ili skuplja. Ali Ajnštajn nije bio kosmolog i prihvatio je preovlađujuće mišljenje da je vasiona fiksi- rana i večita. Manje ili više promišljeno, ubacio je u svoje jednačine nešto što se zove kosmološka konstanta, što je bilo kontrateg efektima gravitacije i služilo kao neka vrsta matematičkog dugmeta za pauzu. Knjige o istoriji nauke uvek opraštaju Ajnštajnu tu omašku, ali s naučnog stanovišta to je bilo prilično grozno i on je to znao. Nazvao je to „najvećim gafom svog života”.
Slučajno, otprilike u vreme kada je Ajnštajn fiksirao mesto kosmološke konstante u svojoj teoriji, u opservatoriji Lovel u Arizoni astronom sa veselo intergalaktičkim imenom Vesto Slifer (koji je za- pravo bio rodom iz Indijane) vršio je spektrografska očitavanja dalekih zvezda i ustanovio da se čini da se one udaljavaju od nas. Vasiona nije bila statična. Zvezde koje je Slifer posmatrao pokazivale su nesumnjive znake Doplerovog pomeranja – istog onog mehanizma koji stoji iza izraženo rastegnutog zvuka ji-jammm koji kola proizvode dok prolaze u blesku kraj nas na trkalištu.24 Taj fenomen se pri- menjuje i na svetlost i u slučaju udaljavajućih galaksija poznat je kao crveni pomak (zato što se sve- tlost izvora koji se udaljavaju od nas pomera prema crvenom kraju spektra; svetlost izvora koji se približavaju pomera se prema plavom).
Slifer je prvi primetio taj efekt kod svetlosti i shvatio njegov potencijalni značaj za poimanje kre- tanja kosmosa. Nažalost, niko nije obratio mnogo pažnje na njega. Opservatorija Lovel, ako se prise- tite, bila je donekle čudna zahvaljujući opsednutosti Persivala Lovela kanalima na Marsu, što ju je u drugoj deceniji dvadesetog veka učinilo, u svakom smislu, isturenom stanicom za astronomska preg- nuća. Slifer nije znao za Ajnštajnovu teoriju relativnosti, a svet podjednako nije znao za Slifera. Tako njegovo otkriće nije imalo nikakav učinak.
Slava će umesto njemu pripasti masivnijem egu čije je ime bilo Edvin Habl. Habl je rođen 1889, deset godina posle Ajnštajna, u malom gradu u Misuriju, na rubu Ozarka, a odrastao je tamo i u Vito- nu, u Ilinoisu, odnosno u predgrađu Čikaga. Njegov otac bio je uspešan poslovni čovek koji se bavio osiguranjem, pa je život oduvek bio udoban, a Edvin je i fizički bio bogato obdaren. Bio je snažan i nadaren sportista, šarmantan, pametan i veoma je dobro izgledao – „zgodan gotovo toliko da vam se smuči”, po opisu Vilijama H. Kropera, „pravi Adonis” po rečima jednog drugog obožavaoca. Po sopstvenim rečima, uspevalo mu je da u život uključi i manje ili više neprekidna plemenita dela – spasavanje davljenika, odvođenje uplašenih ljudi na sigurno na bojištima Francuske, posramljivanje svetskih šampiona u boksu udarcima za nokdaun u egzibicionim mečevima. Sve je to izgledalo previ-
še dobro da bi bilo istinito. I upravo tako. Pored sve nadarenosti, Habl je bio i zagriženi lažov.
To je bilo poprilično čudno, jer je Hablov život od rane mladosti bio ispunjen stvarnim osobeno- stima koje su povremeno bile gotovo neverovatno izuzetne. Na jednom jedinom gimnazijskom atlet- skom takmičenju održanom 1906. godine on je pobedio u skoku s motkom, bacanju kugle, bacanju di- ska, bacanju kladiva, skoku uvis iz mesta i iz zaleta, a učestvovao je i u pobedničkoj ekipi u štafetnoj trci na jednu milju – što će reći, sedam prvih mesta na jednom takmičenju – a završio je kao treći u skoku udalj. Iste godine postavio je državni rekord u skoku uvis u Ilinoisu.
Kao student bio je jednako uspešan i bez problema je primljen na studije fizike i astronomije na Čikaškom univerzitetu (gde je, sasvim slučajno, šef katedre tada bio Albert Majklson). Tamo je iza- bran za jednog od prvih Roudsovih studenata za Oksford. Tri godine engleskog života očigledno su ga preobratile, jer se vratio u Viton 1913. sa Invernes kapom na glavi, pušio je tulu i govorio čudnovato visokoparnim naglaskom – gotovo britanskim, ali ne baš sasvim – koji će zadržati do kraja života. Iako je kasnije tvrdio da je proveo najveći deo druge decenije veka kao advokat u Kentakiju, zapravo je radio kao profesor u srednjoj školi i trener košarkaškog tima u Nju Olbeniju, u Indijani, pre nego što je, zakasnelo, odbranio doktorat i nakratko boravio u vojsci. (Stigao je u Francusku mesec dana pre primirja i gotovo je izvesno da nikada nije čuo nijedan hitac ispaljen u gnevu.)
Godine 1919, sada već tridesetogodišnjak, preselio se u Kaliforniju i zaposlio se u opservatoriji Maunt Vilson blizu Los Anđelesa. Brzo, i prilično neočekivano, postao je najistaknutiji astronom dvadesetog veka.
Vredi zastati na tren i prisetiti se koliko se u to vreme zapravo malo znalo o kosmosu. Danas astro- nomi smatraju da u vidljivoj vasioni postoji možda nekih 140 milijardi galaksija. To je ogroman broj, daleko veći nego što puko njegovo pominjanje može da vas navede da pretpostavite. Da su galaksije zamrznuta zrna graška, napunile bi neki veliki auditorijum – recimo, stari Boston garden, ili Rojal Albert hol. (Astrofizičar Brus Gregori je zaista to izračunao.) Godine 1919, kada je Habl prvi put približio glavu okularu, broj galaksija koje su nam bile poznate iznosio je tačno jedan; Mlečni put. Smatralo se da sve ostalo ili čini deo samog Mlečnog puta ili je jedan od mnogobrojnih dalekih, peri- fernih oblaka gasa. Habl je brzo pokazao koliko je to stanovište bilo pogrešno.
Tokom sledeće decenije, Habl se uhvatio u koštac sa dva najfundamentalnija pitanja vasione: koli- ko je ona stara, i koliko je velika. Da bi se odgovorilo na oba, neophodno je znati dve stvari – koli- ko su daleko određene galaksije i koliko brzo lete sve dalje od nas (što je poznato kao njihova brzina bekstva). Crveni pomak daje brzinu kojom se galaksije udaljavaju, ali nam ne govori koliko su, za početak, daleko. Za to vam treba ono što se zove „standardne sveće” – zvezde čiji se sjaj može pou- zdano obračunati i upotrebiti kao mera za sjaj (pa tako i relativnu udaljenost) drugih zvezda.
Habl je imao tu sreću da se pojavi ubrzo pošto je jedna genijalna žena po imenu Henrijeta Svon Livit smislila način da pronađe te zvezde. Livitova je radila u opservatoriji koledža Harvard kao ra- čunar, kako su tada nazivali te ljude. Računari su provodili život u izučavanju fotografskih ploča zve- zda i proračunima – otud i njihovo ime. Bilo je to jedva nešto više od argatovanja, samo što se dru- gačije zvalo, ali je ujedno bilo i najbliže što su se žene mogle približiti stvarnoj astronomiji na Har- vardu – ili, zapravo, praktično bilo gde – u to doba. Sistem je, koliko god da nije bio fer, ipak do- nosio izvesne neočekivane koristi; zahvaljujući njemu, polovina najprefinjenijih raspoloživih umova bila je usmerena na posao koji bi inače privukao malo promišljene pažnje i to je omogućilo da žene pojme finu strukturu kosmosa na način koji je često izmicao njihovim muškim parnjacima.
Jedna računarka sa Harvarda, Eni Džamp Kenon, iskoristila je svoje stalne susrete sa zvezdama da izmisli sistem zvezdane klasifikacije toliko praktičan da se i dan-danas upotrebljava. Doprinos Livi- tove bio je još važniji. Ona je primetila da vrsta zvezda poznata kao cefeidna promenljiva (po sazve-
žđu Cefej ili Kefej, gde je ova vrsta zvezda pronađena) pulsira u pravilnom ritmu – nekom vrstom zvezdanih otkucaja srca. Cefeide su prilično retke, ali najmanje jedna od njih svima nam je poznata. Polaris, poznat kao Severnjača ili Polarna zvezda, jeste Cefeida.
Sada znamo da Cefeide tako pulsiraju zato što su to postarije zvezde koje su prošle svoju „fazu glavnog niza”, kao što to kažu astronomi, pa su postale crveni džinovi. Hemija crvenih džinova je malčice teška za naše sadašnje ciljeve (potrebno je da se shvate svojstva jedanput jonizovanih atoma helijuma, pored mnogo drugih stvari), ali jednostavno rečeno, to znači da oni sagorevaju svoje preo- stalo gorivo na način koji proizvodi veoma ritmično, veoma pouzdano jačanje i slabljenje sjaja. Ge- nijalnost Livitove sastojala se u tome da poređenjem relativne veličine Cefeida na različitim mestima na nebu možete da izračunate gde se one nalaze jedna u odnosu na drugu. One se mogu koristiti kao standardne sveće – što je naziv koji je ona skovala, a i dalje je u opštoj upotrebi. Taj metod je omo- gućavao da se pronikne samo u relativne udaljenosti, ne u apsolutne, ali čak i tako, prvi put je neko smislio koristan način da se izmeri vasiona u velikoj srazmeri.
(Koliko da ta saznanja smestimo u perspektivu, možda vredi primetiti da je u doba kada su Livito- va i Kenonova izvodile zaključke o fundamentalnim svojstvima kosmosa iz mutnih mrlja dalekih zve- zda na fotografskim pločama, harvardski astronom Vilijam H. Pikering, koji je naravno mogao da za- viri u prvoklasni teleskop kad god bi mu se ćefnulo, razvio svoju začetničku teoriju da tamne mrlje na Mesecu izazivaju rojevi insekata u sezonskim migracijama.)
Kombinujući kosmički aršin Livitove sa zgodnim crvenim pomakom Vesta Slifera, Habl je počeo da meri odabrane tačke u svemiru na nov način. Godine 1923. dokazao je da oblačić daleke paučine u sazvežđu Andromede poznat kao M31 uopšte nije oblak gasa, već buktanje zvezda, samostalna galak- sija, širine stotinu hiljada svetlosnih godina, udaljena najmanje devet stotina hiljada svetlosnih godi- na. Vasiona je bila veća – daleko veća – nego što je iko to ikada pretpostavljao. Godine 1924. Ha- bi je napisao značajan rad, Cefeide u spiralnim maglinama (magline, engl. nebulae, od latinske reči za „oblake”, bile su njegov termin za galaksije), pokazavši da se vasiona ne sastoji samo od Mlečnog puta, već od mnoštva samostalnih galaksija – „ostrvskih vasiona” – među kojima su mnoge veće od Mlečnog puta i mnogo udaljenije.
I samo ovo otkriće obezbedilo bi Hablu ugled, ali on se sada okrenuo pitanju izračunavanja toga koliko je vasiona ogromnija, pa je došao do još upečatljivijeg otkrića. Habl je počeo da meri spektre dalekih galaksija – taj posao je Slifer započeo u Arizoni. Koristeći novi Hukerov teleskop od 100 inča na Maunt Vilsonu i domišljato zaključivanje, početkom tridesetih godina on je izračunao da se sve galaksije na nebu (osim našeg lokalnog roja zvezda) udaljavaju od nas. Štaviše, njihova brzina i udaljenost uredno su srazmerni: što dalja galaksija, to se brže kreće.
To je bilo uistinu zaprepašćujuće. Vasiona se širila, brzo i ravnomerno u svim pravcima. Nije bila potrebna velika količina mašte da bi se odatle čitalo unazad i shvatilo kako je to moralo početi iz ne- ke središnje tačke. Daleko od toga da bude stabilna, fiksirana, večita praznina koju su svi oduvek pretpostavljali, ovo je bila vasiona koja je imala početak. Samim tim, mogla bi da ima i kraj.
Pravo je čudo, kao što je zapazio Stiven Hoking, da niko nije već ranije naišao na zamisao o vasi- oni koja se širi. Statička vasiona, kao što je moralo biti očigledno Njutnu i svakom mislećem astrono- mu posle njega, urušila bi se sama u sebe. Postojao je i problem zbog toga što bi zvezde, u slučaju da beskonačno gore u statičkoj vasioni, sve to učinile neverovatno vrelim – svakako previše vrelim za bića kao što smo mi. Vasiona koja se širi razrešila je najveći deo ovih pitanja jednim potezom.
Habl je bio mnogo bolji posmatrač nego mislilac i nije smesta u potpunosti pojmio implikacije sopstvenog otkrića. To je delimično bilo zbog njegove žalosne neupućenosti u Ajnštajnovu opštu teo- riju relativnosti. A to je bilo krajnje neverovatno zato što su, ako ništa drugo, Ajnštajn i njegova teo-
rija postigli do tada svetsku slavu. Štaviše, godine 1929. Albert Majklson – sada u svojim poznim godinama, ali i dalje jedan od najagilnijih i najcenjenijih svetskih naučnika – prihvatio je položaj na Maunt Vilsonu kako bi merio brzinu svetlosti svojim pouzdanim interferometrom, i sigurno je Hablu makar pomenuo primenjivost Ajnštajnove teorije na njegova (Hablova) otkrića.
U svakom slučaju, Habl je propustio da napravi teorijski darmar kada mu se prilika ukazala. Ume- sto njega, ostalo je jednom belgijskom svešteniku-naučniku (koji je doktorirao na MIT-u), po imenu Žorž Lemetr, da sabere dva i dva u svojoj „teoriji vatrometa”, koja je sugerisala da je vasiona zapo- čela kao geometrijska tačka, „praiskonski atom”, koji je prasnuo u slavu i od tog trena se neprekidno širi.25 Ta je zamisao vrlo čisto prethodila savremenoj koncepciji Velikog praska, ali toliko ispred sopstvenog vremena da Lemetr retko dobije više od rečenice ili dve koje smo mu i mi ovde posvetili. Svetu će biti potrebne dodatne decenije, i nehotično otkriće pozadinskog kosmičkog zračenja koje su izveli Penzijas i Vilson kraj svoje šišteće antene u Nju Džerziju, da bi Veliki prasak počeo da se kre- će iz domena zanimljive zamisli do prihvaćene teorije.
Ni Habl ni Ajnštajn neće igrati bogzna kakvu ulogu u toj velikoj priči. Mada u to vreme niko to ne bi pogodio, oba čoveka su odradila najveći deo svog životnog posla.
Godine 1936. Habl je napisao popularnu knjigu s naslovom Carstvo maglina, koja je u laskavom stilu objasnila njegova dostignuća. Tu je konačno pokazao da se upoznao sa Ajnštajnovom teori- jom – makar donekle; posvetio joj je četiri strane od ukupno dvestotinak.
Habl je umro od srčanog udara 1953. godine. Čekala ga je jedna mala neobičnost. Iz razloga zao- grnutih tajnom, njegova žena odbila je da mu priredi sahranu i nikada nije otkrila šta je učinila s nje- govim telom. Pola veka kasnije, mesto gde počivaju zemni ostaci najvećeg astronoma veka i dalje je nepoznato. Ako vam je do komemoracije, morate podići pogled prema nebu i svemirskom teleskopu Habl, lansiranom 1990. i nazvanom u njegovu čast.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
9
Moćni atom
Dok su Ajnštajn i Habl izdašno rasplitali strukturu kosmosa u velikim razmerama, drugi su se upinjali da shvate nešto bliže, ali na sopstveni način jednako daleko: majušni i večito tajanstveni atom.
Veliki fizičar sa Kalteha Ričard Fejnmen jednom je primetio da bi, kad biste morali da svedete istoriju nauke na jednu važnu tvrdnju, ona glasila: „Sve su stvari sačinjene od atoma.” Oni su svuda i čine sve. Pogledajte oko sebe. Sve su to atomi. Ne samo čvrste stvari kao što su zidovi, stolovi i tro- sedi, već i vazduh između njih. A oni su tu u broju koji zaista ne možete ni da zamislite.
Osnovno funkcionalno uređenje atoma jeste molekul (od latinskog izraza za „malu masu”). Mole- kul jednostavno predstavlja dva ili više atoma koji zajedno rade u manje-više stabilnom aranžmanu: dodajte dva atoma vodonika jednom atomu kiseonika i dobićete molekul vode. Hemičari obično mi- sle o molekulima radije nego o elementima, dosta nalik tome kako pisci misle o rečima, a ne o slovi- ma, tako da su molekuli ono što prebrojavaju, a oni su, u najmanju ruku, veoma brojni. Na nivou mo- ra, pri temperaturi od 0 stepeni Celzijusa, jedan kubni centimetar vazduha (to jest, prostor otprilike veličine kocke šećera) sadržaće 45 milijardi milijardi molekula. A oni su u svakom kubnom centime- tru koji vidite oko sebe. Pomislite koliko kubnih centimetara postoji u svetu iza vašeg prozora – ko- liko bi bilo potrebno kocki šećera da ispune taj pogled. Onda pomislite koliko bi bilo potrebno da sazdaju vasionu. Ukratko, atoma ima u velikom izobilju.
Oni su čudesno trajni. Pošto su tako dugovečni, atomi se baš muvaju okolo. Svaki atom koji pose- dujete gotovo sigurno je prošao kroz nekoliko zvezda i bio deo miliona organizama pre nego što se pretvorio u vas. Svi smo atomski tako brojni i tako mnogo reciklirani kad umremo daje značajan broj naših atoma – do milijarde za svakog od nas, tako je negde rečeno – verovatno nekada pripadao Šekspiru. Još po milijardu smo dobili od Bude, Džingis kana i Betovena, kao i od bilo kog drugog istorijskog lika koji želite da pomenete. (Očigledno, likovi moraju biti istorijski, pošto je atomima potrebno nekoliko decenija da se dobrano preraspodele; koliko god da to želite, još se niste sjedinili sa Elvisom Prislijem.)
Dakle, svi smo mi reinkarnacije – iako kratkovečne. Kada umremo, naši atomi se raziđu i odsele tamo gde mogu iznova biti korisni – kao deo lista, drugog ljudskog bića ili kapi rose. Međutim, sami atomi traju praktično večno. Niko zapravo ne zna koliko dugo jedan atom može da preživi, ali po Martinu Risu to je verovatno oko 1035 godina – što je broj toliko veliki da sam čak i ja srećan što mogu da ga izrazim matematičkom oznakom.
Iznad svega, atomi su majušni – veoma, veoma majušni. Pola miliona njih poredanih rame uz ra- me moglo bi da se sakrije iza ljudske dlake. U takvoj razmeri, praktično je nemoguće zamisliti poje- dinačni atom, ali naravno da možemo da pokušamo.
Počnimo milimetrom, a to je ovoliko dugačka crtica: -. E sad, zamislimo da je ta crtica podeljena na hiljadu delova jednake širine. Svaka takva širina je mikron. To je razmera mikroorganizama. Jedan tipičan paramecijum, na primer – majušno jednoćelijsko stvorenje koje živi u slatkoj vodi – širok je oko 2 mikrona, 0,002 milimetra, što je zaista veoma malo. Ako biste golim okom poželeli da vidite paramecijuma kako pliva u kapi vode, morali biste kap da uveličate toliko da bude široka dvanaestak
metara. Međutim, ako biste poželeli da u istoj toj kapi vidite atome, morali biste da je uveličate toli- ko da joj širina bude 24 kilometra.
Drugim rečima, atomi postoje u razmerama majušnosti sasvim drugog reda. Da biste sišli do raz- mere atoma, morali biste da uzmete svaki od tih mikronskih odsečaka i podelite na po još deset hilja- da manjih delova. To je razmera atoma: desetmilioniti deo milimetra. To je stepen majušnosti daleko izvan domašaja naše mašte, ali možete steći neku sliku o proporcijama ako imate na umu da je jedan atom za tu milimetarsku crticu odozgo isto što i debljina lista papira u odnosu na visinu Empajer stejt bildinga.
Naravno, upravo izobilje i ekstremna trajnost atoma čini ih tako korisnim, dok ih je zbog majušno- sti tako teško otkriti i shvatiti. Pomisao da za atome važe te tri stvari – da su mali, brojni, praktično neuništivi – i da je sve sazdano od njih, nije najpre pala na pamet Antoan-Lorenu Lavoazjeu, kao što biste mogli da pomislite, pa čak ni Henriju Kevendišu ili Hamfriju Dejviju, već jednom oskudno i la- ko obrazovanom engleskom kvekeru koji se zvao Džon Dalton, a prvi put smo se s njim sreli u Pogla- vlju 7.
Dalton je rođen 1766. godine na rubu Jezerskog okruga, blizu Kokermuta, u porodici siromašnih i pobožnih kvekerskih tkača. (Četiri godine kasnije, pesnik Vilijam Vordsvort takođe će doći na svet u Kokermutu.) On je bio izuzetno bistar učenik – u stvari, toliko bistar da mu je u neverovatnom uzra- stu od dvanaest godina povereno da vodi lokalnu kvekersku školu. To možda jednako mnogo govori o školi kao i o Daltonovoj starmalosti, ali možda i ne: iz njegovih dnevnika znamo da je negde u to vre- me čitao Njutnove Principia – u latinskom originalu – i druga dela jednako zahtevne prirode. U petnaestoj, dok je još vodio školu, zaposlio se u obližnjem gradu Kendalu i deceniju potom preselio se u Mančester, odakle se retko kada mrdao u preostalih pedeset godina svog života. U Mančesteru je postao neka vrsta intelektualnog vihora i pisao je knjige i radove o temama u rasponu od meteorolo- gije do gramatike. Slepilo za boje, od kojeg je bolovao, dugo je nazivano daltonizmom, zbog njego- vih studija. Ali njegovu reputaciju uspostavila je debela knjiga s nazivom Novi sistem hemijske filo- zofije, objavljena 1808. godine.
Tamo, u kratkom poglavlju od samo pet strana (od više od devet stotina koliko knjiga sadrži), uče- ni ljudi prvi put su se sreli sa atomima u nečemu što liči na njihovo savremeno poimanje. Daltonov jednostavni zaključak bio je da u korenu svega postoje izuzetno male čestice koje se dalje ne mogu deliti. „Mogli bismo isto tako da pokušamo da uvedemo neku novu planetu u Sunčev sistem ili da uni- štimo neku koja već postoji, kao što bismo mogli da stvorimo ili uništimo česticu vodonika”, napisao je on.
Ni zamisao o atomima, niti sam termin, nisu bili baš novi. I jedno i drugo razvili su drevni Grci. Daltonov doprinos sastojao se u tome što je razmotrio relativne veličine i karakter tih atoma i način na koji se uklapaju. Znao je, na primer, da je vodonik najlakši element, pa mu je dao atomsku težinu
1. Smatrao je takođe da se voda sastoji od sedam delova kiseonika uz jedan deo vodonika, pa je kise- oniku dao atomsku težinu 7. Na taj način bio je u stanju da dođe do relativnih težina poznatih eleme- nata. Nije uvek bio bogzna kako precizan – atomska težina kiseonika je zapravo 16, a ne 7 – ali princip je bio zdrav i formirao je osnovu za čitavu savremenu hemiju i dobar deo ostatka savremene nauke.
Zahvaljujući tom delu Dalton se proslavio – mada na nekako tih način, kao što i dolikuje jednom engleskom kvekeru. Godine 1826. francuski hemičar P. Ž. Peletje otputovao je u Mančester da bi se upoznao s atomskim herojem. Peletje je očekivao da ga zatekne u nekoj velikoj instituciji, pa se za- prepastio kada je ustanovio da ovaj predaje elementarnu aritmetiku dečacima u maloj školi u jednoj zabačenoj ulici. Po istoričaru nauke E. Dž. Holmjardu, kada je zbunjeni Peletje ugledao tog velikana,
promucao je:
„Est-ce que j’ai l’honneur de m’addresser a Monsieur Dalton?” jer je jedva mogao da poveruje da je to hemičar evropskog glasa, i da nekog dečaka podučava osnovnim pravilima. „Da”, re- kao je prostodušno kveker. „Da li biste seli dok ovom momčiću ne objasnim malo aritmetiku?”
* * *
Mada je Dalton pokušavao da izbegne sve počasti, uprkos njegovim željama izabrali su ga za Kra- ljevsko društvo, obasuli ga medaljama i dodelili mu zamašnu državnu penziju. Kada je umro 1844. godine, četrdeset hiljada ljudi došlo je da vidi kovčeg, a pogrebna povorka otegla se na čitave dve milje. Njegova odrednica u Rečniku nacionalne biografije jedna je od najdužih, i od naučnika iz de- vetnaestog veka mogu joj parirati po dužini samo Darvin i Lajel.
Čitav vek posle Daltona, njegova pretpostavka ostala je potpuno hipotetična i nekoliko istaknutih naučnika – posebno bečki fizičar Ernst Mah, po kojem je brzina zvuka dobila ime – sumnjali su da atomi uopšte postoje. „ Atomi se ne mogu opaziti čulima... oni su stvar promisli”, napisao je on. Skepsa s kojom se gledalo na postojanje atoma, posebno na nemačkom govornom području, bila je tolika da se govorilo kako je odigrala određenu ulogu u samoubistvu velikog teorijskog fizičara i atomskog entuzijaste Ludviga Bolcmana godine 1906.
Prve neporecive dokaze o postojanju atoma dao je Ajnštajn u svom radu o Braunovom kretanju godine 1905, ali to nije privuklo mnogo pažnje, a Ajnštajn će se ionako ubrzo sasvim posvetiti svom radu na opštoj relativnosti. I tako je prvi stvarni heroj atomskog doba, iako ne i prvi akter na pozorni- ci, bio Ernest Raderford.
Raderford je rođen 1871. godine u „zabiti” Novog Zelanda, gde su mu roditelji emigrirali iz Škot- ske kako bi gajili malo lana i mnogo dece (da parafraziramo Stivena Vajnberga). Pošto je odrastao u zabačenom kraju zabačene zemlje, bio je onoliko daleko od glavnog toka nauke koliko je to bilo mo- guće, ali 1895. godine je stekao stipendiju koja ga je odvela u laboratoriju Kevendiš na Univerzitetu u Kembridžu, koja samo što nije postala najvažnije mesto na svetu za bavljenje fizikom.
* * *
Fizičari su poznati po tome što preziru naučnike iz drugih grana nauke. Kada je velikog austrijskog fi- zičara Volfganga Paulija žena ostavila zbog jednog hemičara, bio je preneražen i ispunjen nevericom.
„Da se zaljubila u toreadora, pa još i da razumem”, rekao je sav začuđen jednom prijatelju. „Ali u hemičara...”
Taj stav bi Raderford razumeo. „Čitava nauka može se podeliti na fiziku, i na skupljanje maraka”, rekao je on jednom i ta se rečenica od tada mnogo puta koristila. Stoga ima izvesne simpatične ironi- je u tome što je Nobelovu nagradu 1908. dobio za hemiju, a ne za fiziku.
Raderford je bio srećnik – srećan što je bio genije, ali još srećniji što je živeo u doba kada su fi- zika i hemija bile tako uzbudljive i tako kompatibilne (ne uzimajući u obzir njegova osećanja). Nikad se više one neće tako zgodno preklapati.
Uprkos silnom uspehu, Raderford nije bio naročito briljantan čovek i zapravo je bio veoma loš u matematici. Često bi se, usred predavanja, izgubio u sopstvenim jednačinama toliko da bi odustao na pola puta i rekao studentima da sami to prokljuve. Po Džejmsu Čedviku, koji je otkrio neutron i koji je dugo bio njegov saradnik, Raderford se nije naročito isticao pameću ni prilikom eksperimentisa-
nja. Bio je naprosto uporan i širokih nazora. Briljantnost je zamenio lukavošću i nekom vrstom drsko- sti. Njegov um je, po rečima jednog biografa, „uvek bio okrenut prema granicama, koliko god je mo- gao da vidi, a to je bilo mnogo više nego u većine drugih ljudi”. Suočen s nekim upornim problemom, bio je spreman da radi na njemu duže i marljivije od većine i da bude otvoreniji za neuobičajena ob- jašnjenja. Do svog najvećeg otkrića došao je zato što je bio spreman da provede strahovito tegobne sate prebrojavajući svetlucave alfa čestice, kako je to tada bilo poznato – što je posao koji je treba- lo da odrade drugi. On je bio jedan od prvih – moguće, baš prvi – koji su uvideli da bi snaga za- pretena u atomu mogla, ako bi se zauzdala, stvoriti bombe dovoljno moćne da „čitav ovaj stari svet nestane u dimu”.
Fizički, bio je krupan i bučan, sa glasom od kojeg su stidljiviji ljudi bežali. Jednom, kada su mu rekli da Raderford treba da govori nešto na radiju preko Atlantika, jedan kolega je suvo upitao: „A šta će mu radio?” Osim toga, imao je ogromnu količinu dobrodušnog samopouzdanja. Kada mu je ne- ko prigovorio kako se čini kao da je neprekidno odlično raspoložen, kao da je na vrhu talasa, on je odgovorio: „Pa, na kraju krajeva, ja sam i stvorio taj talas, zar ne?” S. P. Snou se prisetio kako je, kod krojača u Kembridžu, čuo Raderfordovu primedbu: „Svakog dana sam sve veći po gabaritu. A i mentalno.”
Ali i gabarit i slava nadaleko su ga pretekli godine 1895. kada se pojavio u Kevendišovoj labora- toriji.26 Bilo je to po događajima jedinstveno razdoblje u nauci. U godini Raderfordovog prispeća u Kembridž, Vilhelm Rendgen je otkrio X-zrake na Univerzitetu Vircburg u Nemačkoj; sledeće godine, Henri Bekerel je otkrio radioaktivnost. A sama laboratorija Kevendiš spremala se za dugi period sla- ve. Godine 1897, Dž. Dž. Tomson i njegovi saradnici tamo će otkriti elektron, godine 1911. S. T. R. Vilson će tamo napraviti prvi detektor čestica (kao što ćemo već videti), a 1932. Džejms Čedvik će tamo otkriti neutron. Još dalje u budućnosti, 1953. godine, Džejms Votson i Frensis Krik otkriće u Ke- vendišu strukturu DNK.
Na početku, Raderford se bavio radio-talasima i tu se prilično istakao – uspeo je da prenese čist signal na udaljenost dužu od jedne milje, što je za to doba bilo znatno dostignuće – ali odustao je od toga kada ga je jedan stariji kolega ubedio u to da radio nema bogzna kakvu budućnost. Uopšte uzev- ši, međutim, Raderford nije napredovao u Kevendišu, i posle tri godine provedene tamo, shvativši da nema neku perspektivu, prihvatio je mesto na Univerzitetu Makgil u Montrealu, gde je započeo duga- čak i neprekidan uspon ka slavi. U doba kada je dobio Nobelovu nagradu (za „istraživanje raspada elemenata i hemiju radioaktivnih supstanci”, po zvaničnom navodu), preselio se na Univerzitet u Mančesteru i zapravo je tamo obavio svoje najvažnije radove na utvrđivanju strukture i prirode ato- ma.
Početkom dvadesetog veka znalo se da su atomi sazdani od delova – Tomsonovo otkriće elektro- na dovelo je do toga – ali nije se znalo koliko delova postoji, kako se uklapaju niti koji oblik popri- maju. Neki fizičari su smatrali da atomi mogu biti oblika kocke, zato što se kocke mogu spakovati ta- ko uredno da se ne traći prostor. Međutim, preovlađivalo je gledište da atom pre liči na kolač s ribi- zlama ili na puding od šljiva; da je to gusto, čvrsto telo sa pozitivnim nabojem, ali načičkano negativ- no nabijenim elektronima, nalik na ribizle u kolaču s ribizlama.
Godine 1910, Raderford je (uz pomoć svog studenta Hansa Gajgera, koji će kasnije izumeti detek- tor radijacije, pa on nosi njegovo ime) ispalio jonizovane atome helijuma, ili alfa čestice, u list zlatne folije.27 Raderford se zaprepastio kada su neke čestice odskočile natrag. Bilo je to, rekao je, kao da je ispalio granatu od 15 inča u list papira, a ona mu se odbila u krilo. To jednostavno nije trebalo da se dogodi. Posle znatnog razmišljanja shvatio je da postoji samo jedno moguće objašnjenje: čestice koje su se odbile natrag udarile su u nešto malo i gusto u srcu atoma, dok su druge čestice projezdile
bez prepreka. Raderford je shvatio da je atom prevashodno prazan prostor, sa veoma gustim jezgrom u središtu. Bilo je to veoma zadovoljavajuće otkriće, ali je smesta dovelo do jednog problema. Po svim zakonima klasične fizike, atomi dakle nije trebalo ni da postoje.
* * *
Zastanimo na trenutak da razmotrimo strukturu atoma kakvu danas poznajemo. Svaki atom sazdan je od tri vrste elementarnih čestica: protona, koji imaju pozitivan električni naboj; elektrona, koji imaju negativan električni naboj; i neutrona, koji nemaju nikakav naboj. Protoni i neutroni spakovani su u jezgro, dok se elektron obrće spolja oko njih. Ono što jednom atomu daje njegov hemijski identitet je- ste broj protona. Atom sa jednim protonom jeste atom vodonika, onaj sa dva protona je helijum, sa tri protona litijum, i tako dalje. Kad god dodate proton, dobijete novi element. (Pošto je broj protona u jezgru uvek u ravnoteži sa jednakim brojem elektrona, ponegde ćete pročitati da je broj elektrona ono što definiše element; svodi se na jedno te isto. Meni su to objasnili na sledeći način: protoni daju ato- mu identitet, dok mu elektroni daju ličnost.)
Neutroni ne utiču na identitet atoma, ali doprinose njegovoj masi. Broj neutrona je generalno jed- nak broju protona, ali to može malo da varira naviše i naniže. Dodajte ili oduzmite neutron ili dva i dobićete izotop. Termini koje čujete u vezi s tehnikama određivanja starosti u arheologiji odnose se na izotope – na primer, ugljenik-14, što je atom sa šest protona i osam neutrona (četrnaest je njihov zbir).
Neutroni i protoni zauzimaju jezgro atoma. Jezgro atoma je majušno – čini tek milioniti deo mili- jarditog dela čitave zapremine atoma – ali čudesno zgusnuto, pošto sadrži praktično svu masu atoma. Kao što je to Kroper rekao, ako bi se atom uvećao do razmera katedrale, jezgro bi bilo veliko tek kao muva – ali bi ta muva bila mnogo hiljada puta teža od katedrale. Upravo taj prostor – ta odzvanja- juća, neočekivana prostranost – nagnala je Raderforda da se počeše po glavi 1910. godine.
Zamisao da su atomi mahom sazdani od praznog prostora i da je čvrstina koju možemo da iskusi- mo svuda oko nas iluzija i dalje je prilično zapanjujuća. Kada se dva tela spoje u stvarnom svetu – obično se kao ilustracija koriste bilijarske kugle – ona u stvari ne udare jedno o drugo. „Radije”, kako to objašnjava Timoti Feris, „negativno nabijena polja dve kugle odbiju jedno drugo... da nije njihovog električnog naboja one bi, kao galaksije, prošle jedna kroz drugu neokrnjene.” Kada sedite na stolici, zapravo ne sedite tamo već levitirate iznad nje na visini od jednog angstrema (stomilioniti deo centimetra), i vaši i njeni elektroni neumoljivo su suprotstavljeni svakoj bližoj intimizaciji.
Slika atoma koju gotovo svako ima u glavi jeste slika jednog ili dva elektrona u letu oko jezgra, poput planeta u orbiti oko sunca. Ta slika stvorena je 1904. godine, zasnovana gotovo isključivo na pronicljivom nagađanju japanskog fizičara Hantara Nagaoke. Ona je potpuno pogrešna, ali svejedno istrajna. Kao što je Isak Asimov voleo da napomene, nadahnula je generacije pisaca naučne fantastike da stvaraju priče o svetovima unutar svetova, gde su atomi postajali majušni nastanjeni Sunčevi siste- mi ili se ispostavljalo da je naš Sunčev sistem samo čestica u nekoj daleko krupnijoj shemi. Čak i da- nas CERN, Evropska organizacija za nuklearna istraživanja, koristi Nagaokinu sliku kao logo svog veb-sajta. U stvari, kao što će fizičari ubrzo shvatiti, elektroni uopšte nisu kao planete u orbiti, već pre kao lopatice ventilatora koji se okreće, tako da uspevaju da istovremeno ispune i poslednji delić prostora u svojim orbitama (ali sa ključnom razlikom da se za lopatice ventilatora samo čini da su svuda odjednom; elektroni to jesu).
* * *
Ne treba ni govoriti da se malo od svega ovoga pojmilo godine 1910. ili mnogo godina potom. Ra- derfordova otkrića dovela su do nekih velikih i momentalnih problema, da ne pominjemo to što nije- dan elektron ne bi trebalo da bude u mogućnosti da orbitira oko jezgra bez pada. Konvencionalna teo- rija elektrodinamike nalagala je da leteći elektron vrlo brzo treba da ostane bez energije – za samo delić trenutka – i da se u spirali sunovrati u jezgro, sa katastrofalnim posledicama za oboje. Takođe je tu bio problem načina na koji protoni, sa svojim pozitivnim nabojem, mogu da se skupe unutar je- zgra, a da ne raznesu i sebe i ostatak atoma. Očigledno, šta god da se dešavalo tamo dole, u veoma malom svetu, nije bilo podložno zakonima koji važe u makro svetu gde obitavaju naša očekivanja.
Kada su fizičari počeli da zalaze u to subatomsko područje, shvatili su da ono nije tek drugačije od svega što smo poznavali, već drugačije od svega što smo ikada zamišljali. „Pošto atomsko pona- šanje nije ni nalik na svakodnevno iskustvo”, primetio je jednom Ričard Fejnmen, „veoma je teško navići se na njega i ono izgleda neobično i tajanstveno svima, kako novopečenim, tako i iskusnim fi- zičarima”. Kada je Fejnmen izrekao taj komentar, fizičari su imali već pola veka da se prilagode neo- bičnosti atomskog ponašanja. Pomislite onda kako li je samo bilo Raderfordu i njegovim kolegama početkom druge decenije dvadesetog veka, kada je sve to bilo ganc-novo.
Jedan od ljudi koji su radili sa Raderfordom bio je blagi i predusretljivi mladi Danac Nils Bor. Godine 1913, zbunjen strukturom atoma, Bor je došao na zamisao toliko uzbudljivu da je odložio svoj medeni mesec kako bi napisao ono što će postati prekretnički rad.
Pošto fizičari nisu mogli da vide ništa tako malo kao što je atom, morali su da pokušaju da pro- kljuve njegovu strukturu po načinu na koji se ponaša kad mu nešto rade, kao što je to Raderford ura- dio ispaljivanjem alfa čestica u foliju. Ponekad, nimalo iznenađujuće, rezultati tih eksperimenata bili su zbunjujući. Jedna dugo prisutna zagonetka imala je veze s očitavanjem spektra talasnih dužina vo- donika. Ono je proizvodilo šare koje su pokazivale da atomi vodonika emituju energiju na određenim talasnim dužinama, ali ne i na drugim. Bilo je to prilično nalik na osobu pod nadzorom koja se poja- vljuje na određenim lokacijama, ali niko nikada ne vidi da ona putuje između njih. Niko nije mogao da shvati zbog čega je to tako.
Dok je razmatrao taj problem, Boru je palo na pamet rešenje, pa se dao na pisanje svog čuvenog rada. S naslovom O konstituciji atoma i molekula, rad je objasnio kako to da elektroni ne padaju u je- zgro pretpostavkom da oni mogu da zauzimaju samo određene, dobro definisane orbite. Po novoj teo- riji, jedan elektron koji se kreće između orbita nestaje iz jedne i ponovo se pojavi u drugoj u trenu, ne posećujući prostor između njih. Naravno, ta zamisao – slavni „kvantni skok” – krajnje je čudna, ali i previše dobra da ne bi bila tačna. To ne samo što je sprečavalo elektrone da se u katastrofalnoj spi- rali ne sruče u jezgro, već je takođe objašnjavalo zbunjujuće talasne dužine vodonika. Elektroni su se pojavljivali u određenim orbitama zato što su postojali samo u određenim orbitama. Bio je to blistavi prodor zahvaljujući kojem je Bor 1922. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku, godinu dana pošto je Ajnštajn dobio svoju.
U međuvremenu, neumorni Raderford, sada ponovo u Kembridžu, gde je nasledio Dž. Dž. Tomso- na na mestu šefa laboratorije Kevendiš, smislio je model koji je objasnio zbog čega jezgra ne eksplo- diraju. Uvideo je da pozitivni naboj protona sigurno mora biti poništen nekom vrstom neutrališućih čestica, koje je nazvao neutronima. Ta zamisao je bila jednostavna i privlačna, ali ne i lako dokaziva. Raderfordov saradnik Džejms Čedvik posvetio je jedanaest godina intenzivnog rada lovu na neutrone pre nego što je konačno uspeo godine 1932.1 on je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1935. godine. Kao što Burs i njegove kolege ističu u svojoj istoriji ove teme, kašnjenje u otkriću bilo je verovatno veoma dobro, pošto je ovladavanje neutronom bilo od suštinske važnosti za razvoj atomske bombe.
(Budući da neutroni nemaju naboj, njih ne odbija električno polje u srcu atoma, pa se stoga mogu ispaljivati kao majušna torpeda u atomsko jezgro gde izazivaju destruktivni proces poznat kao fisija.) Da je neutron bio izolovan dvadesetih godina, „veoma je verovatno da bi atomska bomba najpre bila razvijena u Evropi, te da bi to nesumnjivo uradili Nemci”.
Ovako, Evropljani su imali pune ruke posla pokušavajući da shvate neobično ponašanje elektrona. Glavni problem sa kojim su bili suočeni bilo je to što se elektron ponekad ponašao kao čestica, a po- nekad kao talas. To nemoguće dvojstvo dovodilo je fizičare gotovo do ludila. Sledeće decenije oni su širom Evrope furiozno razmišljali, škrabali i nudili konkurentne hipoteze. U Francuskoj, princ Luj- Viktor de Brolji, potomak kneževske porodice, ustanovio je da određene anomalije u ponašanju elek- trona nestaju kada se oni tretiraju kao talasi. To zapažanje izazvalo je pažnju Austrijanca Ervina Šre- dingera, koji je uneo izvesna zgodna poboljšanja i smislio zgodan sistem zvani talasna mehanika. Go- tovo istovremeno, nemački fizičar Verner Hajzenberg smislio je konkurentnu teoriju zvanu matrična mehanika. Ona je bila matematički toliko složena da je jedva bilo onih koji su zaista mogli da je shvate, uključujući i samog Hajzenberga („ja čak ne znam ni šta je to matrica”, rekao je jednom Haj- zenberg prijatelju, sav očajan), ali izgleda da je rešavala izvesne probleme koje Šredingerovi talasi nisu mogli da objasne.
Dobra stvar u svemu tome bilo je to što je fizika imala dve teorije, zasnovane na suprotstavljenim premisama, koje su davale iste rezultate. Bila je to nemoguća situacija.
Najzad, 1926. godine, Hajzenberg je iznašao slavni kompromis i proizveo novu disciplinu koja će postati poznata kao kvantna mehanika. U njenom srcu bio je Hajzenbergov princip neizvesnosti, koji tvrdi da je elektron čestica, ali čestica koja se može opisati kao talas. Neizvesnost oko koje je teorija sazdana jeste u tome što možemo da znamo kojim putem se elektron kreće dok se pomera kroz prostor ili gde se nalazi u datom trenutku, ali ne možemo znati oboje.28 Svaki pokušaj da izmerite jedno nei- zostavno će poremetiti drugo. To nije naprosto stvar potrebe za preciznijim instrumentima; to je ne- promenljivo svojstvo vasione.
U praksi to znači da nikada ne možete predvideti gde će neki elektron biti u ma kom datom trenut- ku. Možete samo navesti verovatnoću da će biti tamo. U izvesnom smislu, kao što je to rekao Denis Overbaj, elektron ne postoji dok ne bude opažen. Ili, rečeno donekle drugačije, mora se smatrati da je elektron, sve dok ne bude opažen, „istovremeno i svugde i nigde”.
Ako vam ovo izgleda zbunjujuće, možda će vas utešiti to da je bilo zbunjujuće i za fizičare. Over- baj primećuje: „Bor je jednom prokomentarisao da osoba koja ne ostane preneražena kada prvi put čuje kvantnu teoriju nije ni shvatila šta joj je rečeno.” Kada su Hajzenberga upitali kako bi neko mo- gao da zamisli atom, on je odgovorio: „Ne trudite se.”
I tako se ispostavilo da atom uopšte ne liči na sliku koju je stvorila većina ljudi. Elektron ne leti oko jezgra kao planeta oko svog sunca, već umesto toga poprima amorfniji aspekt oblaka. „Ljuštura” atoma nije neki tvrdi, sjajni oklop kako nas ilustracije ponekad navode da pretpostavimo, već jedno- stavno spoljna površina tih čupkavih elektronskih oblaka. Sam oblak je praktično samo zona statistič- ke verovatnoće koja označava područje iza kojeg elektron veoma retko odluta. Stoga bi atom, ako bi- ste mogli da ga vidite, više ličio na čupkavu tenisku loptu nego na tvrdu metalnu sferu (ali ne mnogo nalik ni na jedno ni na drugo, niti, štaviše, na bilo šta što ste ikad videli; najzad, ovde se bavimo sve- tom mnogo drugačijim od onoga koji vidimo oko sebe).
Činilo se da neobičnostima nema kraja. Prvi put, kao što je to Džejms Terfil rekao, naučnici su na- išli na „područje vasione za čije poimanje naši umovi prosto nisu podešeni”. Ili, kako je Fejnmen to opisao, „stvari se na maloj skali ne ponašaju nimalo nalik stvarima na velikoj skali”. Kako su se fizi- čari više udubljivali u to, shvatali su da su pronašli svet gde ne samo da elektroni mogu da skoče iz
jedne orbite u drugu a da ne prevale put kroz prostor koji te orbite deli, već i gde materija može da se pojavi ni iz čega – „pod uslovom”, po rečima Alana Lajtmena sa MIT-a, „da ponovo nestane do- voljno brzo”.
Možda je najprivlačnija od svih kvantnih neverovatnoća zamisao koja je ponikla iz principa is- ključenja Volfganga Paulija iz 1925. godine, da izvesni parovi subatomskih čestica, čak i kada ih raz- dvaja zamašna udaljenost, smesta mogu da „saznaju” šta radi jedna, odnosno druga. Čestice poseduju kvalitet koji se naziva obrtanje i, po kvantnoj teoriji, u trenutku kada odredite obrtanje jedne čestice, njena sestra čestica, koliko god daleko bila, smesta će početi da se obrće u suprotnom smeru, istom brzinom.
To je kao da, po rečima naučnog pisca Lorensa Džozefa, imate dve identične bilijarske kugle, jed- nu u Ohaju, a drugu na Fidžiju, i u trenutku kada zavrtite jednu, druga odmah počne da se vrti u su- protnom smeru potpuno istom brzinom. Začudo, taj fenomen je dokazan 1997. kada su fizičari na Uni- verzitetu u Ženevi odaslali fotone na daljinu od sedam milja u suprotnim smerovima i demonstrirali da petljanje sa jednim izaziva trenutnu reakciju kod drugog.
Stvari su otišle toliko daleko da je na jednoj konferenciji Bor zapazio u vezi s novom teorijom da nije pitanje da li je ona luda, već da li je dovoljno luda. Da bi ilustrovao neintuitivnu prirodu kvant- nog sveta, Šredinger je ponudio čuveni misaoni eksperiment u kojem je hipotetička mačka smeštena u kutiju s jednim atomom radioaktivne supstance prikačenim za bočicu cijanovodonične kiseline. Ako bi se čestica smanjila u roku od jednog sata, aktivirala bi mehanizam koji bi razbio bočicu i otrovao mačku. U suprotnom, mačka bi preživela. Ali mi ne bismo mogli da znamo kakav je ishod, tako ne bi- smo imali drugi izbor, u naučnom smislu, osim da smatramo da je mačka istovremeno 100 odsto živa i 100 odsto mrtva. To znači, kao što je Stiven Hoking zapazio sa izvesnim razumljivim uzbuđenjem, da čovek „ne može tačno predvideti buduće događaje bas kao što ne može precizno ni da izmeri sada- šnje stanje vasione”.
Zbog svih tih neobičnosti, mnogim fizičarima se kvantna teorija nije dopala, ili makar neki njeni aspekti, a niko nije bio vise protiv nje od Ajnštajna. To je bilo više nego ironično pošto je upravo on, u svom annus mirabilis iz 1905. tako ubedljivo objasnio zbog čega fotoni svetlosti mogu ponekad da se ponašaju kao čestice, a ponekad kao talasi – što je zapažanje koje leži u samom srcu nove fizike.
„Kvantna teorija je veoma vredna razmatranja”, primetio je on pristojno, ali mu se zapravo nije do- pala. „Bog se ne igra kockicama”, rekao je on.29
Ajnštajn nije mogao da podnese pomisao da je Bog mogao da stvori vasionu u kojoj će neke stvari zauvek ostati nesaznatljive. Štaviše, zamisao o akciji sa daljine – o tome da jedna čestica može tre- nutno da utiče na drugu bilionima milja daleko – bila je direktno kršenje posebne teorije relativno- sti. Ništa nije moglo biti brže od brzine svetlosti, a opet su neki fizičari tu tvrdili da, nekako, na suba- tomskom nivou, informacije to mogu. (Uzgred, niko nije nikada objasnio kako česticama to uspeva. Naučnici su se nosili s tim problemom, po fizičaru Jakiru Aharonovu, „tako što nisu razmišljali o nje- mu”.)
Iznad svega, problem s kvantnom fizikom bio je u tome što je ona unela nivo nereda koji ranije ni- je postojao. Najednom su vam trebala dva skupa zakona da biste objasnili ponašanje vasione – kvantna teorija za svet veoma malog i relativnost za veću vasionu izvan toga. Težište teorije relativ- nosti briljantno je objašnjavalo zbog čega planete kruže oko sunaca ili zašto se galaksije grupišu, ali ispostavilo se da nema nikakvog uticaja na nivou čestica. Da bi se objasnilo šta drži atome na okupu, bile su potrebne druge sile, a dve takve otkrivene su tridesetih godina: jaka nuklearna sila i slaba nu- klearna sila. Jaka sila veže atome u skup; to je ono što dozvoljava protonima da se međusobno druže u jezgru. Slaba sila bavi se raznovrsnijim zadacima, koji uglavnom imaju veze s kontrolisanjem stope
određenih vrsta radioaktivnog raspada.
Slaba nuklearna sila, uprkos njenom nazivu, deset je milijardi milijardi milijardi puta jača od gra- vitacije, dok je jaka nuklearna sila još moćnija – u stvari, daleko moćnija – ali njihov uticaj prote- že se samo na najmanje moguće udaljenosti. Zahvat jake sile pruža se samo do stohiljaditog dela prečnika atoma. Zbog toga su jezgra atoma tako kompaktna i zgusnuta, i zbog toga su elementi s veli- kim, pretrpanim jezgrima obično tako nestabilni: jaka sila jednostavno ne može da drži sve protone.
Dobra strana svega ovoga jeste u tome što je fizika završila sa dva korpusa zakona – jednim za svet veoma malog, i jednim za krupnu vasionu – koji žive sasvim zasebno. Ajnštajnu se ni to nije dopadalo. On je ostatak života posvetio potrazi za načinom da poveže sve te repove iznalaženjem Ve- like jedinstvene teorije, i nijednom nije uspeo. S vremena na vreme bi pomislio da ju je prokljuvio, ali bi mu se na kraju uvek rasplela u rukama. Kako je vreme prolazilo, on je postajao sve marginali- zovaniji, a čak su ga pomalo i žalili. Gotovo bez izuzetka, napisao je Snou, „njegove kolege su misli- le, i još to misle, da je straćio drugu polovinu života”.
Međutim, drugde je došlo do stvarnog napretka. Sredinom četrdesetih godina naučnici su došli do tačke gde su shvatili atom na izuzetno dubokom nivou – što su i previše efektno demonstrirali u av- gustu 1945. eksplozijom dve atomske bombe iznad Japana.
Do te tačke fizičarima je moglo da se oprosti to što su mislili da samo što nisu pobedili atom. U stvari, sve u fizici čestica spremalo se da se dodatno zakomplikuje. Ali pre nego što krenemo na tu donekle iscrpljujuću priču, moramo ažurirati jednu drugu stranu naše istorije razmatranjem značajne i blagotvorne pripovesti o pohlepi, prevari, lošoj nauci, nekoliko nepotrebnih smrti i konačnom utvrđi- vanju starosti Zemlje.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
10
Uklanjanje olova30
Krajem četrdesetih godina, Kler Paterson, diplomac na Univerzitetu u Čikagu (koji je, bezobzira na ime, bio momak iz jednog sela u Ajovi) koristio je novi metod merenja izotopa olova kako bi poku- šao da konačno ustanovi starost Zemlje. Nažalost, svi njegovi uzorci kamena su se zagadili – i to, najčešće, poprilično. Većina je sadržala negde dvesta puta više olova od nivoa koji bi se normalno mogao očekivati. Mnogo godina će proći pre nego što Paterson shvati da je razlog za to jadni izumite- lj iz Ohaja zvani Tomas Midžli Mlađi.
Midžli je po obrazovanju bio inženjer i svet bi nesumnjivo bio bezbednije mesto da je to i ostao. Ali, umesto toga, on je počeo da se zanima za industrijsku primenu hemije. Godine 1921, dok je radio za Istraživačku korporaciju Dženeral motors u Dejtonu u Ohaju, istraživao je smesu koja se zvala te- traetil-olovo (takođe poznatu, zbunjujuće, kao olovni tetraetil) i otkrio da ona znatno umanjuje stanje silovitog vibriranja poznato kao lupnjava motora.
Iako je bilo opšte poznato da je olovo opasno, početkom dvadesetog veka ono se moglo pronaći u raznoraznim proizvodima za široku potrošnju. Hrana se prodavala u konzervama zatvorenim olovnim limom. Voda se često čuvala u rezervoarima obloženim olovom. Olovni arsenat koristio se za prska- nje voća kao pesticid. Olovo je bilo čak i sastavni deo tuba za zubnu pastu. Teško da je postojao neki proizvod koji nije u život potrošača unosio malčice olova. Međutim, ništa mu nije pružilo veću i du- gotrajniju intimnost nego dodavanje motornom gorivu.
Olovo je nervni otrov. Uzmite preveliku količinu i nepovratno ćete oštetiti mozak i centralni nerv- ni sistem. Među mnogim simptomima koji se vezuju za preterano izlaganje olovu jesu slepilo, nesani- ca, otkazivanje rada bubrega, gubitak sluha, rak, paraliza i grčevi. U svom najakutnijem vidu ono iza- ziva nagle i zastrašujuće halucinacije, uznemirujuće kako po žrtve, tako i po posmatrače, koje zatim obično vode u komu i smrt. Zaista je bolje da ne unesete mnogo olova.
S druge strane, olovo je bilo lako vaditi i obrađivati, i gotovo da je bilo sramno unosno za indu- strijsku proizvodnju – a tetraetil-olovo je nesumnjivo zaustavilo lupnjavu motora. I tako su 1923. godine tri najveće američke korporacije, Dženeral motors, Djupont i Standard oil iz Nju Džerzija, obrazovale zajedničku firmu s nazivom Etil-benzin korporacija (kasnije skraćen na jednostavno Etil- korporacija) s ciljem da proizvodi onoliko tetraetil-olova koliko je svet bio voljan da kupi, a ispo- stavilo se da je to veoma mnogo. Svoj aditiv nazvali su „etil” zato što je to zvučalo prijaznije i manje otrovno od „olova” i uveli ga u široku potrošnju (na mnogo više načina nego što su ljudi shvatali) 1. februara 1923. godine.
Gotovo odmah, radnici u proizvodnji počeli su da posrću u hodu i ponašaju se zbunjeno kao osobe upravo izložene trovanju. Takođe gotovo odmah, Etil korporacija je usvojila politiku mirnog ali ne- popustljivog poricanja koja će joj dobro poslužiti decenijama. Kao što Šeron Berč Makgrejn beleži u svojoj vrlo zanimljivoj istoriji industrijske hemije, Prometejci u laboratoriji, kada su zaposleni u jednoj fabrici počeli nesumnjivo da haluciniraju, portparol je podsmešljivo obavestio novinare: „Ti ljudi su verovatno poludeli zato što su previše marljivo radili.” Sve u svemu, najmanje petnaest rad- nika umrlo je na početku proizvodnje olovnog benzina, a nebrojeno ih se porazboljevalo, često sa si-
lovitim simptomima; tačan broj se ne zna zato što je kompanija gotovo uvek uspevala da zataška vesti o neprijatnom curkanju, izlivima i trovanjima. Povremeno, međutim, zataškavanje vesti nije bilo mo- guće – posebno 1924. godine, kada je za samo nekoliko dana pet proizvodnih radnika umrlo, dok je još trideset pet nepovratno preobraženo u posrćuće ruine, u jednom jedinom loše provetrenom pogo- nu.
Dok su kružile glasine o opasnostima novog proizvoda, usplahireni izumitelj etila, Tomas Midžli, odlučio je da održi demonstraciju za novinare kako bi suzbio njihove brige. Dok je ćeretao o tome koliko je kompanija posvećena zaštiti na radu, sipao je tetraetil-olovo sebi po šakama, a onda držao bokal pod nosom šezdeset sekundi, tvrdeći sve vreme da bi mogao isti postupak svakodnevno da po- navlja, a da mu nimalo ne naškodi. U stvari, Midžli je veoma dobro znao za opasnosti trovanja olo- vom: i sam se ozbiljno razboleo od preteranog izlaganja nekoliko meseci ranije i sada, osim kada je razuveravao novinare, nije ni prilazio tome bez krajnje nužde.
* * *
Osokoljen uspehom olovnog benzina, Midžli se okrenuo drugom tehnološkom problemu svog doba. Frižideri su tokom dvadesetih godina često bili užasno rizični zato što su se u njima koristili podmu- kli i opasni gasovi koji su ponekad curkali napolje. Jedno takvo curkanje iz frižidera u bolnici u Kli- vlendu (Ohajo) ubilo je 1929. više od stotinu ljudi. Midžli se namerio da stvori gas koji će biti stabi- lan, nezapaljiv, nekorozivan i bezbedan za udisanje. Sa instinktom vrednim sažaljenja, koji je bio go- tovo neverovatan, izumeo je hlorofluorougljenike, ili skraćeno CFC-e.
Retko kada je neki industrijski proizvod bio brže ili zlosrećnije prihvaćen. CFC-i su ušli u proi- zvodnju početkom tridesetih godina i našli hiljadu primena u svemu, od klima-uređaja u kolima do dezodoransa u spreju, pre nego što je primećeno, pola veka kasnije, da oni proždiru ozon u stratosfe- ri. A kao što već znate, to nije dobro.
Ozon je oblik kiseonika u kojem svaki molekul sadrži tri atoma kiseonika umesto, kao obično, dva. Malčice je hemijski neobično to što je na nivou tla on zagađivač, dok je visoko u stratosferi koristan zato što upija opasno ultraljubičasto zračenje. Međutim, korisnog ozona nema u nekom naročitom izo- bilju. Ako bi se ravnomerno rasporedio kroz stratosferu, obrazovao bi sloj debljine od samo oko 2 milimetra. Zato ga je tako lako poremetiti.
Hlorofluorougljenici takođe nisu mnogo obilni – oni čine samo negde jedan milijarditi deo atmo- sfere kao celine – ali su neverovatno razorni. Jedan jedini kilogram CFC-a može da uhvati i uništi
70.000 kilograma atmosferskog ozona. CFC-i se takođe dugo zadržavaju – u proseku oko jedan vek – i sve vreme prave haos. A uzgred su i veliki upijači toplote. jedan molekul CFC-a oko deset hiljada puta efikasnije pogoršava efekat staklene bašte od molekula ugljen-dioksida – a ugljen-diok- sid, naravno, nije nikakav zabušant u ulozi gasa koji proizvodi efekat staklene bašte. Ukratko, može se tvrditi da su hlorofluorougljenici najgori izum dvadesetog veka.
Midžli to nikada nije saznao zato što je umro mnogo pre nego što je iko ustanovio koliko su CFC-i razorni. I sama njegova smrt bila je neobično upečatljiva. Pošto je postao bogalj zbog dečje paralize, Midžli je izumeo skalameriju koja je koristila niz motorizovanih čekrka i automatski ga podizala ili okretala u postelji. Godine 1944. upleo se u kablove kada se mašina aktivirala i ugušio se.
* * *
Ako vas je zanimalo kako da otkrijete koliko su pojedine stvari stare, pravo mesto za vas bio je Uni-
verzitet u Čikagu četrdesetih. Vilard Libi je upravo bio na putu da izmisli način za određivanje staro- sti pomoću radiougljenika. To će naučnicima omogućiti da precizno očitaju starost kostiju i drugih or- ganskih ostataka, što nikada ranije nisu mogli da urade. Sve do tada, najstariji pouzdani datumi nisu sezali dalje od Prve dinastije u Egiptu – oko 3000. godine pre nove ere. Niko, na primer, nije mogao sa sigurnošću da kaže kada se povukao poslednji led ili u koje vreme su kromanjonci ukrašavali peći- ne Laskoa u Francuskoj.
Libijeva zamisao bila je tako korisna da je za nju 1960. godine dobio Nobelovu nagradu. Zasniva- la se na shvatanju da svi živi organizmi u sebi nose izotop ugljenika zvani ugljenik-14, koji počinje da se raspada merljivom brzinom od trenutka kada oni umru. Ugljenik-14 ima vreme poluraspada – što će reći, vreme potrebno da polovina ma kog uzorka nestane – od oko 5.600 godina, pa je Libi iz- računavanjem količine raspada datog uzorka ugljenika mogao dosta dobro da proceni starost objek- ta – mada, samo donekle. Posle osam poluraspada, preostane samo 0,39 odsto prvobitnog radioak- tivnog ugljenika, što je premalo da bi se obavila pouzdana merenja, pa tako određivanje starosti radi- ougljenikom deluje samo za objekte stare do nekih četrdesetak hiljada godina.
Začudo, baš kada je ta tehnika postala široko prihvaćena, postali su očigledni neki njeni nedostaci. Za početak, ustanovljeno je da je jedna od osnovnih komponenti Libijeve formule, poznata kao kon- stanta raspada, pogrešna za oko 3 odsto.” Do tada je, međutim, obavljeno na hiljade merenja širom sveta. Umesto da svako od njih ponove, naučnici su odlučili da zadrže nepreciznu konstantu. „Tako , beleži Tim Flaneri, „svaki sirovi radiougljenični datum koji danas očitate smatra se premladim za oko 3 odsto.” Problemi se nisu baš okončali time. Ubrzo je ustanovljeno da se uzorci ugljenika-14 la- ko mogu zagaditi ugljenikom iz drugih izvora – na primer, iz komadića biljne materije koja je uzeta sa uzorkom i nije primećena. Za mlađe uzorke – one ispod dvadesetak hiljada godina – malo zaga- đenje ne znači uvek bogzna šta, ali kod starijih uzoraka to može biti ozbiljan problem zato što se pre- brojava tako malo preostalih atoma. U prvi mah, da pozajmimo to od Flanerija, kao da omanete za je- dan dolar kada brojite do hiljadu; u drugi mah, to vam je pre kao da omanete za jedan dolar kada za prebrojavanje imate samo dva.
Libijev metod se takođe zasnivao na pretpostavci da su količina ugljenika-14 u atmosferi i brzina kojom ga apsorbuju živa stvorenja u istoriji bile postojane. Zapravo, nisu. Sada znamo da zapremina atmosferskog ugljenika-14 varira u zavisnosti od toga koliko dobro ili ne Zemljin magnetizam skreće kosmičke zrake, te da vremenom to može značajno da se menja. To znači da su neki datumi dobijeni pomoću ugljenika-14 sumnjiviji od drugih. Među sumnjivijima su datumi otprilike iz vremena kada su ljudi prvi put došli u obe Amerike, i to je jedan od razloga što se čitava stvar tako beskonačno ospo- rava.
Najzad, i možda malčice neočekivano, očitavanja mogu da omanu zbog naizgled nepovezanih spoljnih faktora – kao što je vrsta ishrane onih čije se kosti testiraju. Jedan nedavni slučaj izazvao je dugotrajnu debatu o tome da li je sifilis potekao iz Novog sveta ili Starog. Arheolozi u Halu ustanovi- li su da su monasi iz manastirskog groblja bolovali od sifilisa, ali prvobitni zaključak da se to mona- sima desilo pre Kolumbovog putovanja doveden je u sumnju saznanjem da su oni jeli mnogo ribe, zbog čega bi moglo da se desi da im kosti izgledaju starije nego što zapravo jesu. Monasi su zaista mogli da boluju od sifilisa, ali kako je on do njih stigao, i kada, ostaje i dalje izluđujuće nerazrešeno pitanje.
Zbog nagomilanih nedostataka ugljenika-14, naučnici su smislili druge metode određivanja starosti drevnih materijala, među kojima je termoluminiscencija, koja meri elektrone uhvaćene u ilovači, i obrtna rezonanca elektrona, gde se uzorak bombarduje elektromagnetnim talasima, pa se mere vibra- cije elektrona. Ali čak i najbolji od tih metoda nisu mogli da odrede starost ničega starijeg od dvesto-
tinak hiljada godina, dok neorganske materijale kao što je kamen nisu mogli uopšte da datiraju, a to vam je, naravno, neophodno ako želite da ustanovite starost svoje planete.
Problemi utvrđivanja starosti kamenja bili su takvi da su ujednom trenutku gotovo svi na svetu odustali od toga. Da nije bilo jednog odlučnog engleskog profesora koji se zvao Artur Holms, to pregnuće moglo je u potpunosti da zapadne u stanje neaktivnosti.
Holms je bio pravi heroj, kako zbog prepreka koje je savladao, tako i zbog rezultata koje je posti- gao. Do treće decenije dvadesetog veka, kada je on bio na vrhuncu karijere, geologija je izašla iz mo- de – fizika je donela nova uzbuđenja tom dobu – pa je ostala krajnje bedno finansirana, pogotovo u Britaniji, na mestu svog duhovnog rođenja. Na Daramskom univerzitetu, Holms je mnogo godina či- nio čitavu katedru za geologiju. Često je morao da pozajmljuje ili krpi opremu kako bi radio na svom radiometrijskom utvrđivanju starosti kamenja. Jednom su njegovi proračuni bili zadržani praktično godinu dana dok nije sačekao da ga univerzitet opskrbi jednostavnom mašinom za sabiranje. Povre- meno je morao sasvim da se udalji iz akademskog života kako bi izdržavao porodicu – neko vreme je vodio prodavnicu retkosti u Njukaslu na reci Tajn – a ponekad nije mogao sebi da priušti čak ni tri funte koliko je koštala godišnja članarina u Geološkom društvu.
Tehnika koju je Holms koristio u svom radu bila je teorijski direktna i ponikla je pravo iz postup- ka koji je prvi zapazio Ernest Raderford godine 1904, gde se neki atomi raspadom menjaju iz jednog elementa u drugi brzinom dovoljno predvidivom da možete da ih koristite kao satove. Ako znate koli- ko je potrebno da kalijum-40 postane argon-40, i izmerite količinu i jednog i drugog u uzorku, možete izračunati koliko je materijal star. Holmsov doprinos bio je u tome što je merio brzinu raspada urani- juma u olovo kako bi izračunao starost kamenja, pa tako – nadao se on – i Zemlje.
Ali morao je da savlada mnogo tehničkih poteškoća. Holmsu su takođe bile potrebne – ili bi to makar veoma cenio – sofisticirane spravice koje su mogle da vrše fina merenja iz majušnih uzoraka, a kao što smo već videli, jedva da je mogao da dobije i jednostavnu mašinu za sabiranje. I stoga je bilo istinsko dostignuće kada je 1946. objavio sa prilično samopouzdanja da je Zemlja stara najma- nje tri milijarde godina, a verovatno i mnogo više. Nažalost, naišao je na još jednu veliku prepreku u prihvatanju: na konzervativnost sopstvenih kolega naučnika. Iako su sa zadovoljstvom hvalili njegovu metodologiju, mnogi su smatrali da on nije otkrio starost Zemlje, već samo starost materijala od kojih je Zemlja formirana.
Baš negde u to vreme, Harison Braun sa Univerziteta u Čikagu razvio je novi metod za prebroja- vanje izotopa olova u magmatskim stenama (što će reći da su one nastale zagrevanjem, nasuprot sle- ganju ili sedimentaciji). Shvativši da će mu posao biti krajnje tegoban, dodelio je to mladom Kleru Patersonu kao projekt za disertaciju. Poznato je da je obećao Patersonu da će utvrđivanje starosti Ze- mlje tim novim metodom biti „mačji kašalj”. U stvari, potrajaće godinama.
Paterson je počeo rad na projektu 1948. godine. U poređenju sa živopisnim doprinosima Tomasa Midžlija marširajućem progresu, Patersonovo otkriće starosti Zemlje deluje kao popriličan antikli- maks. Sedam godina, najpre na Univerzitetu u Čikagu, a zatim na Kalifornijskom institutu za tehnolo- giju (gde se preselio 1952) on je radio u sterilnoj laboratoriji i vršio veoma precizna merenja odnosa olova i uranijuma u pažljivo odabranim uzorcima starog kamenja.
Teškoća u merenju starosti Zemlje bila je u tome što vam je potrebno izuzetno prastaro kamenje, sa kristalima koji nose olovo i uranijum starim otprilike koliko i sama planeta – bilo šta mnogo mlađe očigledno bi vam dalo varljive mlađe datume – ati zaista prastaro stenje retko se može naći na Ze- mlji. Krajem četrdesetih godina niko nije sasvim shvatao zašto je to tako. Štaviše, a to je i prilično neverovatno, dobrano ćemo kročiti u svemirsko doba pre nego što iko bude u stanju da na uverljiv način objasni kuda je nestalo prastaro kamenje sa Zemlje. (Odgovor je: u tektonskim pločama, ali do
toga ćemo, naravno, tek doći.) U međuvremenu, Patersonu je bilo prepušteno da pokuša da razabere sve to sa veoma ograničenim materijalima. Konačno, i genijalno, palo mu je na pamet da bi mogao da zaobiđe nedostatak kamenja tako što će koristiti kamenje koje nije sa Zemlje. Okrenuo se meteoriti- ma.
Pretpostavka koju je postavio – prilično krupna ali, kako se ispostavilo, tačna – bila je da su mnogi meteoriti u suštini višak građevinskog materijala preostao iz ranog doba Sunčevog sistema, pa su stoga uspeli da sačuvaju manje-više netaknutu unutrašnju hemiju. Izmerite starost tog lutajućeg ste- nja i doći ćete ujedno (dovoljno blizu) do starosti Zemlje.
Kao i uvek, međutim, ništa nije bilo tako jednostavno kao što ovaj lagani opis može da zazvuči. Meteorita nema u izobilju, a do uzoraka nije baš ni lako doći. Štaviše, ispostavilo se da je Braunova tehnika merenja krajnje ćudljiva i da joj treba mnogo poboljšanja. Iznad svega, problem je bio u tome što su Patersonovi uzorci bili neprekidno i neobjašnjivo zagađeni velikim dozama atmosferskog olo- va gde god su bili izloženi vazduhu. Upravo to ga je na kraju navelo da stvori sterilnu laboratoriju – prvu takvu na svetu, po najmanje jednom izvoru.
Patersonu je trebalo sedam godina strpljivog rada samo da pronađe i izmeri odgovarajuće uzorke za završno testiranje. U proleće 1953. odneo je uzorke u Nacionalnu laboratoriju Argon u Ilinoisu, gde je, povremeno, dobijao na korišćenje najnoviji spektrograf mase, mašinu kadru da otkrije i izmeri i najmanje količine uranijuma i olova zaključane u drevnim kristalima. Kada je konačno došao do svojih rezultata, Paterson je bio toliko uzbuđen da se odvezao pravo u grad u kojem je proveo detinj- stvo u Ajovi i naterao majku da ga odvede u bolnicu, jer je pomislio da ima srčani napad.
Ubrzo zatim, na jednom sastanku u Viskonsinu, Paterson je objavio da je definitivna starost Zemlje
4.550 miliona godina (plus ili minus 70 miliona godina) – „što je broj koji se nije promenio ni 50 godina kasnije”, kao što sa divljenjem piše Makgrejnova. Posle dvesta godina i raznih pokušaja, Ze- mlja je konačno imala starost.
* * *
Gotovo smesta, Paterson je obratio pažnju na pitanje tolike količine olova u atmosferi. Zapanjio se kada je otkrio da je ono malo što se znalo o učinku olova po ljudska bića gotovo neizostavno pogre- šno ili zavaravajuće – što nimalo ne iznenađuje, jer su četrdeset godina svaku studiju učinka olova finansirali isključivo proizvođači olovnih aditiva.
U jednoj takvoj studiji, lekar koji nije imao nikakvu specijalističku obuku iz hemijske patologije započeo je petogodišnji program u kojem se od dobrovoljaca tražilo da udišu ili gutaju povišene ko- ličine olova. Potom je testiran njihov urin i izmet. Nažalost, čini se da taj lekar nije znao da se olovo ne izbacuje kao otpadna materija. Umesto toga, taloži se u kostima i krvi – zbog toga je toliko opa- sno – a ni kosti ni krv nisu bili testirani. Posledica svega bilo je to da je olovo dobilo čistu zdrav- stvenu potvrdu.
Paterson je ubrzo ustanovio da smo imali mnogo olova u atmosferi – imamo ga, zapravo, i danas jer se olovo nikada ne gubi – i da verovatno oko 90 odsto potiče iz automobilskih izduvnih cevi; ali on to nije mogao da dokaže. Bio mu je potreban način da uporedi nivoe olova u današnjoj atmosferi sa nivoima koji su postojali pre 1923. godine, kada je tetraetil-olovo ušlo u masovnu proizvodnju. Palo mu je na pamet da bi odgovor mogla da daju ledena jezgra.
Bilo je poznato da se snežni nanosi na mestima kao što je Grenland akumuliraju u tanane godišnje slojeve (pošto razlike u temperaturama godišnjih doba izazivaju male promene u boji od zime do le- ta). Brojanjem unazad kroz te slojeve i merenjem količine olova u svakom od njih, on je mogao da iz-
računa globalne atmosferske koncentracije olova u ma kom trenutku za stotine, pa čak i hiljade godi- na. Ta zamisao postala je osnova za izučavanje ledenog jezgra, na kojem se zasniva savremeni klima- tološki rad.
Paterson je otkrio da pre 1923. u atmosferi gotovo da uopšte nije bilo olova i da su se od tada ni- voi olova peli neprekidno i opasno. Sada je imao novi životni cilj – da izvadi olovo iz benzina. Zbog toga je postao stalni i često glasni kritičar industrije olova i njenih interesa.
Ispostavilo se da je to bila paklena kampanja. Etilje bio moćna globalna korporacija s mnogo pri- jatelja na visokim funkcijama. (Među njenim direktorima bili su i sudija Vrhovnog suda Luis Pauel i Gilbert Grosvenor iz Nacionalnog geografskog društva.) Paterson je najednom ustanovio da mu je fi- nansiranje istraživanja ukinuto, ili da mu je teško da do njega dođe. Američki institut za naftu raski- nuo je istraživački ugovor s njim, kao i Javna zdravstvena služba Sjedinjenih Američkih Država, na- vodno neutralni državni organ.
Kako je Paterson bivao sve štetniji po svoju instituciju, poverenici Kalteha trpeli su neprekidno pritisak zvaničnika industrije olova koji su tražili da Paterson bude ućutkan ili otpušten. Kako kaže Džejmi Linkoln Kitmen u jednom napisu za Naciju iz 2000. godine, funkcioneri Etila navodno su po- nudili da finansiraju jedno mesto u Kaltehu „ako Paterson otperja odatle”. Apsurdno je to što su ga 1971. godine isključili iz diskusije Nacionalnog istraživačkog veća postavljenog da istraži opasnosti od trovanja atmosfere olovom, iako je on tada već nesumnjivo bio vodeći američki stručnjak za atmo- sfersko olovo.
Ono što Patersonu veoma služi na čast jeste da nikada nije popustio. Najzad je njegov trud doveo do uvođenja Zakona o čistom vazduhu 1970. godine i konačno do potpunog uklanjanja iz prodaje olovnog benzina u Sjedinjenim Američkim Državama 1986. godine. Gotovo odmah, nivo olova u krvi Amerikanaca pao je za oko 80 odsto. Ali pošto je olovo večno, danas svaki živi Amerikanac ima oko 625 puta više olova u krvi nego što su ljudi imali pre jednog veka. Količina olova u atmosferi isto ta- ko nastavlja da raste, sasvim legalno, za oko stotinu hiljada tona godišnje, uglavnom zbog rudnika, to- pionica i industrijskih aktivnosti. Sjedinjene Američke Države su zabranile olovo i u farbi za kreče- nje enterijera, „44 godine posle najvećeg dela Evrope”, kao što primećuje Makgrejnova. Začudo, ako se ima u vidu njegova zapanjujuća otrovnost, olovni lim uklonjen je iz američkih posuda za hranu tek 1993. godine.
Što se tiče Etil korporacije, ona i dalje odlično radi, mada Dženeral motors, Standard oil i Dju- pont više nemaju akcije u toj kompaniji. (Prodali su ih 1962. kompaniji koja se zove Albermarl pej- per.) Po Makgrejnovoj, sve do februara 2001. Etil je nastavio da tvrdi kako „istraživanja nisu doka- zala da olovni benzin predstavlja pretnju po ljudsko zdravlje ili okolinu”. Na veb-sajtu kompanije, u njenom istorijatu olovo se uopšte ne pominje – baš kao ni Tomas Midžli – već se prvobitni proi- zvod jednostavno opisuje kao da sadrži „određenu kombinaciju hemikalija”.
Etil više ne proizvodi olovni benzin, mada je, po završnim računima kompanije za 2001. godinu tetraetil-olovo (ili TEL, kako to firma zove) i dalje imalo udeo od 25,1 miliona dolara u 2000. godini (od ukupne prodaje koja je iznosila 795 miliona dolara), što je porast u odnosu na 24,1 miliona dola- ra iz 1999, ali pad sa 117 miliona dolara u 1998. godini. Kompanija je u svom izveštaju navela da je odlučna da „maksimalizuje gotovinu koju donosi TEL jer njegova upotreba nastavlja da opada širom sveta”. Etil prodaje TEL u svetu preko ugovora koji ima sa engleskim Asošijeted oktel Ltd-jem.
Kada je u pitanju druga pošast koju nam je zaveštao Tomas Midžli, hlorofluorougljenici su 1974. godine zabranjeni u Sjedinjenim Američkim Državama, ali to su žilavi đavolčići i sva ona količina puštena u atmosferu pre tog vremena (na primer, iz dezodoransa ili laka za kosu) gotovo izvesno biće tu i proždiraće ozon još dugo pošto vi i ja zapalimo odavde. Još gore, i dalje svake godine ubacuje-
mo ogromne količine CFC-a u atmosferu. Po Vejnu Bidlu, preko 27 miliona kilograma toga, u vredno- sti od milijardu i po dolara, i dalje svake godine nade put do tržišta. Pa ko to onda proizvodi? Mi – što će reći, mnoge velike korporacije i dalje to proizvode u svojim prekomorskim fabrikama. U ze- mljama trećeg sveta to neće biti zabranjeno sve do 2010. godine.
Kler Paterson je umro 1995. godine. Nije dobio Nobelovu nagradu za svoj rad. Geolozi je nikad ne dobiju. Zbunjuje to što se nije proslavio niti privukao mnogo pažnje čak ni posle pola veka konzi- stentnih i sve nesebičnijih dostignuća. Može se sa dosta osnova zastupati gledište da je on bio najuti- cajniji geolog dvadesetog veka. A opet, ko je čuo za Klera Patersona? U većini udžbenika geologije nije ni pomenut. U dvema skorijim popularnim knjigama o istoriji određivanja starosti Zemlje čak mu je ime pogrešno napisano. Početkom 2001. godine, prikazivač jedne od tih knjiga u časopisu Priroda načinio je dodatnu, prilično zapanjujuću grešku pomislivši da je Paterson bio žena.
U svakom slučaju, zahvaljujući radu Klera Patersona, 1953. godine Zemlji je konačno određena starost oko koje su svi mogli da se slože. Jedini problem sada je predstavljala činjenica što je starija od vasione u kojoj se nalazi.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
11
Master Markovi kvarkovi
Godine 1911. britanski naučnik S. T. R. Vilson izučavao je formacije oblaka tako što se redovno peo na vrh Ben Nevisa, škotske planine čuvene po vlažnosti, kada mu je palo na pamet da mora postojati neki lakši način. Kada se vratio u laboratoriju Kevendiš u Kembridžu, sagradio je komoru za veštač- ke oblake – jednostavnu spravu u kojoj je mogao da hladi i vlaži vazduh, i stvori razuman model oblaka u laboratorijskim uslovima.
Sprava je radila vrlo dobro, ali donela je i dodatnu, neočekivanu korist. Kada je ubrzao jednu alfa česticu kroz komoru kako bi začeo svoje ko bajagi oblake, ona je ostavila vidljiv trag – nalik na trag kondenzacije iz mlaznog aviona. Upravo je izumeo detektor čestica. To je dalo ubedljiv dokaz da subatomske čestice uistinu postoje.
Konačno su dva druga naučnika iz Kevendiša izumela moćniju spravu za protonske zrake, dok je u Kaliforniji Ernest Lorens na Berkliju izumeo svoj slavni i nezaboravni ciklotron, ili razbijač atoma, kao što se takvi uređaji već dugo i sa uzbuđenjem nazivaju. Sva ta skalamerija je radila – štaviše, i dalje radi – na manje-više istom principu, gde je zamisao takva da se ubrza proton iti druga nabijena čestica do ekstremno velike brzine duž staze (ponekad kružne, ponekad linearne), a zatim da tresne u drugu česticu, pa da se vidi šta će odleteti odatle. Zbog toga se to naziva razbijačem atoma. Nije to baš bila nauka u svom najsuptilnijem izdanju, ali generalno je bila efektna.
Dok su fizičari gradili veće i ambicioznije mašine, počeli su da iznalaze ili postuliraju naizgled bezbrojne čestice ili familije čestica: mione, pione, hiperone, mezone, K-mezone, Higsove bozone, posredničke vektorske bozone, barione, tahione. Čak je i fizičarima postalo malčice neprijatno.
„Mladiću”, odgovorio je Enriko Fermi kada ga je neki student pitao kako se zove neka čestica, „da mogu da upamtim sve te nazive čestica, bio bih botaničar.”
Danas akceleratori imaju imena koja zvuče nalik na nešto što bi Flaš Gordon koristio u borbi: su- perprotonski sinhotron, veliki elektronsko-pozitronski sudarač, veliki hadronski sudarač, relativistič- ki sudarač teških jona. Korišćenjem ogromnih količina energije (neki rade samo noću kako ljudi u okolnim gradovima ne bi osetili pad napona u kućnom osvetljenju prilikom aktiviranja aparata), oni mogu naterati čestice u tako aktivno stanje da jedan jedini elektron može da obrne 47.000 krugova oko tunela dugačkog sedam kilometara za manje od sekunde. Pojavila su se strahovanja da bi naučni- ci u svom entuzijazmu mogli nenamerno da stvore crnu rupu ili čak i nešto što se zove „čudni kvarko- vi”, što bi, teorijski, moglo da uđe u interakciju s drugim subatomskim česticama i nekontrolisano se množi. Ako čitate ovo, to se još nije desilo.
Pronalaženje čestica zahteva izvesnu količinu koncentracije. One ne samo da su majušne i brze, već su i izluđujuće nepostojane. Čestice mogu da nastanu i ponovo nestanu za samo 0,000000000000000000000001 sekunde (10-24 sekundi). Čak i najsporija nestabilna čestica zadržava se najduže 0,0000001 sekunde (10-7 sekundi).
Neke čestice su gotovo komično neuhvatljive. Svake sekunde Zemlju posete desetine hiljada bilio-
na biliona majušnih neutrina gotovo bez ikakve mase (uglavnom ih ispaljuje nuklearno ključanje Sun-
ca) i praktično sve prođu kroz planetu i sve što se na njoj nalazi, uključujući vas i mene, kao da uop- šte nismo tu. Da bi uhvatili samo nekoliko njih, naučnici moraju da koriste rezervoare koji sadrže do
57.000 kubnih metara teške vode (to jest, vode relativno bogate deuterijumom) u podzemnim prosto- rijama (obično u starim rudnicima), gde ne mogu da im smetaju druge vrste zračenja.
Tek povremeno, neutrino se u prolazu sudari sa atomskim jezgrom u vodi i izazove oblačić energi- je. Naučnici broje te oblačiće i na taj način nas malčice približavaju shvatanju fundamentalnih svoj- stava vasione. Godine 1988. japanski posmatrači izvestili su da neutrini imaju masu, ali ne bogzna koliku – otprilike desetmilioniti deo mase elektrona.
Danas pronalaženje čestica zapravo zavisi najviše od novca i toga da li ga ima mnogo. Postoji ne- obična inverzna veza u savremenoj fizici između majušnosti stvari za kojima se traga i veličine pro- storija potrebnih da se to traganje obavi. CERN, Evropska organizacija za nuklearna istraživanja, liči na mali grad. Ona opkoračuje granicu Francuske sa Švajcarskom, upošljava tri hiljade ljudi i zauzima prostor koji se meri kvadratnim kilometrima. CERN može da se pohvali nizom magneta čija je težina veća od težine Ajfelove kule, i podzemnim tunelom koji se pruža unaokolo dužinom od oko 26 kilo- metara.
Kao što je Džejms Trefil primetio, razbijanje atoma je lako; to radite svaki put kada uključite fluo- rescentno svetlo. Međutim, razbijanje atomskih jezgara zahteva veoma mnogo novca i zamašne koli- čine elektriciteta. Silazak do nivoa kvarkova – čestica od kojih su sazdane čestice – zahteva još vi- še: bilione volti elektriciteta i budžet omanje države iz Centralne Amerike. Novi CERN-ov veliki ha- dronski sudarač, čiji rad treba da započne 2005. godine, dosegnuće do 14 biliona volti energije, a njegova izgradnja koštaće preko milijardu i po dolara.31
Ali ti brojevi nisu ništa u poređenju s onim što bi mogao dosegnuti i utrošiti ogromni i sada zlo- srećni superprovodnički supersudarač koji se nikada neće izgraditi, iako je njegova izgradnja zapo- čela blizu Vaksahačija u Teksasu tokom osamdesetih godina prošlog veka, pre nego što se desio nje- gov supersudar sa Kongresom Sjedinjenih Američkih Država. Namena sudarača bila je da naučnici- ma omogući da ispitaju „krajnju prirodu materije”, kako se to uvek kaže, ponovnim stvaranjem, u me- ri u kojoj je to maksimalno moguće, uslova koji su vladali u vasioni tokom njenog prvog deset hiljada milijarditog dela sekunde. Plan je bio da se čestice bace niz tunel dugačak 84 kilometra, uz dosezanje zaista zaprepašćujućih 99 biliona volti energije. Bila je to velika zamisao, ali izgradnja uređaja ko- štala bi 8 milijardi dolara (brojka koja je na kraju narasla na 10 milijardi dolara), a za njegov rad bi- le bi potrebne stotine miliona dolara godišnje.
U možda najboljem istorijskom primeru za sipanje novca u rupu bez dna, Kongres je potrošio dve milijarde dolara za projekt, a onda ga otkazao 1993. godine pošto je već bilo iskopano 22 kilometra tunela. I tako Teksas sada može da se pohvali najskupljom rupom u vasioni. Gradilište je, kao što mi kaže moj prijatelj Džef Gvin iz Fort Vort star-telegrama, „u suštini ogromno, raskrčeno polje okruže- no nizom razočaranih gradića”
Posle debakla sa supersudaračem, fizičari čestica malo su spustili durbin, ali čak i relativno skromni projekti mogu svojim troškovima oduzimati dah u poređenju sa, pa, gotovo bilo čim. Predlo- žena izgradnja neutrinske opservatorije u starom rudniku Homstejk u Ledu, u Južnoj Dakoti, koštala bi 500 miliona dolara – i to u rudniku koji je već iskopan. Bio bi tu još 281 milion dolara „opštih tro- škova konverzije”. U međuvremenu, samo rekonstrukcija akceleratora čestica u Fermilabu u Ilinoisu koštala je 260 miliona dolara.
Ukratko, fizika čestica je strahovito skupo pregnuće – ali ujedno i produktivno. Danas je izbroja- no više od 150 raznih čestica, dok se sumnja na stotinak dodatnih, ali nažalost, po rečima Ričarda Fejnmena, „veoma je teško shvatiti odnose svih tih čestica i zbog čega su one potrebne prirodi, kao i
kakve veze postoje od jedne do druge”. Neizbežno, kad god uspemo da otključamo neku kutiju, usta- novimo da se unutra nalazi nova zaključana kutija. Neki ljudi smatraju da postoje čestice koje se zovu tahioni, sposobne da putuju brže od svetlosti. Drugi čeznu da otkriju gravitone – osnovu gravitacije. Nije lako ustvrditi kada ćemo doći do dna koje se više ne može deliti. Karl Segan je u Kosmosu iz- neo mogućnost da, ukoliko se spustite do nivoa elektrona, ustanovite da on sadrži samosvojnu vasio- nu, prisetivši se tako svih tih naučnofantastičnih priča iz pedesetih godina. „Unutar njega, u organiza- ciji koja predstavlja lokalni ekvivalent galaksija i manjih struktura, nalaze se mnogo manje elemen- tarne čestice koje su i same vasione na sledećem nivou, i tako dalje večito – u beskonačnoj regresiji naniže, vasione unutar vasiona, bez kraja i konca. Naviše, takođe.”
Za većinu nas to je svet koji prevazilazi poimanje. Da biste danas pročitali makar najelementarniji vodič za fiziku čestica morate se snaći u leksičkom čestaru nalik na ovo: „Nabijeni pion i antipion raspadaju se u mion plus antineutrino, odnosno antimion plus neutrino sa prosečnim životnim vekom od 2,603 x 10-8 sekundi, dok se mion i antimion raspadaju u...” I tako to dalje ide – a citat je iz knji- ge za prosečnog čitaoca koju je napisao jedan od (obično) najlucidnijih tumača, Stiven Vajnberg.
Tokom šezdesetih, u pokušaju da makar malo pojednostavi materiju, fizičar sa Kalteha Mari Gel- Man izmislio je novu klasu čestica, u suštini, po rečima Stivena Vajnberga, da bi „uneo nešto ekono- mičnosti u mnoštvo hadrona” – što je zajednički izraz koji fizičari koriste za protone, neutrone i dru- ge čestice kojima vlada jaka nuklearna sila. Gel-Manova teorija bila je da su svi hadroni sačinjeni od još manjih, još fundamentalnijih čestica. Njegov kolega Ričard Fejnmen želeo je da te nove osnovne čestice nazove partoni, nalik prezimenu pevačice Doli, ali su ga nadglasali. Umesto toga, postale su poznate pod imenom kvarkovi.
Gel-Man je naziv uzeo iz jedne rečenice u Fineganovom bdenju: „Trt kvarka za Master Marka!” (Pažljivi fizičari rimuju tu reč sa storks – rode – a ne sa larks – laste – iako je potonje svakako izgovor koji je Džojs imao na umu.) Fundamentalna jednostavnost kvarkova nije imala dugi vek. Ka- da je bolje shvaćena njihova priroda, pojavila se neophodnost da se uvedu nove podele. Iako su kvarkovi premali da bi imali boju, ukus ili ma koje druge prepoznatljive fizičke karakteristike, grupi- sani su u šest kategorija – gore, dole, čudno, šarmantno, na vrhu i na dnu – što fizičari začudo po- minju kao njihove „arome”, koje se dalje dele po bojama na crvene, zelene i plave. (Čoveku pada na pamet da i nije sasvim slučajno što su ti termini prvi put primenjeni u Kaliforniji u doba psihodelije.) Iz svega toga na kraju se pojavilo ono što se naziva Standardnim modelom, a to je u suštini kom- plet sastavnih delova za subatomski svet. Standardni model sastoji se od šest kvarkova, šest leptona, pet poznatih bozona i postulisanog šestog, Higsovog bozona (koji je ime dobio po škotskom naučniku
Piteru Higsu), plus tri od četiri fizičke sile: jaka i slaba nuklearna sila i elektromagnetizam.
U suštini, svi se slažu da su osnovne kockice za pravljenje materije kvarkovi; njih na okupu drže čestice koje se zovu gluoni; a kvarkovi i gluoni zajedno formiraju protone i neutrone, od kojih su sa- stavljena atomska jezgra. Leptoni su izvor elektrona i neutrina. Kvarkovi i leptoni se zajedno zovu fermioni. Bozoni (koji su ime dobili po indijskom fizičaru S. N. Bozu) jesu čestice koje proizvode i nose sile, a obuhvataju fotone i gluone. Higsov bozon možda postoji, a možda i ne; izmišljen je jed- nostavno kao način da se česticama podari masa.
Kao što vidite, sve je to malčice nezgrapno, ali jeste najjednostavniji model koji može da objasni sve što se dešava u svetu čestica. Većina fizičara čestica smatra, kao što je to Leon Lederman napo- menuo u jednom televizijskom dokumentarcu iz 1985. godine, da standardnom modelu nedostaje ele- gancija i jednostavnost. „Previše je komplikovan. Sadrži previše arbitrarnih parametara”, rekao je Lederman. „Ne vidimo tvorca da podešava dvadeset dugmića kako bi odredio dvadeset parametara i stvorio vasionu kakvu poznajemo.” Fizika u stvari nije ništa više od potrage za krajnjom jednostavno-
šću, ali do sada imamo samo neku vrstu elegantnog nereda – ili kako je to Lederman rekao: „Postoji ukorenjeno osećanje da ta slika nije lepa.”
Standardni model ne samo što je nezgrapan, već je i nedovršen. Najpre, on ama baš ništa nema da kaže o gravitaciji. Pretražujte standardni model koliko vam volja, ali nećete pronaći ništa što bi obja- snilo zbog čega šešir ne odlebdi do tavanice ako ga stavite na sto. Niti može, kao što smo upravo pri- metili, da objasni masu. Da bismo dali česticama ma kakvu masu, moramo uvesti apstraktni Higsov bozon; da li on zaista postoji pitanje je za fiziku dvadeset prvog veka. Kao što je Fejnmen veselo pri- metio: „Dakle, zaglavili smo se sa teorijom i ne znamo je li ona tačna ili pogrešna, ali znamo da jeste malčice pogrešna, ili makar nedovršena.”
U pokušaju da sve okupe na jednom mestu, fizičari su smislili nešto što se zove teorija superstru- na. Ona postulira da su sve te stvarčice poput kvarkova i leptona koje smo prethodno smatrali česti- cama zapravo „strune” – vibrirajuće niti energije koje osciliraju u jedanaest dimenzija, od kojih su nam tri već poznate plus vreme i sedam drugih dimenzija koje, pa, ne možemo da pojmimo. Strune su veoma male – dovoljno male da prođu kao čestice.
Uvođenjem dodatnih dimenzija teorija superstruna omogućuje fizičarima da smeste kvantne i gra- vitacione zakone u jedno relativno uredno pakovanje; ali to ujedno znači da sve što naučnici kažu o toj teoriji počinje da zvuči zabrinjavajuće nalik na misli zbog kojih biste se odmakli od nepoznatog čoveka na klupi u parku, ukoliko bi vam ih on izložio. Evo kako, na primer, fizičar Mičio Kaku obja- šnjava strukturu vasione iz perspektive superstruna:
Heterotička struna sastoji se od zatvorene strune koja ima dve vrste vibracija, u smeru kazaljki na satu i suprotno od njega, koje se različito tretiraju. Vibracije u smeru kazaljki na satu žive u desetodimenzionalnom prostoru. One sa suprotnim smerom žive u 26-dimenzionalnom prostoru, gde je 16 dimenzija kompaktifikovano. (Sećamo se da je u Kalucinom prvobitnom petodimenzi- onalnom prostoru peta dimenzija bila kompaktifikovana tako što je posuvraćena u krug.)
I tako to ide, nekih 350 strana.
Teorija struna je dalje izrodila nešto što se zove M-teorija, a obuhvata površine poznate kao mem- brane – ili jednostavno „brane” za modernije duše u svetu fizike. To je, plašim se, stanica na auto- stradi znanja gde većina nas silazi. Evo rečenice iz Njujork tajmsa koja to objašnjava prosečnom či- taocu što jednostavnije može:
Ekpirotički proces počinje daleko u nedefinisanoj prošlosti sa parom ravnih praznih „brana” postavljenih paralelno jedna u odnosu na drugu u zakrivljenom petodimenzionalnom prostoru... Dve „brane”, koje obrazuju zidove pete dimenzije, mogle su da se pojave iz ništavila kao kvantna fluktuacija u još daljoj prošlosti, da bi se onda razdvojile.
Tome se nema šta prigovoriti. Niti se može razumeti. Ekpirotički, uzgred, potiće od grčke reči za vatru.
Stvari su u fizici sada dosegle takve visine da je, kao što to Pol Dejvis zapaža u Prirodi, „gotovo nemoguće za nekoga ko nije naučnik da razlikuje ono što je legitimno neobično od potpune ludosti”. Zanimljivo, to pitanje se pojavilo u jesen 2002. kada su dva francuska fizičara, braća blizanci Igor i Griška Bogdanov, izneli teoriju impozantne nerazumljivosti koja sadrži takve koncepte kao što je „iz- mišljeno vreme” i „Kubo-Švinger-Martinovo stanje”, a smisao joj je da opiše ništavilo koje je bilo vasiona pre Velikog praska – period za koji se oduvek pretpostavljalo da je nesaznatljiv (pošto
prethodi rađanju fizike i njenih svojstava).
Gotovo odmah, teorija Bogdanovih izazvala je debatu među fizičarima o tome da li je u pitanju na- klapanje, delo genija ili podvala. „U naučnom smislu, jasno je da je to manje-više potpuna besmisli- ca”, saopštio je fizičar Piter Vojt sa Univerziteta Kolumbija Njujork tajmsu, „ali se danas ona po to- me ne razlikuje mnogo od ostatka literature.”
Karl Poper, koga je Stiven Vajnberg nazvao „starešinom savremenih filozofa nauke”, jednom je sugerisao da zapravo možda ne postoji ultimativna teorija za fiziku – da, radije, svako objašnjenje može da zahteva dalja objašnjenja, te tako proizvodi „beskrajni lanac sve fundamentalnijih principa”. Suprotstavljena mogućnost jeste da takvo znanje jednostavno prevazilazi naše mogućnosti. „Za sada, na svu sreću”, piše Vajnberg u Snovima o konačnoj teoriji, „čini se da se ne približavamo krajnjem dometu svojih intelektualnih resursa.”
Ovo je gotovo sigurno oblast u kojoj će nastupiti dalji razvoj misli, i opet gotovo sigurno takve misli prevazilaziće mogućnosti poimanja većine među nama.
* * *
Dok su fizičari sredinom dvadesetog veka bili smeteno zagledani u svet veoma malog, astronomi su pronalazili ništa manje upečatljivu nekompletnost poimanja vasione u krupnim razmerama.
Kada smo se poslednji put sreli sa Edvinom Hablom, on je zaključio da gotovo sve galaksije u na- šem polju lete dalje od nas i da su brzina i udaljenost tog povlačenja direktno proporcionalne: što je neka galaksija udaljenija, to se brže kreće. Habl je shvatio da se to može izraziti jednostavnom jedna- činom, Ho = v/d (gde je Ho konstanta, v recesivna brzina galaksije u letu, a d njena udaljenost od nas). Ho je od tada poznata kao Hablova konstanta, a cela jednačina kao Hablov zakon. Korišćenjem te formule Habl je proračunao da je vasiona stara oko dve milijarde godina, što je pomalo nezgodno jer je čak i krajem dvadesetih godina bilo sve očiglednije da su mnoge stvari u vasioni – uključuju- ći, verovatno, i samu Zemlju – starije od toga. Usaglašavanje te brojke postalo je stalna preokupaci- ja kosmologije.
Gotovo jedina konstantna stvar u vezi s Hablovom konstantom bila je količina neslaganja o tome koju joj vrednost treba dati. Godine 1956. astronomi su otkrili da su promenljive cefeide promenlji- vije nego što su mislili; bilo ih je dve vrste, a ne jedna. To im je omogućilo da ponovo izvrše prora- čune i dobiju novu starost vasione, između sedam i dvadeset milijardi godina – to nije baš naročito precizno, ali je makar dovoljno staro da se uklopi nastanak Zemlje.
U godinama koje su usledile izbio je spor koji će trajati i trajati, između Alana Sendidža, Hablo- vog naslednika na Maunt Vilsonu, i Žerara de Vokulera, astronoma rodom iz Francuske, koji je radio na Teksaškom univerzitetu. Sendidž je, posle više godina pažljivog proračunavanja, došao do toga da je vrednost Hablove konstante 50, što je vasioni podarilo starost od dvadeset milijardi godina. De Vokuler je bio podjednako siguran da je Hablova konstanta 100.32 To bi značilo da je vasiona samo upola velika i stara u odnosu na ono u šta je Sendidž verovao – deset milijardi godina. Stvari su do- datno posrnule u neizvesnost kada je 1994. jedna ekipa iz Opservatorije Karnegi u Kaliforniji, kori- steći merenja sa Hablovog svemirskog teleskopa, sugerisala da je vasiona možda stara samo 8 mili- jardi godina – što su čak i oni smatrali mlađim uzrastom od nekih zvezda u vasioni. U februaru 2003. ekipa iz NASA i Godarovog centra za svemirske letove u Merilendu, koja je koristila novi, da- lekosežni tip satelita zvani „Vilkinsonov istraživač mikrotalasne anizotropije”, objavila je s prilično samopouzdanja da je starost vasione 13,7 milijardi godina, plus-minus stotinak miliona. I tu se stvar smirila, makar za sada.
Poteškoća u određivanju konačnog zaključka leži u tome što često postoji ogroman prostor za tu- mačenje. Zamislite da stojite noću na poljani i pokušavate da ustanovite koliko su udaljene dve elek- trične svetiljke. Koristeći prilično neposredne alatke astronomije možete sasvim lako ustanoviti da su sijalice iste jačine i da je jedna, recimo, 50 posto udaljenija od druge. Ali ne možete biti sigurni u to da li je bliža sijalica, recimo, snage 58 vati i udaljena 37 metara, ili snage 61 vat i udaljena 36,5 me- tara. Povrh svega, morate uvažiti i distorzije koje izazivaju varijacije u Zemljinoj atmosferi, međuga- laktička prašina, svetlost najbližih zvezda koja se meša, i mnogi drugi faktori. Glavna stvar je što su vaši proračuni nužno zasnovani na nizu uvreženih pretpostavki, od kojih se svaka pojedinačno može osporavati. Takođe postoji problem u tome što je pristup teleskopima uvek ograničen i što je, istorij- ski, merenje crvenih pomaka uvek bilo veoma skupo u teleskopskom vremenu. Mogla bi da vam za- treba čitava noć da dođete do jednog jedinog snimka. Posledica je da su astronomi ponekad bili pri- morani (ili voljni) da zasnivaju zaključke na primetno oskudnim dokazima. U kosmologiji, kao što je to sugerisao Džefri Kar, imamo „planinu teorije sagrađenu na krtičnjaku dokaza”. Ili kao što je to re- kao Martin Ris: „Naše sadašnje zadovoljstvo (stepenom našeg razumevanja) može odražavati nesta- šicu podataka pre nego kvalitet teorije.”
Nesigurnost važi, uzgred, i za relativno bliske stvari jednako kao i za daleke rubove vasione. Kako je to primetio Donald Goldsmit, kad astronomi kažu da je galaksija M87 udaljena šezdeset miliona svetlosnih godina, ono što zaista misle („ali ne saopšte to često širokom auditorijumu”) jeste da je ona udaljena negde između četrdeset i devedeset miliona svetlosnih godina – što nije baš isto. U va- sioni u krupnim razmerama stvari su prirodno uveličane. Uprkos silnim eclat oko najnovijih objava, daleko smo od jednoglasnog stava.
Jedna nedavna zanimljiva teorija sugerisala je da vasiona nije ni blizu toliko velika koliko smo mislili: da kada zavirimo u daljinu, neke galaksije koje vidimo mogu jednostavno biti odrazi, duhovi i slike koje stvara odbijena svetlost.
U stvari, postoji mnogo toga, čak i na sasvim fundamentalnom nivou, što ne znamo – a kamoli to od čega je vasiona sazdana. Kada naučnici izračunaju količinu materije potrebne da drži sve na oku- pu, uvek očajno podbace. Izgleda da je najmanje 90 odsto vasione, a možda čak i svih 99 odsto, sa- zdano od „tamne materije” Frica Cvikija – od tvari koja je po svojoj prirodi za nas nevidljiva. Po- malo razdražuje pomisao da živimo u vasioni koju najvećim delom ne možemo da vidimo, ali šta da se radi. Makar su imena dva glavna moguća krivca zabavna: kaže se da su to ili WIMP-ovi (od „sla- bo interaktivnih masivnih čestica”, što će reći, delići nevidljive materije preostali posle Velikog pra- ska) ili MACHO-i (od „masivnih kompaktnih halo objekata” – što je zapravo samo drugo ime za cr- ne rupe, smeđe patuljke i druge veoma tamne zvezde).33
Fizičari čestica bili su skloni da zastupaju čestično objašnjenje pomoću WIMP-ova, dok su astro- fizičari zastupali zvezdana objašnjenja iz MACHO-a. Neko vreme, MACHO objašnjenje nosilo je šnjur, ali njih je premalo otkriveno, pa se naklonost vratila WIMP-ovima – s tim problemom što ni- jedan WIMP nikada nije pronađen. Pošto su oni slabo interaktivni, veoma ih je teško (pod pretpostav- kom da uopšte postoje) identifikovati. Kosmički zraci izazvali bi preveliku interferenciju. I zato na- učnici moraju da odu duboko pod zemlju. Jedan kilometar pod zemljom kosmičko bombardovanje je deset miliona puta slabije od onoga na površini. Ali čak i kada se sve to doda, „dve trećine vasione još nedostaje u bilansu stanja”, po rečima jednog komentatora. U ovom trenutku, možemo ih isto tako zvati i DUNNOS (po „tamnim nepoznatim nereflektivnim neprimetnim objektima negde”).34
Nedavni dokazi ukazuju na to da ne samo što galaksije vasione hitaju dalje od nas, već i da to čine sve brže i brže. To je suprotno svim očekivanjima. Izgleda da vasiona nije ispunjena samo tamnom materijom, već i tamnom energijom. Naučnici je ponekad nazivaju i vakuumskom energijom ili kvin-
tesencijom. Šta god bilo, čini se da to stoji iza ekspanzije koju niko ne može sasvim da objasni. Teo- rija je da prazan prostor uopšte nije toliko prazan – da se čestice materije i antimaterije pojavljuju i ponovo nestaju – i da one guraju vasionu napolje sve brže i brže. Krajnje neverovatno, jedina stvar koja sve to razrešava jeste Ajnštajnova kosmološka konstanta – ono parčence matematike koje je ubacio u opštu teoriju relativnosti kako bi zaustavio pretpostavljeno širenje vasione, a onda to nazvao
„najvećim gafom svog života”. Sada se čini da je izgleda ipak bio u pravu!
Iz svega ovoga proističe da živimo u vasioni čiju starost ne možemo sasvim da izračunamo, okru- ženi zvezdama čiju međusobnu udaljenost i udaljenost od nas ne znamo sasvim, u vasioni ispunjenoj materijom koju ne možemo identifikovati, i podložnoj fizičkim zakonima čija svojstva zapravo ne ra- zumemo.
I s tom prilično onespokojavajućom napomenom, vratimo se planeti Zemlji i razmotrimo nešto što razumemo – mada se sada verovatno ne biste iznenadili ako biste čuli da to ne razumemo sasvim, a i ono što razumemo, ne razumemo naročito dugo.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
12
Zemlja se pomera
U jednom od svojih poslednjih profesionalnih nastupa pred smrt 1955. godine, Albert Ajnštajn je na- pisao kratak, ali blistav predgovor za knjigu geologa Čarlsa Hepguda s naslovom Zemljina kora se pomera: ključ za neke osnovne probleme nauke o Zemlji. Hepgudova knjiga bila je uporno razaranje zamisli da se kontinenti kreću. Tonom koji je gotovo pozivao čitaoca da mu se pridruži u tolerantnom kikotu, Hepgud je primetio da je nekoliko lakovernih duša zapazilo „očigledno poklapanje oblika iz- među izvesnih kontinenata”. Čini se, nastavlja on, „da bi Južna Amerika mogla da se sklopi s Afri- kom, i tako dalje... Čak se tvrdi da se poklapaju i formacije stena na suprotnim stranama Atlantika.”
Gospodin Hepgud je oštro odbacio svaku takvu zamisao, s napomenom da su geolozi K. E. Kaster i H. S. Mendes obavili iscrpan rad na terenu na obe strane Atlantika i ustanovili van svake sumnje da takve sličnosti uopšte ne postoje. Samo nebo zna u šta su gospoda Kaster i Mendes gledali, zbog či- njenice da su mnoge formacije stena sa obe strane Atlantika zaista iste – ne samo veoma slične, već iste.
To nije bila zamisao koja se dopadala g. Hepgudu, kao ni mnogim drugim geolozima iz njegovog vremena. Teoriju na koju je Hepgud aludirao prvi put je izneo 1908. američki geolog amater Frenk Barsli Tejlor. Tejlor je poticao iz bogate porodice i imao je i sredstva i nesputanost akademskim ograničenjima za primenu nekonvencionalnih načina istraživanja. On je bio jedan od onih kojima je za oko zapala sličnost oblika između sučeljenih obala Afrike i Južne Amerike, a iz tih zapažanja raz- vio je zamisao da su kontinenti jednom skliznuli u krug. Pretpostavio je – kako se pokazalo, vidovi- to – da je sudaranje kontinenata moglo izgurati naviše svetske planinske lance. Međutim, nije uspeo da za to pruži mnogo dokaza, a teoriju su smatrali suviše ludom da bi joj ozbiljno posvetili pažnju.
Međutim, u Nemačkoj je Tejlorovu zamisao prihvatio, i praktično prisvojio teoretičar Alfred Ve- gener, meteorolog sa Marburškog univerziteta. Vegener je istraživao mnoge biljne i fosilne anomalije koje se nisu udobno uklapale u standardni model istorije Zemlje i shvatio da veoma malo toga ima smisla ako se konvencionalno tumači. Životinjski fosili su se neprestano pojavljivali na suprotnim stranama okeana koji su bili očigledno preširoki da bi se preplivali. Kako su, pitao se on, torbari pu- tovali iz Južne Amerike u Australiju? Kako su se identični puževi pojavljivali u Skandinaviji i Novoj Engleskoj? I kako su se, kad smo već kod toga, mogle objasniti naslage uglja i drugi polutropski osta- ci na ledenim mestima kao što je Špicbergen, više od 600 kilometara severno od Norveške, ako nisu nekako migrirali tamo iz toplijih klimatskih područja?
Vegener je smislio teoriju po kojoj su kontinenti sveta nekada postojali kao jedinstvena kopnena masa zvana Pangea, gde su flora i fauna bile u mogućnosti da se mešaju, pre nego što se ona razdelila u komade koji su otplovili na svoje sadašnje položaje. Tu zamisao je predstavio u knjizi Die Enste- hung der Kontinente und Ozeane, ili Poreklo kontinenata i okeana, koja je na nemačkom objavljena 1912. godine i – uprkos tome što je u međuvremenu izbio Prvi svetski rat – tri godine kasnije na engleskom.
Zbog rata, Vegenerova teorija isprva nije privukla mnogo pažnje, ali oko 1920. godine, kada je na-
pisao izmenjeno i prošireno izdanje, brzo je postala predmet diskusije. Svi su se slagali da se konti- nenti kreću – ali gore-dole, a ne postrance. Proces vertikalnog kretanja, poznat kao izostaza, bio je temelj geološke misli pokolenjima, mada niko nije imao nikakve zaista dobre teorije o tome kako se ili zašto taj proces dešavao. Jedna zamisao, koja se zadržala u udžbenicima čak i u doba kada sam ja išao u školu, bila je teorija „pečene jabuke” koju je izneo Austrijanac Eduard Zis neposredno pred prekretnicu veka. Ona je sugerisala da se istopljena Zemlja ohladila, smežurala se kao pečena jabuka i tako stvorila okeanske basene i planinske vence. Nema veze što je Džejms Haton mnogo pre toga dokazao da bi svaki takav statički aranžman na kraju za rezultat imao sferoid bez ikakvih osobenosti jer bi erozija sravnila kvrge i ispunila udubljenja. Takođe je postojao problem koji su početkom veka demonstrirali Raderford i Sodi, u tome što zemaljski elementi sadrže ogromne rezerve toplote – pre- više da bi se prihvatilo takvo hlađenje i skupljanje koje je Zis sugerisao. I uostalom, da je Zisova te- orija bila tačna, planine bi bile podjednako raspoređene Zemljinim šarom, a očigledno je da nisu, i bile bi manje-više jednake starosti; ipak, početkom devedesetih bilo je očigledno da su neki venci, kao što su Ural i Apalači, stotinama miliona godina stariji od drugih, poput Alpa ili Stenovitih plani- na. Bilo je jasno da je vreme sazrelo za novu teoriju. Nažalost, geolozi nisu želeli da tu teoriju iznese čovek kao što je bio Alfred Vegener.
Za početak, njegove radikalne zamisli dovodile su u pitanje temelje njihove discipline, što je retko način da se u publici izazove naklonost. Bilo bi dovoljno bolno da je takav izazov potekao od jednog geologa, ali Vegener u geologiji nije imao nikakva iskustva. Pobogu, pa on je bio meteorolog. Pro- gnostičar vremenskih prilika – i to Nemac. Te falinke se ničim nisu mogle ispraviti.
1 tako su se geolozi svojski potrudili da odbace njegove dokaze i obezvrede njegove sugestije. Da bi zaobišli probleme razmeštaja fosila, postavili su drevne „kopnene mostove” gde god im je to za- trebalo. Kada je ustanovljeno da je drevni konj zvani Hiparion istovremeno živeo u Francuskoj i na Floridi, kopneni most nacrtan je preko Atlantika. Kada se shvatilo da su drevni tapiri istovremeno postojali u Južnoj Americi i Jugoistočnoj Aziji, i tamo je nacrtan kopneni most. Ubrzo su mape prai- storijskih mora bile gotovo prekrivene hipotetičkim kopnenim mostovima – od Severne Amerike do Evrope, od Brazila do Afrike, od Jugoistočne Azije do Australije, od Australije do Antarktika. Ti spojni pipci ne samo što su se zgodno pojavljivali kad god je bilo neophodno da se neki živi organi- zam preseli s jedne kopnene mase na drugu, već su onda poslušno nestajali ne ostavljajući nikakvog traga svog ranijeg postojanja. Naravno, ništa od toga nije bilo poduprto ni mrvom dokaza – to je ne- moguće za nešto toliko pogrešno – a opet, bilo je to geološko pravoverje sledećih pola veka.
Čak ni kopneni mostovi nisu mogli da objasne neke stvari. Ustanovljeno je da je jedna vrsta trilo- bita dobro poznata u Evropi živela na Njufaundlendu – ali samo na jednoj strani. Niko nije mogao ubedljivo da objasni kako mu je uspelo da pređe 3.000 kilometara preko neprijateljski nastrojenog okeana, da bi onda omanuo da obiđe oko ćoška na ostrvu širokom 300 kilometara. Još nezgodniju anomaliju predstavljala je druga vrsta trilobita pronađena u Evropi i Pacifiku severozapadno od Amerike, ali nigde između, tako da to nije zahtevalo kopneni most, koliko prelet preko okeana. A opet, još 1964. godine, kada je Enciklopedija Britanika razmatrala suprotstavljene teorije, za Vegene- rovu je rečeno da je puna „brojnih ozbiljnih teorijskih poteškoća”. Da budemo sigurni, Vegener jeste pravio greške. Procenio je da Grenland pluta prema zapadu brzinom od nekih 1,6 kilometara godi- šnje, što je očito besmislica. (Pre će biti da je brzina oko jednog centimetra godišnje.) Povrh svega, on nije mogao da ponudi ubedljivo objašnjenje kako su se kopnene mase kretale unaokolo. Da biste poverovali u njegovu teoriju, morali ste da prihvatite da su se masivni kontinenti nekako progurali kroz čvrstu koru, kao ralo pluga kroz zemlju, ne ostavivši nikakvu brazdu za sobom. Ništa tada pozna- to nije moglo uverljivo da objasni šta je bilo motorna snaga iza tih masivnih pokreta.
I upravo je Artur Holms, onaj engleski geolog koji je toliko doprineo utvrđivanju starosti Zemlje, smislio jednu pretpostavku. Holms je prvi naučnik koji je shvatio da radioaktivno zagrevanje može da izazove struje konvekcije u Zemlji. Teoretski, one su mogle biti dovoljno jake da poguraju konti- nente da klize po površini. U svom popularnom i uticajnom udžbeniku Principi fizičke geologije, prvi put objavljenom 1944. godine, Holms je postavio teoriju kontinentalnog kretanja koja je, u osnovama, danas preovlađujuća. Za to vreme ona je još bila previše radikalna i veoma kritikovana, posebno u Sjedinjenim Američkim Državama, gde je otpor kontinentalnom kretanju trajao duže nego drugde. Je- dan tamošnji kritičar se uplašio, bez ikakvog smisla za ironiju, da Holms svoje argumente iznosi toli- ko jasno i ubedljivo da bi studenti mogli čak i da mu poveruju. Drugde, međutim, nova teorija stekla je postojanu, mada obazrivu podršku. Godine 1950, glasanje na godišnjem sastanku Britanskog dru- štva za unapređenje nauke pokazalo je da je oko polovine prisutnih prigrlilo zamisao o kontinental- nom kretanju. (Hepgud je ubrzo zatim naveo tu brojku kao dokaz koliko su britanski geolozi tragično zavedeni.) Začudo, i sam Holms je povremeno bio nesiguran u svom ubeđenju. Godine 1953. je pri- znao: „Nikada nisam uspeo da se otresem dosadne predrasude protiv kontinentalnog kretanja; u svo- jim geološkim kostima, da tako kažem, osećam da je ta hipoteza čudesna.”
Kontinentalno kretanje nije bilo sasvim bez podrške u Sjedinjenim Američkim Državama. Redži- nald Deli sa Harvarda zalagao se za njega, ali to je, ako se možda sećate, onaj čovek koji je sugeri- sao da je Mesec nastao kosmičkim sudarom i njegove zamisli smatrane su zanimljivim, vrednim čak, ali donekle preobilnim za ozbiljno razmatranje. I tako je većina američkih akademika ostala privrže- na verovanju da su kontinenti zauzimali svoje sadašnje položaje oduvek i da se izgled njihove površi- ne mogao pripisati nečemu drugom, a ne bočnom kretanju.
Zanimljivo je da su geolozi iz naftnih kompanija godinama znali da, ukoliko želite da pronađete naftu, morate da uvažite upravo onu vrstu površinskog kretanja na koju su navodile tektonske ploče. Ali naftni geolozi nisu pisali akademske radove; samo su pronalazili naftu.
* * *
Postojao je još jedan veliki problem s teorijama o Zemlji koji niko nije rešio, pa čak ni prišao blizu tome da ga reši. Bilo je to pitanje kuda odlaze svi ti sedimenti. Svake godine reke Zemlje nosile su velike zapremine erodiranog materijala – 500 miliona tona kalcijuma, na primer – u mora. Ako po- množite stopu odlaganja sa brojem godina koliko je ono trajalo, dođete do uznemiravajuće brojke: trebalo bi da na okeanskom dnu leži sloj sedimenata debeo 20 kilometara. Naučnici su se pozabavili tim paradoksom na najzgodniji mogući način. Ignorisali su ga. Ali konačno su došli do tačke kada vi- še nisu mogli da ga ignorišu.
U Drugom svetskom ratu, izučavalac minerala sa Univerziteta Prinston po imenu Hari Hes postao je zapovednik jurišnog broda za prevoz trupa USS Kejp Džonson. Na toj lađi nalazio se novi, moder- ni sonar koji se zvao hvatomer, a bio je projektovan tako da olakša priobalne manevre tokom iskrca- vanja, ali Hes je shvatio da bi on mogao isto tako da se koristi i u naučne svrhe pa ga nikada nije is- ključivao, čak ni daleko na otvorenom moru, čak ni u žaru borbe. Ono što je otkrio bilo je potpuno neočekivano. Ako su okeanska dna bila prastara, kao što su svi pretpostavljali, trebalo je da budu za- strta debelim slojem sedimenata, nalik na blato na dnu reke ili jezera. Ali Hesova očitavanja pokaza- la su da dno okeana nudi sve, samo ne sluzavu glatkoću drevnog mulja. Bilo je puno kanjona, rovova i pukotina, i istačkano vulkanskim morskim planinama koje je nazvao „gijo”, po jednom ranijem geo- logu sa Prinstona, Aroldu Gijou. Sve je to bilo zagonetka, ali Hes je morao da učestvuje u ratu, pa je te misli odložio u glavi za kasnije.
Posle rata Hes se vratio Prinstonu i predavačkim preokupacijama, ali tajne mora i dalje su mu ob- uzimale misli. U međuvremenu, tokom pedesetih, okeanografi su se bavili sve sofisticiranijim ispiti- vanjem okeanskog dna. Pri tom su naišli na još veće iznenađenje: najmoćniji i najveći planinski ve- nac na Zemlji bio je – uglavnom – pod vodom. On je pratio stalni put duž dna svetskih mora dosta nalik šarama na loptici za tenis. Ako biste krenuli sa Islanda i putovali na jug, mogli biste da ga prati- te sve do središta Atlantskog okeana, oko dna Afrike i preko Indijskog i Južnog okeana, pa u Pacifik tik ispod Australije; tamo je pod uglom skretao preko Pacifika kao da se pruža prema Baha Kaliforni- ji pre nego što bi se odvojio duž zapadne obale Sjedinjenih Američkih Država sve do Aljaske. Po- vremeno bi viši vrhovi izvirili iznad vode kao ostrvo ili arhipelag – Azorska i Kanarska ostrva u Atlantiku, Havaji na Pacifiku, na primer – ali većinom je taj planinski venac bio prekriven hiljada- ma hvatova slanog mora, nepoznat i neočekivan. Kad se dodaju svi njegovi ogranci, mreža mu se pro- teže na 75.000 kilometara.
Neko vreme se o tome znalo veoma malo. Ljudi koji su polagali kablove na okeansko dno u devet- naestom veku shvatili su po načinu na koji su se kablovi pružali, da postoji neka vrsta planinolikog ispupčenja usred Atlantika, ali neprekidnost i sveukupna razmera lanca izazvala je zaprepašćenje. Štaviše, on je sadržao fizičke anomalije koje se nisu mogle objasniti. Niz sredinu srednjoatlantskog grebena pružao se kanjon – raselina – širine i do 20 kilometara čitavom dužinom od 19.000 kilo- metara. To je navodilo na pomisao da se Zemlja cepa po šavovima, kao orah koji izbija iz ljuske. Bi- la je to apsurdna i zabrinjavajuća pomisao, ali dokazi se nisu mogli poreći.
Onda su 1960. godine uzorci jezgra pokazali da je okeansko dno veoma mlado kod srednjoatlant- skog grebena, ali da postepeno postaje sve starije kako se udaljavate od njega prema istoku ili zapa- du. Hari Hes je razmislio o tome i shvatio da to može značiti samo jedno: nova okeanska kora formi- rala se s obe strane centralne raseline, da bi zatim bila odgurana dalje od nje kako bi ustupila mesto novoj kori. Atlantsko dno bilo je praktično dvostruka transportna traka, pri čemu je jedna nosila koru prema Severnoj Americi, dok je druga nosila koru prema Evropi. Taj proces postao je poznat kao ši- renje morskog dna.
Kada bi kora došla do kraja svog putovanja na granici kontinenata, uronila bi natrag u Zemlju u procesu poznatom kao povlačenje. To je objašnjavalo nestanak svih tih sedimenata. Vraćali su se u utrobu Zemlje. Takođe je objašnjavalo zbog čega su okeanska dna svuda relativno mlada. Nije prona- đeno nijedno starije od oko 175 miliona godina, što je bilo zagonetka zato što je kontinentalno stenje često bilo staro milijardama godina. Sada je Hes uvideo i zašto. Okeansko stenje trajalo je samo ono- liko koliko mu je bilo potrebno da doputuje do obale. Ta divna teorija je objasnila mnogo šta. Hes je svoje argumente izložio u jednom važnom časopisu, da bi ih gotovo svi prenebregli. Ponekad svet prosto nije spreman za dobru zamisao.
U međuvremenu, dvojica istraživača koji su radili nezavisno došli su do nekih zapanjujućih otkri- ća na osnovu neobične činjenice o istoriji Zemlje otkrivene nekoliko decenija ranije. Godine 1906. francuski fizičar Bernar Brine otkrio je da se magnetno polje planete s vremena na vreme okreće una- zad i da su zapisi o takvim događajima trajno zabeleženi u stenju u vreme njegovog nastanka. Naime, zrnca gvozdene rude u stenju usmerena su prema mestu gde se magnetni pol nalazi u vreme njegovog formiranja, i ostanu tako usmerena dok se stenje hladi i stvrdnjava. Praktično, ono „pamti” gde su se magnetni polovi nalazili u vreme njegovog nastanka. Godinama to jedva da je bilo nešto više od pu- kog kurioziteta, ali tokom pedesetih godina Patrik Bleket sa Londonskog univerziteta i S. K. Rankorn sa Univerziteta u Njukaslu izučavali su drevne magnetne šare zaleđene u britanskom stenju i zaprepa- stili su se, da upotrebimo blagi izraz, kada su ustanovili da one ukazuju na to da se u jednom trenutku u dalekoj prošlosti Britanija okrenula oko sopstvene ose i otputovala na sever, kao da se nekako otka-
čila sa mesta gde je bila ukotvljena. Štaviše, ustanovili su takođe i da, ukoliko stavite mapu magnet- nih šara Evrope duž američke iz istog razdoblja, one se glatko uklapaju kao dve polovine pocepanog pisma. Bilo je to neverovatno. I njihova otkrića su ignorisana.
Konačno je zapalo dvojici ljudi sa Univerziteta Kembridž, geofizičaru Dramondu Metjuzu i njego- vom diplomcu Fredu Vajnu, da saberu dva i dva. Godine 1963, koristeći magnetne studije dna Atlant- skog okeana, nepobitno su dokazali da se morska dna razdvajaju upravo na način na koji je Hes uka- zao i da su i kontinenti u pokretu. Nesrećni kanadski geolog Lorens Morli došao je u isto vreme do is- tog zaključka, ali nije mogao da nađe nikoga ko bi štampao njegov rad. U onome što je postalo slavni prekor, urednik Časopisa za geografska istraživanja rekao mu je: „Takve spekulacije su interesantne za razgovore na koktelima, ali nisu nešto što bi trebalo da bude objavljeno pod plaštom ozbiljnog na- učnog rada.” Jedan geolog je kasnije to opisao kao „verovatno najznačajniji rad iz nauka o Zemlji ko- jem je uskraćeno objavljivanje”.
U svakom slučaju, pokretna kora bila je zamisao čije je vreme najzad nastupilo. Simpozijum mno- gih značajnih figura iz te branše sazvan je 1964. u Londonu pod pokroviteljstvom Kraljevskog dru- štva i najednom, činilo se, svi su bili preobraćeni. Zemlja je, saglasio se skup, mozaik međusobno povezanih segmenata čije je raznovrsno sporo gurkanje odgovorno za dobar deo ponašanja površine planete.
Naziv „kontinentalno kretanje” brzo je odbačen kada se shvatilo da je čitava kora u pokretu, a ne samo kontinenti, ali bilo je potrebno izvesno vreme da se usaglasi naziv za pojedine segmente. Isprva su ih ljudi nazivali „blokovima kore”, a ponekad i „kaldrmom”. Tek krajem 1968. godine, kada je ob- javljen članak tri američka seizmologa u Časopisu za geografska istraživanja, segmenti su dobili ime pod kojim su od tada pa nadalje poznati: ploče. Isti članak nazvao je novu nauku tektonikom.
Stare ideje teško odumiru i niko nije požurio da prigrli uzbudljivu novu teoriju. Dobrano već u se- damdesetim godinama, jedan od najpopularnijih i najuticajnijih geoloških udžbenika, Zemlja, iz pera uglednog Harolda Džefrisa, žustro je insistirao na tome da su tektonske ploče fizički nemoguće, baš kao i u svom prvom izdanju još iz 1924. godine. To se podjednako moglo odbaciti kao i širenje mor- skog dna. A u knjizi Kotlina i masiv, objavljenoj 1980. godine, Džon Makfi je zapazio da čak ni tada svaki osmi američki geolog još nije verovao u tektonske ploče.
Danas znamo da je površina Zemlje sačinjena od osam do dvanaest velikih ploča (u zavisnosti od toga kako definišete veliko) i dvadesetak manjih, kao i da se sve one kreću različitim smerovima i ra- zličitim brzinama. Neke ploče su velike i relativno neaktivne, druge male, ali energične. One samo uzgred imaju veze sa kopnenim masama koje leže povrh njih. Na primer, Severnoamerička ploča mnogo je veća od kontinenta za koji se vezuje. Ona grubo prati konture zapadne obale kontinenta (usled čega je ta oblast toliko seizmički aktivna, jer se rubovi ploča ćuškaju i sudaraju), ali u potpu- nosti ignoriše istočnu morsku obalu i proteže se umesto toga na pola puta preko Atlantika do central- nog okeanskog masiva. Island je podeljen po polovini, što ga tektonski čini pola američkim i pola evropskim. U međuvremenu, Novi Zeland je deo ogromne ploče Indijskog okeana iako se ne nalazi ni blizu Indijskog okeana. I tako to ide za većinu ploča.
Ustanovljeno je da su veze između savremenih kopnenih masa i onih iz prošlosti beskrajno slože- nije nego što je iko mogao da zamisli. Ispostavilo se da je Kazahstan nekada bio spojen sa Norve- škom t Novom Engleskom. Jedan ćošak Staten Ajlenda, ali samo ćošak, pripada Evropi. Isto tako i deo Njufaundlenda. Uzmite oblutak sa plaže u Masačusetsu i njegov najbliži srodnik biće sada u Afri- ci. Škotske visije i najveći deo Skandinavije zapravo pripadaju Americi. Smatra se da je deo lanca Šeklton na Antarktiku nekada možda pripadao Apalačima iz istočnih Sjedinjenih Američkih Država. Ukratko, stenje se muva svuda okolo.
Neprekidno previranje sprečava da se ploče stope u jednu nepomičnu ploču. Pod pretpostavkom da se stvari nastave uglavnom kao što se sada odvijaju, Atlantski okean će se širiti sve dok ne posta- ne na kraju mnogo veći od Pacifika. Najveći deo Kalifornije će otplutati i postati neka vrsta Madaga- skara na Pacifiku. Afrika će se gurati na sever, u Evropu, istisnuće Sredozemno more koje će nestati, i podići će planinski lanac veličanstven poput Himalaja, na potezu od Pariza do Kalkute. Australija će kolonizovati ostrva koja leže severno od nje i spojiti se nekom vrstom zemljouzne pupčane vrpce sa Azijom. To su budući ishodi, ali ne i budući događaji. Događaji se zbivaju sada. Dok sedimo ovde, kontinenti plutaju, kao lišće po barici. Zahvaljujući sistemu globalnog pozicioniranja možemo da vi- dimo da se Evropa i Severna Amerika razilaze otprilike brzinom kojom rastu nokti – negde dva me- tra tokom ljudskog veka. Ako ste spremni da dovoljno dugo čekate, možete se odvesti od Los Anđele- sa sve do San Franciska. Samo je kratak životni vek ono što nas sprečava da primetimo te promene. Kada pogledate globus, vidite u stvari samo snimak kontinenata kakvi su bili tokom jedne desetine jednog procenta istorije Zemlje.
Zemlja se izdvaja od kamenitih planeta po tektonskim pločama i pomalo je misteriozno zbog čega je to tako. Nije samo u pitanju veličina ili gustina – Venera je po tome gotovo bliznakinja Zemlje, a opet nema tektonskih aktivnosti – ali može biti da mi imamo upravo one prave materijale u pravoj meri da bi Zemlja i dalje bućkala. Smatra se – mada je to zapravo samo pomisao – da tektonska aktivnost igra važnu ulogu u organskom blagostanju planete. Kako je to rekao fizičar i pisac Džejms Trefil: „Teško je poverovati da stalno pomeranje tektonskih ploča nema nikakvog uticaja na razvoj ži- vota na Zemlji.” On sugeriše da su izazovi tektonike – na primer, promene klime – bili značajan podsticaj razvoju inteligencije. Drugi smatraju da je plutanje kontinenata izazvalo makar neke od ra- zličitih događaja izumiranja vrsta na Zemlji. U novembru 2002. Toni Dikson sa Univerziteta Kem- bridž napisao je izveštaj objavljen u časopisu Nauka, sa snažnom pretpostavkom da može postojati i veza između istorije stena i istorije života. Dikson je ustanovio da se hemijski sastav svetskih okeana naglo i dramatično menjao s vremena na vreme tokom proteklih pola milijarde godina i da su te pro- mene često bile u korelaciji sa značajnim događajima iz biološke istorije – sa ogromnim naletom majušnih organizama koji su stvorili krečnjačke litice na južnoj obali Engleske, iznenadnim pomodar- stvom među morskim organizmima koje je podrazumevalo ljušture u periodu kambrije, i tako dalje. Niko ne može da kaže šta izaziva tako dramatičnu promenu okeanske hemije s vremena na vreme, ali otvaranje i zatvaranje okeanskih grebena bilo bi očigledan mogući krivac.
U svakom slučaju, tektonske ploče objasnile su ne samo površinsku dinamiku Zemlje – na primer, kako je drevni Hiparion dospeo iz Francuske u Floridu – ali isto tako i mnoge njene unutrašnje ak- tivnosti. Zemljotresi, formiranje ostrvskih lanaca, ugljenični ciklus, lokacije planina, nastupanje lede- nih doba, poreklo samog života – teško da je postojalo nešto na šta ta izuzetna nova teorija nije ne- posredno uticala. Geolozi su se, kako je zapazio Makfi, našli u vrtoglavom položaju odakle je „čitava Zemlja najednom dobila smisao”.
* * *
Ali samo donekle. Razmeštaj kontinenata u ranijim dobima mnogo je nejasniji nego što većina ljudi neupućenih u geofiziku misli. Iako udžbenici daju ubedljive prikaze drevnih kopnenih masa sa imeni- ma kao što su Laurazija, Gondvana, Rodinija i Pangea, oni su ponekad zasnovani na zaključcima koji ne drže sasvim vodu. Kako to primećuje Džordž Gejlord Simpson u Fosilima i istoriji života, vrste biljaka i životinja iz drevnog sveta imaju nezgodnu naviku da se pojavljuju tamo gde ne bi trebalo i izostaju tamo gde bi trebalo da budu.
Obrisi Gondvane, nekada moćnog kontinenta koji je spajao Australiju, Afriku, Antarktik i Južnu Ameriku, velikim delom zasnovane su na razmeštaju prastare jezičaste paprati zvane Glossopteris, pronađene na svim odgovarajućim mestima. Međutim, mnogo kasnije, GIossopteria je otkrivena i u delovima sveta koji nisu imali nikakvu poznatu vezu sa Gondvanom. To uznemirujuće odudaranje bilo je – a i dalje je – mahom ignorisano. Slično tome, reptil iz trijasa zvani listrosaur pronalažen je od Antarktika pa sve do Azije, što je podržalo zamisao o ranijoj vezi između tih kontinenata, ali nikada se nije pojavio u Južnoj Americi ili Australiji, za koje se veruje da su bile u isto vreme delovi istog kontinenta.
Postoje takođe mnoge površinske osobenosti koje tektonika ne može da objasni. Na primer, Den- ver. On je, kao što svi u Sjedinjenim Američkim Državama znaju, na nadmorskoj visini od jedne mi- lje, ali ta uzvisina relativno je mlada. Kada su dinosauri tumarali Zemljom, Denver je bio deo okean- skog dna, mnogo hiljada metara niže. A opet, stene na kojima se Denver nalazi izgurane su naviše pri sudaru ploča, i Denver je uostalom bio predaleko od rubova ploča da bi bio podložan njihovim ak- tivnostima. Bilo bi to kao kad biste gurnuli ivicu tepiha u nadi da ćete podići nabor na drugom kraju. Misteriozno, tokom miliona godina, čini se da se Denver dizao, kao testo sa kvascem. Isto tako i naj- veći deo južne Afrike; 1.600 kilometara izdiglo se za oko jedan i po kilometar tokom stotinu miliona godina nevezano ni za jednu poznatu tektonsku aktivnost. Australija se u međuvremenu krivila i tonu- la. U proteklih sto miliona godina, dok je plutala prema Aziji, njena prednja strana potonula je za go- tovo 200 metara. Izgleda da se Indonezija veoma sporo davi i vuče Australiju za sobom. Ništa u teo- riji tektonike ne može da objasni ništa od ovoga.
Alfred Vegener nije doživeo da vidi pobedu svoje zamisli. Za vreme jedne ekspedicije na Gren- land godine 1930, krenuo je sam, na svoj pedeseti rođendan, da ispita obližnju strminu. Nikada se ni- je vratio. Pronašli su ga nekoliko dana kasnije, smrznutog na ledu. Sahranili su ga na licu mesta i po- čiva tamo i dan-danas, ali je oko metar bliže Severnoj Americi nego onog dana kada je umro.
Ajnštajn takođe nije poživeo dovoljno dugo da vidi da se kladio na pogrešnog konja. U stvari, on je umro na Prinstonu, u Nju Džerziju, 1955. godine, pre nego što je otrcavanje teorija kontinentalnog kretanja Čarlsa Hepguda uopšte objavljeno.
Drugi glavni igrač u nastanku teorije tektonike, Hari Hes, takođe je u to vreme bio na Prinstonu i ostatak karijere provešće tamo. Jedan od njegovih studenata bio je bistar momak po imenu Volter Al- varez, koji će na kraju izmeniti svet nauke na sasvim drugačiji način.
A što se tiče same geologije, njene kataklizme tek što su počele i upravo je mladi Alvarez pomo- gao da taj proces započne.
IV OPASNA PLANETA
Istorija ma kog dela Zemlje, kao i života vojnika, sastoji se od dugih perioda dosade i kratkih perioda strave.
Britanski geolog Derek V. Ejger
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
13
BUM!
Ljudi su već dugo znali da postoji nešto čudno u vezi sa zemljom ispod Mensona, u Ajovi. Godine 1912, čovek koji je bušio bunar za gradski vodovod izvestio je da je iskopao mnogo neobično defor- misanog kamenja – „konglomerate kristalnih opiljaka sa matricom stapanja” i „prevrnute komade ohlađene lave”, kao što je to kasnije opisano u zvaničnom izveštaju. I voda je bila neobična – meka gotovo kao kišnica. U Ajovi nikada do tada nije otkrivena prirodna meka voda.
Iako su neobično kamenje iz Mensona i tamošnja svilenkasta voda bili kurioziteti, proći će četrde- set jedna godina pre nego što se ekipa sa Univerziteta Ajova ne smisli da poseti tu zajednicu, koja je tada, kao i sada, bila grad od oko dve hiljade ljudi u severozapadnom delu države. Godine 1953, po- sle ubacivanja niza eksperimentalnih bušilica, geolozi sa univerziteta saglasili su se da je na tom na- lazištu zaista prisutna anomalija i deformisano kamenje pripisali nekoj drevnoj, neodređenoj vulkan- skoj aktivnosti. To je bilo u skladu s tadašnjim saznanjima, ali je isto tako bilo pogrešno onoliko koli- ko je to moguće za jedan geološki zaključak.
Trauma geologije u Mensonu nije potekla iz Zemlje, već sa mesta udaljenog od planete najmanje stotinu miliona milja. U neko doba u veoma drevnoj prošlosti, kada se Menson nalazio na ivici plit- kog mora, stena prečnika oko milju i po, teška deset milijardi tona, koja je putovala brzinom možda dvesta puta većom od brzine zvuka, procepila je atmosferu i zabila se u Zemlju tako silovito i izne- nadno da to jedva možemo i da zamislimo. Tamo gde je Menson sada za tren je nastala rupa duboka tri i široka više od 20 milja. Krečni kamen koji na drugim mestima daje Ajovi njenu tvrdu, minerali- zovanu vodu, bio je zbrisan i zamenjen kamenjem koje je toliko zbunilo bunardžiju 1912. godine.
Udar kod Mensona bio je nešto najveće što se ikada dogodilo u kontinentalnim Sjedinjenim Ame- ričkim Državama. Ma koje vrste. Ikada. Krater koji je ostavio za sobom bio je tako kolosalan da bi- ste, stojeći na jednoj ivici, jedva pogledom mogli da dobacite do druge strane pod uslovom da je dan vedar. Prema njemu Veliki kanjon izgledao bi obično i beznačajno. Na žalost onih koji vole spekta- kle, glečeri koji su tamo prolazili dva i po miliona godina ispunili su krater kod Mensona sve do vrha glečerskim materijalom, a onda to zaravnali, tako da je danas pejzaž kod Mensona, miljama unaoko- lo, ravan kao sto. Zbog toga, naravno, nikad niko nije čuo za krater kod Mensona.
U biblioteci u Mensonu sa oduševljenjem će vam pokazati zbirku novinskih članaka i kutiju uzora- ka iz vremena bušenja koje je obavljeno 1991. i 1992. godine – štaviše, jedva čekaju da ih izne- su – ali morate zatražiti da ih vidite. Nema stalne postavke, a u gradu nema niti jednog istorijskog obeležja.
Za većinu ljudi u Mensonu, najznamenitiji događaj bio je tornado koji se dokotrljao Glavnom uli- com 1979. godine i razorio poslovnu četvrt. Jedna od prednosti sve te okolne ravnice jeste to što mo- žete uočiti opasnost izdaleka. Praktično, čitav grad se pojavio na kraju Glavne ulice i posmatrao pola sata kako se tornado približava, u nadi da će ovaj skrenuti, a onda su se svi mudro razbežali kada se to nije dogodilo. Nažalost, četvoro ljudi nije bilo dovoljno brzo, pa su poginuli. Sada se svakog juna u Mensonu održava manifestacija zvana Dani kratera koja traje nedelju dana, a smišljena je kao način da se ljudima pomogne da zaborave na nesrećan događaj. Sve to zapravo nema nikakve veze s krate-
rom. Niko nije smislio način da ućari na mestu udara koje nije vidljivo.
„Ponekad, retko, ljudi svrate i pitaju gde treba da odu da bi videli krater, a mi moramo da im kaže- mo da nema šta da se vidi”, kaže Ana Šlapkol, srdačna gradska bibliotekarka. „Onda odu malčice ra- zočarani.” Međutim, većina ljudi, kao i većina Ajovanaca, nikada nije čula za krater kod Mensona. Čak i kod geologa on jedva da zavredi neku fusnotu. Ali u jednom kratkom razdoblju tokom osamde- setih godina dvadesetog veka, Menson je bio geološki najuzbudljivije mesto na Zemlji.
Priča počinje početkom pedesetih, kada je bistri mladi geolog Judžin Šumejker posetio Meteorski krater u Arizoni. Danas je Meteorski krater najčuvenije mesto udara na Zemlji i popularna turistička atrakcija. Tih dana, međutim, on nije imao mnogo posetilaca i još su ga nazivali Baringerovim krate- rom, po bogatom rudarskom inženjeru Danijelu M. Baringeru koji ga je prisvojio 1903. godine. Ba- ringer je verovao da je krater formiran zahvaljujući meteoru teškom 10 miliona tona, krcatom gvo- žđem i niklom, pa je stoga bio ubeđen da će steći pravo bogatstvo kada ga iskopa. Nesvestan toga da su i meteor i sve u njemu isparili pri udaru, straćio je bogatstvo i sledećih dvadeset šest godina ko- pao tunele u kojima nije bilo ničega.
Po današnjim standardima, istraživanje kratera početkom dvadesetog veka bilo je, u najmanju ru- ku, malčice nesofisticirano. Vodeći rani istraživač, Dž. K. Gilbert sa Univerziteta Kolumbija, modeli- rao je efekte udara tako što je klikerima gađao posude sa ovsenom kašom. (Iz razloga koje ne mogu da navedem, Gilbert te eksperimente nije vršio u laboratoriji na Kolumbiji, već u jednoj hotelskoj so- bi.) Gilbert je iz toga nekako zaključio da su Mesečevi krateri zaista formirani udarima – to je samo po sebi za to doba bila prilično radikalna zamisao – ali da Zemljini nisu. Većina naučnika odbijala je da se upusti čak i tako daleko. Za njih, Mesečevi krateri bili su dokazi postojanja drevnih vulkana i ništa više. Onih nekoliko kratera koji su ostali na Zemlji (većina je nestala erozijom) generalno je pripisivano drugim uzrocima ili smatrano za retke slučajnosti.
U vreme kada se pojavio Šumejker, ustaljeno gledište bilo je da je Meteorski krater formiran za- hvaljujući podzemnoj eksploziji pare. Šumejker nije imao pojma o podzemnim eksplozijama pare – nije ni mogao: one ne postoje – ali je zato znao sve o zonama udara. Jedan od njegovih poslova po- sle koledža bio je da izučava prstenove posle eksplozija u Juka Fletsu u Nevadi, gde su se testirale nuklearne bombe. On je zaključio, kao i Baringer pre njega, da u Meteorskom krateru nema ničega što bi ukazivalo na vulkansku aktivnost, ali da zato drugih stvari ima na pretek prevashodno anomalija u vidu finih silicija i magnetita – i da te stvari ukazuju na udar iz svemira. Zainteresovan, počeo je to da izučava u slobodno vreme.
Nakon saradnje sa svojim kolegom Elinorom Helinom, a kasnije i sa svojom ženom Kerolajn, i sa- radnikom Dejvidom Levijem, Šumejker je započeo sistematsku pretragu unutrašnjeg Sunčevog siste- ma. Svakog meseca su provodili po jednu nedelju u opservatoriji Palomar u Kaliforniji u potrazi za nebeskim telima, prvenstveno asteroidima, čije su se putanje ukrštale sa Zemljinom orbitom.
„U vreme kada smo počeli, jedva da je bilo otkriveno više od desetak tih stvari u svim astronom- skim posmatranjima”, prisetio se Šumejker nekoliko godina kasnije u jednom intervjuu za televiziju.
„Astronomi su u dvadesetom veku praktično napustili Sunčev sistem” dodao je. „Pažnja im je bila usmerena na zvezde, na galaksije.”
Šumejker i njegove kolege ustanovili su da tamo napolju ima više – mnogo više – rizika nego što je iko ikada pomišljao.
* * *
Kao što ljudi većinom znaju, asteroidi su stenovita nebeska tela koja orbitiraju u labavoj formaciji u
pojasu između Marsa i Jupitera. Na ilustracijama se uvek prikazuju kao da postoje u gomilama, ali Sunčev sistem je zapravo prilično prostrano mesto i prosečan asteroid se u stvari nalazi na oko mili- on i po kilometara od svog najbližeg komšije. Niko ni približno ne zna koliko se asteroida tumba kroz svemir, ali smatra se da taj broj nije manji od milijarde. Za njih se pretpostavlja da su neostvarene planete, usled uticaja gravitacione privlačne sile Jupitera, koja ih je sprečila – i sprečava ih i da- lje – da se zgusnu.
Kada su asteroidi prvi put primećeni tokom devetnaestog veka – prvoga je otkrio prvog dana tog veka jedan Sicilijanac po imenu Đuzepe Pjaci – smatralo se da su to planete, a prva dva dobila su imena Ceres i Palas. Bila je potrebna nadahnuta dedukcija astronoma Vilijama Heršela da bi se usta- novilo kako oni nisu ni blizu veličine planeta već mnogo manji. On ih je nazvao asteroidima – što je latinski izraz za „zvezdolild” – tako da taj naziv nije naročito prikladan, pošto oni uopšte ne liče na zvezde. Sada se ponekad preciznije nazivaju planetoidima.
Pronalaženje asteroida postalo je popularna aktivnost tokom devetnaestog veka i krajem tog veka znalo se za oko hiljadu. Problem je bio u tome što ih niko nije sistematski beležio. Početkom dvade- setog veka, često je bilo nemoguće znati je li asteroid koji se upravo pojavio nov ili jednostavno neki koji je već primećen pa mu se zatim zameo trag. U to vreme je i astrofizika napredovala toliko da je bilo malo onih astronoma koji su želeli da posvete život nečem tako prozaičnom kao što su stenoviti planetoidi. Samo se nekolicina uopšte interesovala za Sunčev sistem, a među njima posebno Džerard Kujper, astronom rođen u Holandiji, po kojem je ime dobio Kujperov pojas kometa. Zahvaljujući nje- govom radu u opservatoriji Mekdonald u Teksasu, koji je kasnije praćen radom drugih u Centru za male planete u Sinsinatiju i projektu Svemirske straže u Arizoni, dugi spisak izgubljenih asteroida po- stepeno je smanjivan da bi krajem dvadesetog veka ostao samo jedan poznati asteroid za koji se nije znalo gde je – nebesko telo zvano 719 Albert. Poslednji put viđeno 1911, konačno je pronađeno 2000. godine, posle osamdeset devet godina odsustvovanja.
I tako, sa stanovišta istraživanja asteroida, dvadeseti vek bio je praktično samo jedna dugačka ve- žba iz knjigovodstva. Zapravo samo u poslednjih nekoliko godina astronomi su počeli da prebrojava- ju i drže na oku ostatak asteroidne zajednice. Od jula 2001. godine, 26.000 asteroida identifikovano je i imenovano – polovina samo u prethodne dve godine. Pošto je ostalo da se identifikuju i ostali do milijarditog, prebrojavanje praktično jedva da je i počelo.
U izvesnom smislu, to teško da ima neku važnost. Identifikovanje nekog asteroida ne čini ga bezo- pasnim. Čak i da svaki asteroid u Sunčevom sistemu ima ime i poznatu orbitu, niko nije u stanju da kaže kakve perturbacije bi nekog od njih mogle da zavrljače prema nama. Ne možemo predvideti po- remećaje u stenama ni na sopstvenoj površini. Pustite to stenje da lebdi u svemiru i teško da ćete uspeti da pogodite kako će se ono ponašati. Najverovatnije nijedan asteroid koji tamo nosi na sebi naše ime nema neko drugo.
Pomislite na Zemljinu orbitu kao na neku vrstu autoputa gde smo mi jedino vozilo, ali preko kojeg redovno prelaze pešaci koji se ne sete da pogledaju pre nego što stupe preko ivice. Najmanje 90 od- sto tih pešaka još nam je nepoznato. Ne znamo gde žive, čime se bave, koliko često nam izlaze na put. Znamo samo da se u nekom trenutku, u neizvesnim intervalima, oni kotrljaju po drumu kojim mi krsta- rimo brzinom od 100.000 kilometara na sat. Kako je to rekao Stiven Ostro iz Laboratorije za mlazni pogon: „Pretpostavite da postoji dugme koje biste pritisli i osvetlili sve asteroide koji će se naći Ze- mlji na putu, a veći su od desetak metara; videli biste na nebu preko sto miliona takvih tela.” Ukratko, ne biste ugledali nekoliko hiljada dalekih treperavih zvezda, već milione i milione i milione bližih te- la u nasumičnom kretanju – „među kojima su svi kadri da se sudare sa Zemljom i svi se kreću poma- lo različitim putanjama i različitom brzinom na nebu. Bilo bi to veoma onespokojavajuće.” Pa, budite
nespokojni, jer sve vam je to tamo. Samo što ne možemo da vidimo.
Smatra se – mada je to zapravo samo pretpostavka zasnovana na ekstrapolaciji iz brzine nastaja- nja kratera na Mesecu – da sveukupno oko dve hiljade asteroida dovoljno velikih da ugroze postoja- nje civilizacije redovno prolazi kroz našu orbitu. Ali čak i mali asteroid – recimo, veličine kuće – mogaobi da uništi neki grad. Broj tih relativno patuljastih tela koja prolaze kroz Zemljinu orbitu go- tovo izvesno se kreće u rasponu od stotina hiljada, a moguće i miliona, i gotovo ih je nemoguće prati- ti.
Prvi je ugledan tek 1991. god. i to tek pošto je prošao. Dobio je ime 1991 BA i primećeno je da je projezdio kraj nas na udaljenosti od 170.000 kilometara – u kosmičkim razmerama to je ekvivalent- no metku koji prođe nekome kroz rukav, a ne dodirne ruku. Dve godine kasnije, drugi, nešto krupniji asteroid promašio nas je za samo 145.000 kilometara – što je najbliži zabeležen prolazak. Ni on nije primećen sve dok nije prošao i naišao bi bez upozorenja. Po Timotiju Ferisu, koji je pisao za Njujor- ker, takvi promašaji „za dlaku” dogode se dva-tri puta nedeljno i prođu nezapaženo.
Nebesko telo promera stotinu metara moglo bi da se vidi ma kojim teleskopom sa Zemlje tek kad bi se obrelo samo nekoliko dana daleko od nas, a i to samo ako bi teleskop bio uperen u njega, što je malo verovatno pošto je i danas broj ljudi koji tragaju za takvim telima prilično skroman. Uvek se iz- nosi privlačna analogija po kojoj je broj ljudi koji aktivno tragaju za asteroidima manji od broja za- poslenih u tipičnom Mekdonalds restoranu. (Zapravo, sada je nešto veći. Ali ne mnogo.)
* * *
Dok je Džin Šumejker pokušavao da prestravi ljude potencijalnim opasnostima unutrašnjeg Sunčevog sistema, druge stvari – naizgled potpuno nevezane s tim – odvijale su se tiho u Italiji, gde je radio mladi geolog iz laboratorije Lamont Doerti sa Univerziteta Kolumbija. Početkom sedamdesetih Volter Alvarez je radio na terenu u lepoj klisuri poznatoj kao Tesnac Botaćone, blizu Gubija, gradića u um- brijskim brdima, kada se zainteresovao za tanku traku crvenkaste ilovače koja je delila dva drevna sloja krečnjačkog kamena – jedan je bio iz doba krede, drugi iz tercijara. To je mesto poznato u geo- logiji kao KT granica35 i označava vreme, pre 65 miliona godina, kada su dinosauri i otprilike polo- vina drugih životinjskih vrsta u svetu naglo nestali iz fosilnih tragova. Alvarez se upitao čime bi taj tanki sloj ilovače, debljine jedva 6 milimetara, mogao da objasni tako dramatičan trenutak u istoriji Zemlje.
U to vreme vladajuće mišljenje o izumiranju dinosaura bilo je isto kao i u doba Čarlsa Lajela vek pre toga – naime, da su dinosauri izumirali milionima godina. Ali tanak sloj ilovače navodio je na pomisao da se u Umbriji, ako već nigde drugde, dogodilo nešto mnogo iznenadnije. Nažalost, u to vreme, tokom sedamdesetih godina dvadesetog veka, nisu postojali nikakvi testovi za utvrđivanje vremena potrebnog da se takav talog akumulira.
U uobičajenom sledu događaja, Alvarez bi gotovo sasvim sigurno morao da tu stane; ali on je na svu sreću imao savršenu vezu sa nekim izvan sopstvene discipline ko je mogao da pomogne – svog oca, Luisa. Luis Alvarez je bio istaknuti nuklearni fizičar; dobio je prethodne decenije Nobelovu na- gradu za fiziku. Oduvek se blago sprdao sa sinovljevom privrženošću stenama, ali ovaj problem ga je zainteresovao. Palo mu je na pamet da bi odgovor mogao da leži u prašini iz svemira.
Svake godine na Zemlji se nataloži oko 30.000 tona „kosmičkih kuglica” – jednostavnije rečeno, svemirske prašine – što bi bilo poprilično kada biste sve to natrpali na jednu gomilu, ali je infinite- zimalno kada to raširite po celom globusu. Kroz taj tanak sloj prašine raštrkani su egzotični elementi koji inače nisu mnogo prisutni na Zemlji. Među njima je element iridijum, kojeg ima hiljadu puta više
u svemiru nego u Zemljinoj kori (zato što je najveći deo iridijuma na Zemlji, kako se smatra, potonuo u jezgro kada je planeta još bila mlada).
Luis Alvarez je znao da je jedan njegov kolega iz laboratorije Lorens Berkli u Kaliforniji, Frenk Azaro, razvio tehniku veoma preciznog merenja hemijskog sastava ilovače korišćenjem procesa zva- nog analiza aktiviranja neutrona. Ona se sastojala od bombardovanja uzoraka neutronima u malom nu- klearnom reaktoru i pažljivog prebrojavanja emitovanih gama zraka; bio je to izuzetno pipav posao. Ranije je Azaro koristio tu tehniku da bi analizirao grnčariju, ali Alvarez je pomislio da, ukoliko bi izmerili količinu jednog egzotičnog elementa u uzorcima njegovog sina i to uporedili sa godišnjom stopom raspada, ustanovili bi koliko je uzorcima bilo potrebno vremena da se formiraju. Jednog ok- tobarskog popodneva 1977, godine, Luis i Volter Alvarez svratili su kod Azara i zamolili ga da im obavi neophodne testove.
Bio je to zaista drzak zahtev. Tražili su da Azaro posveti mesece krajnje brižljivom merenju geo- loških uzoraka samo da bi potvrdio ono što je od početka izgledalo očigledno – da je tanak sloj ilo- vače formiran onako brzo kao što je njegova mala debljina i ukazivala. Svakako niko nije očekivao da to ispitivanje dovede do bilo kakvih dramatičnih otkrića.
„Pa, bili su veoma šarmantni, veoma ubedljivi”, prisetio se Azaro u jednom intervjuu 2002. godi- ne. „I meni se učinilo da je to zanimljiv izazov, pa sam pristao da pokušam. Nažalost, imao sam mno- go drugih poslova u toku, tako da sam tome mogao da se posvetim tek posle osam meseci.” Proverio je svoje beleške iz tog razdoblja. „Dana 21. juna 1978. godine u 13.45, stavili smo jedan uzorak u de- tektor. Detektor je radio 224 minuta i shvatili smo da dobijamo zanimljive rezultate, pa smo ga zau- stavili i pogledali.”
U stvari, rezultati su bili toliko neočekivani da su trojica naučnika isprva pomislili kako mora biti da su pogrešili. Količina iridijuma u Alvarezovom uzorku bila je više od trista puta veća od normal- nog nivoa – daleko izvan svega što su mogli da predvide. Sledećih meseci, Azaro i njegova kolegi- nica Helen Mičel radili su i po trideset sati bez prestanka („Kad jednom počnete, ne umete da stane- te”, objasnio je Azaro) i analizirali su uzorke, uvek sa istim rezultatima. Testovi drugih uzoraka – iz Danske, Španije, Francuske, sa Novog Zelanda, Antarktika – pokazali su da je talog iridijuma bio raspoređen svud po svetu i da je svugde veoma povećan, ponekad i pet stotina puta više od normal- nog nivoa. Očito, nešto veliko i naglo, verovatno kataklizmično, izazvalo je taj upadljivi rast.
Posle mnogo razmišljanja, Alvarezovi su zaključili da je najuverljivije objašnjenje – u svakom slučaju, najuverljivije za njih – bilo to da je u Zemlju udario asteroid ili kometa.
Zamisao da bi Zemlja s vremena na vreme mogla biti izložena razornim udarima nije bila baš toli- ko nova kao što se danas ponekad navodi. Astrofizičar Ralf B. Boldvin sa Severozapadnog univerzi- teta još 1942. godine predložio je tu mogućnost u članku za časopis Popularna astronomija. (Objavio je članak tamo zato što nijedan akademski izdavač nije bio spreman da ga objavi.) I najmanje dva po- znata naučnika, astronom Ernst Opik i hemičar i nobelovac Harold Juri, takođe su podržali tu zamisao u različito vreme. Ona nije bila nepoznata čak ni među paleontolozima. Godine 1956. profesor sa Dr- žavnog univerziteta Oregona M. V. de Laubenfels, u napisu za Paleontološki časopis čak je anticipi- rao teoriju Alvarezovih sugestijom da je dinosaurima možda nanet smrtonosni udarac iz svemira, a godine 1970. predsednik Američkog paleontološkog društva Digbi Dž. Maklaren izneo je na godi- šnjoj konferenciji te grupacije mogućnost da je vanzemaljski udar mogao biti uzrok ranijeg događaja poznatog kao Frasnijevsko izumiranje.
Kao da želi da istakne koliko je do tada ta zamisao postala bajata, jedan holivudski studio je 1979. godine čak producirao film sa naslovom Meteor („Širok je pet milja... Hita brzinom od 30.000 milja na sat – a nemamo gde sa se sakrijemo!”) sa Henrijem Fondom, Natali Vud, Karlom Malde-
nom i jednom pozamašnom stenčugom u glavnim ulogama.
I tako, kada su prve nedelje 1980. godine, na sastanku Američkog udruženja za unapređenje nauke, Alvarezovi objavili da veruju kako izumiranje dinosaura nije trajalo milionima godina kao deo nekog sporog i neumitnog procesa, već se zbilo iznenada, u jednom eksplozivnom događaju, to nije trebalo da izazove nikakav šok.
Ali izazvalo je. Svuda je, ali naročito u svetu paleontologije, ovo primljeno kao besramna jeres.
„Pa, morate upamtiti”, priseća se Azaro, „da smo mi na tom polju bili amateri. Volter je bio geo- log specijalizovan za paleo-magnetizam, Luis je bio fizičar, a ja nuklearni hemičar. I sad smo se mi našli tu da saopštimo paleontolozima da smo rešili problem koji im je izmicao duže od jednog veka. Ne iznenađuje mnogo što oni to nisu istog trenutka prigrlili.” Kao što se Luis Alvarez našalio: „Uhva- tili su nas da se bavimo geologijom bez dozvole.”
Ali u teoriji udara postojalo je još nešto mnogo dublje i fundamentalnije gnusno. Uverenje da su zemaljski procesi postepeni bilo je element prirodnjačke istorije još od Lajelovih vremena. Osamde- setih je katastrofizam već toliko bio demodiran da je praktično postao nezamisliv. Za većinu geologa zamisao o razornom udaru bila je, kao što je to primetio Judžin Šumejker, „protivna njihovoj naučnoj religiji”.
A nije pomoglo ni to što je Luis Alvarez gledao na paleontologe i njihov doprinos naučnim sazna- njima sa otvorenim prezirom. „Oni u stvari i nisu naročito dobri naučnici. Više vam dođu kao kolek- cionari maraka”, napisao je on u Njujork tajmsu, u članku koji još ume da žacne.
Protivnici teorije Alvarezovih dali su bezbroj alternativnih objašnjenja za talog iridijuma – na primer, da su ga stvorile dugotrajne vulkanske erupcije u Indiji zvane Dekanski trapovi („trap” potiče od švedske reči za jedan tip lave; „Dekan” je današnji naziv tog područja) – a iznad svega tvrdili su da nema dokaza da su dinosauri nestali naglo iz fosilnih tragova na iridijumskoj granici. ledan od naj- energičnijih protivnika bio je Čarls Ofiser sa Koledža Darmut. On je insistirao na tome da je talog iridijuma nastao vulkanskom aktivnošću iako je priznao u jednom intervjuu za novine da nema nika- kve dokaze za to. Sve do 1988. godine, više od polovine anketiranih američkih paleontologa i dalje je verovalo da izumiranje dinosaura ni na koji način nije u vezi sa udarom asteroida ili komete.
Jedina stvar koja bi najočiglednije podržala teoriju Alvarezovih bilo je ono što nisu imali – me- sto udara. Eto tada Judžina Šumejkera. Šumejker je imao vezu u Ajovi – njegova snaha predavala je na Univerzitetu Ajova – a krater kod Mensona bio mu je poznat iz sopstvenih istraživanja. Zahvalju- jući njemu, svi su pogledi sada bili uprti u Ajovu.
* * *
Geologija je profesija koja varira od mesta do mesta. U Ajovi, državi koja je ravna i stratografski dosadna, geološke aktivnosti su obično prilično mirne. Nema alpskih vrhova niti glečera koji mrve sve pred sobom, nema velikih naslaga nafte ili dragocenih metala, kao ni naznake piroklastičnog toka. Ako ste geolog u službi države Ajova, veliki deo vašeg posla čini evaluacija Planova za uklanjanje balege, koje svi „uzgajivači životinja u zatvorenom prostoru” u državi – za nas ostale, svinjogoj- ci – moraju periodično da podnose. U Ajovi postoji petnaest miliona svinja, pa tako mora da se uklanja mnogo balege. Uopšte se ne rugam ovome – to je vitalan i prosvetljujući posao; zahvaljujući njemu, voda je u Ajovi čista – ali ni s najboljom voljom na svetu, to se ne može baš porediti sa iz- begavanjem bombi od lave na planini Pinatubo ili sa veranjem preko pukotina na grenlandskom gle- čeru u potrazi za drevnim kvarcom i tragovima života. Zato možemo samo da zamislimo kakvo je uz- buđenje zahvatilo Ministarstvo za prirodna bogatstva Ajove kada je sredinom osamdesetih pažnja
svetske geologije bila usmerena na Menson i krater kraj njega.
Trobridž hol u Ajova Sitiju jeste gomila crvenih cigala s prekretnice veka u kojoj je smeštena Ka- tedra za nauke o Zemlji Univerziteta Ajove i – visoko, u nekoj vrsti mansarde – geolozi Ajovinog ministarstva za prirodna bogatstva. Sada niko ne može da se seti kada su, a kamoli zašto, državni geo- lozi smešteni u jednu akademsku instituciju, ali stiče se utisak da im je taj prostor prepušten nevoljno, jer kancelarije su pretrpane, sa niskim tavanicama, i ne baš naročito pristupačne. Kada vas tamo vo- de, donekle očekujete da vas izvedu na ispust oko krova i pomognu vam da udete kroz prozor.
Rej Anderson i Brajan Vicke provode tu gore svoj radni vek, među neurednim hrpama papira, ča- sopisa, urolanih karata i teških uzoraka kamena. (Geolozima nikad ne zafale pritiskivači za papir.) To je ona vrsta prostora gde, ako želite nešto da pronađete – još jednu stolicu, šoljicu za kafu, telefon koji zvoni – morate da pomerate unaokolo gomile dokumenata.
„Najednom smo se našli u centru pažnje”, rekao mi je Anderson, uživajući u sećanju na to, kada sam upoznao njega i Vickea u njihovim kancelarijama jednog groznog, kišnog junskog jutra. „Bilo je divno.”
Pitao sam ih za Džina Šumejkera, čoveka koga, čini se, čitav svet slavi. „Jednostavno, bio je sja- jan tip”, odgovorio je Vicke bez oklevanja. „Da njega nije bilo, čitava stvar bi ostala u povoju. Čak i sa njegovom podrškom, bile su potrebne dve godine da se sve pokrene. Bušenje je skup posao – u ono vreme koštalo je oko trideset pet dolara po stopi, sada je još skuplje, a mi smo morali da se spu- stimo do dubine od tri hiljade stopa.”
„Ponekad i više”, dodao je Anderson.
„Ponekad i više”, složio se Vicke. „I to na nekoliko lokacija. Dakle, pričamo o mnogo para. Sva- kako više nego što bi nam omogućio naš budžet.”
I tako je uspostavljena saradnja između Geološkog zavoda Ajove i Geološkog zavoda SAD.
„Bar smo mi mislili da je to saradnja”, rekao je Anderson i osmehnuo se malčice kiselo.
„Mnogo smo tada naučili”, nastavio je Vicke. „U tom periodu je bilo dosta loših naučnih istraživa- nja – ljudi su upadali sa rezultatima koji nisu uvek izdržali proveru.” Jedan takav trenutak dogodio se na godišnjem sastanku Američke geofizičke unije 1985. godine, kada su Glen Izet i S. L. Pilmor iz Geološkog zavoda SAD objavili da je krater kod Mensona star upravo toliko koliko je potrebno da ima veze sa izumiranjem dinosaura. Ta izjava privukla je veliku pažnju medija, ali je nažalost bila preuranjena. Pažljivije ispitivanje podataka pokazalo je da krater kod Mensona ne samo što je previ- še mali, već je nastao i devet miliona godina prerano.
Anderson i Vicke su prvi put čuli za taj korak natrag u svojim karijerama kada su stigli na jednu konferenciju u Južnoj Dakoti i shvatili da im ljudi prilaze sa izrazom saučešća na licu i rečima: „Ču- jemo da ste ostali bez svog kratera.” Nisu znali da su Izet i drugi naučnici iz GZS AD upravo objavili proverene brojke koje su otkrile da krater kod Mensona ipak nije mogao da bude povezan sa izumira- njem.
„Bilo je to prilično zapanjujuće”, priseća se Anderson. „Hoću da kažem, imali smo nešto veoma važno, da bismo odjednom ostali bez toga. Ali još gora je bila spoznaja da se ljudi s kojima smo mi- slili da sarađujemo nisu potrudili da sa nama podele svoje nalaze.”
„Zašto nisu?”
Slegnuo je ramenima. „Ko će ga znati? U svakom slučaju, to nam je lepo pokazalo koliko nauka ume da postane ruina kada igrate na određenom nivou.”
Potraga se preselila drugde. Pukim slučajem, jedan istraživač, Alan Hildebrand sa Univerziteta Arizona, upoznao je 1990. godine novinara iz Hjustonske hronike, koji je slučajno znao za veliku, ne- objašnjenu prstenastu formaciju širine 193 kilometra i dubine 48 kilometara, ispod poluostrva Juka-
tan u Meksiku, u mestu Čikšulub, blizu grada Progreso, oko 950 kilometara južno od Nju Orleansa. Tu formaciju otkrio je Pemeks, meksička naftna kompanija, 1952. godine – slučajno, baš one godine ka- da je Džin Šumejker prvi put posetio Meteorski krater u Arizoni – ali geolozi kompanije zaključili su da je njeno poreklo vulkansko, u skladu sa tada preovlađujućim mišljenjem. Hildebrand je otputo- vao tamo i prilično brzo zaključio da su najzad pronašli svoj krater. Početkom 1991. godine ustano- vljeno je, uz gotovo posvemašnju saglasnost, da je Čikšulub mesto udara.
Ipak, mnogi ljudi još nisu mogli sasvim da shvate šta je takav udar mogao da izazove. Stiven Džej Guld se priseća u jednom od svojih eseja: „Sećam se da sam gajio jake početne sumnje u efikasnost jednog takvog događaja... Zbog čega bi nebesko telo prečnika samo šest milja moglo da izazove takvu propast na planeti čiji je prečnik osam hiljada milja?”
Vrlo zgodno, prirodni test za tu teoriju zadesio se ubrzo pošto su Šumejker i Levi otkrili kometu Šumejker-Levi 9, koja je – ubrzo su to shvatili – letela prema Jupiteru. Prvi put ljudi će biti u sta- nju da prisustvuju jednom svemirskom sudaru – i da ga vide sasvim dobro, zahvaljujući Hablovom svemirskom teleskopu. Većina astronoma, kao što kaže Kertis Pibls, očekivala je veoma malo od to- ga, pogotovo zato što kometa nije bila koherentna sfera već niz od dvadeset jednog fragmenta. „Slu- tim”, napisao je jedan, „daće Jupiter prosto progutati te komete, a da potom ni ne podrigne.” Nedelju dana pre udara, Priroda je objavila članak sa naslovom „U strahu su velike oči”, predvidevši da udar neće izazvati ništa više od pukog pljuska meteora.
Udari su počeli 16. jula 1994, trajali su nedelju dana i bili daleko jači od svega što je iko – sa mogućim izuzetkom Džina Šumejkera – mogao da očekuje. Jedan fragment, poznat kao Jezgro G, udario je silinom od oko šest miliona megatona – sedamdeset pet puta jače od kompletnog postoje- ćeg nuklearnog naoružanja. Jezgro G bilo je veliko tek kao omanja planina, ali je na površini Jupitera stvorilo rane veličine Zemlje. Bio je to poslednji udarac za kritičare teorije Alvarezovih.
Luis Alvarez nikada nije saznao za otkriće kratera kod Čikšuluba, niti za Šumejker-Levijevu ko- metu, jer je umro 1988. godine. Šumejker je takođe rano umro. Na treću godišnjicu sudara sa Jupite- rom, on i njegova žena bili su u divljini Australije, kuda su odlazili svake godine da tragaju za mesti- ma udara. Na zemljanom putu u pustinji Tanami – obično jednom od najpraznijih mesta na Ze- mlji – popeli su se na malu uzvisinu baš kada im je u susret naišlo drugo vozilo. Šumejker je pogi- nuo na licu mesta, a njegova žena je povređena. Malo njegovog pepela poslato je na Mesec u letelici Lunarni kopač. Ostatak je razasut oko Meteorskog kratera.
* * *
Anderson i Vicke više nisu imali krater koji je ubio dinosaure, „ali još smo imali najveći i najbolje očuvani udarni krater u kontinentalnim Sjedinjenim Američkim Državama”, rekao je Anderson. (Po- trebna je izvesna verbalna okretnost da bi se Mensonov status zadržao u superlativima. Drugi krateri su veći – posebno zaliv Česapik, koji je priznat kao mesto udara 1994. godine – ali oni su ili u mo- ru, ili deformisani.) „Ćikšulub je ukopan ispod dva do tri kilometra krečnog kamena i najvećim de- lom je u moru, zbog čega ga je teško izučavati”, nastavio je Anderson, „dok je Menson baš pristupa- čan. Razlog za to što je relativno netaknut upravo je činjenica da je ukopan.”
Pitao sam ga koliko bismo danas imali vremena na raspolaganju od upozorenja da nam se približa- va slična stenčuga.
„O, verovatno ga uopšte ne bismo imali”, rekao je Anderson veselo. „To se ne bi videlo golim okom sve dok ne udari u atmosferu, što će reći oko sekund pre udara o Zemlju. Pričate o nečemu što se kreće deset puta brže od najbržeg metka. Ukoliko neko to ne primeti teleskopom, što uopšte nije iz-
vesno, praktično bi nas zateklo sasvim nespremne.”
Snaga udara zavisi od mnogo promenljivih veličina – od ugla ulaska u atmosferu, od brzine i pu- tanje, od toga da li je sudar čeoni ili bočni, kao i od mase i gustine tela sa kojim se sudaramo, pored mnogo drugih stvari – a ništa od svega toga ne možemo da znamo toliko miliona godina posle samog događaja. Ali ono što naučnici mogu da urade – a Anderson i Vicke su uradili – jeste da izmere mesto udara i izračunaju količinu oslobođene energije. Na osnovu toga mogu da proračunaju uverlji- ve scenarije o tome kako je sve izgledalo – ili, malo jezivije, kako bi izgledalo da se dogodi danas.
Asteroid ili kometa koja putuje kosmičkim brzinama ušla bi u Zemljinu atmosferu toliko brzo da vazduh ispod nje ne bi mogao da joj se ukloni s puta, već bi bio sabijen, kao u pumpi za bicikl. Kao što zna svako ko je koristio pumpu, sabijeni vazduh se brzo greje, pa bi temperatura ispod takvog tela narasla na oko 60.000 Kelvina, ili deset puta više od površine Sunca. U tom trenutku prispeća u našu atmosferu, sve što bi se meteoru našlo na putu – ljudi, kuće, fabrike, kola – smežuralo bi se i nesta- lo kao celofan u plamenu.
Sekund posle ulaska u atmosferu, meteorit bi se zario u površinu Zemlje tamo gde su žitelji Men- sona samo trenutak ranije gledali svoja posla. Sam meteorit bi smesta ispario, ali udarni talas bi raz- neo 1.000 kubnih kilometara stena, zemlje i superzagrejanih gasova. Svako živo biće u krugu od 250 kilometara koje nije ubila vrelina ulaska u atmosferu sada bi poginulo od udarnog talasa. Šireći se gotovo brzinom svetlosti, početni udarni talas zbrisao bi sve pred sobom.
Za one izvan zone trenutnog uništenja, prva naznaka katastrofe bio bi blesak zaslepljujućeg sve- tla – najsnažnijeg svetla koje su ljudske oči ikad videle – praćen minut do dva kasnije apokaliptič- nim prizorom nezamislive veličine: uskovitlani zid tame posegnuo bi visoko u nebo i ispunio čitav vidokrug brzinom od više hiljada kilometara na sat. Njegovo približavanje bilo bi jezivo tiho zato što bi nailazio mnogo brže od brzine zvuka. Ko god bi se našao u nekoj visokoj zgradi u, recimo, Omahi ili De Mojnu, i slučajno pogledao u odgovarajućem pravcu, ugledao bi zbunjujući veo previranja praćen trenutnim uništenjem.
Za nekoliko minuta, u oblasti koja se proteže od Denvera do Detroita i obuhvata ono što su nekada bili Čikago, Sent Luis, Kanzas Siti i Gradovi Blizanci – ukratko, čitav Srednji zapad – gotovo sve što stoji bilo bi sravnjeno sa zemljom ili zapaljeno, a gotovo sva živa bića bila bi mrtva. Ljudi uda- ljeni do 1.500 kilometara bili bi oboreni na tlo i raščerečeni ili izbombardovani mećavom letećih projektila. Izvan prečnika od 1.500 kilometara, uništenje izazvano udarnim talasom postepeno bi se smanjivalo.
Ali to je tek početni udarni talas. Može samo da se nagađa kakva bi sve bila šteta vezana za udar, ali zna se da bi bila brza i globalna. Udar bi gotovo sigurno izazvao lanac razornih zemljotresa. Vul- kani širom globusa počeli bi da tutnje i izbacuju lavu. Cunamiji bi se digli i pohitali prema dalekim obalama brišući sve pred sobom. Za jedan sat, oblak tame prekrio bi Zemlju, a plameno kamenje i drugi otpadni materijal zasuli bi čitavu planetu i izazvali posvemašnji požar. Procenjeno je da bi naj- manje milijardu i po ljudi bilo mrtvo na isteku prvog dana. Masivni poremećaji u jonosferi svuda bi izbacili iz stroja komunikacione sisteme, tako da preživeli ne bi imali pojma šta se dešava drugde, ni- ti kuda da krenu. Teško da bi to uopšte i bilo važno. Kako je to jedan komentator rekao, bekstvo bi značilo da „birate sporu smrt umesto brze. Na broj mrtvih bi vrlo malo uticalo bilo kakvo uspešno preseljenje, jer bi Zemljina sposobnost da održava život univerzalno bila smanjena.”
Količina čađi i lebdećeg pepela posle udara i požara koji bi usledili zaklonila bi sunce svakako mesecima, a možda i godinama, poremetivši cikluse prinosa. Godine 2001, istraživači na Kalifornij- skom institutu za tehnologiju analizirali su izotope helijuma iz sedimenata preostalih posle kasnijeg KT udara i zaključili da je ovaj uticao na Zemljinu klimu oko deset hiljada godina. To je čak iskori-
šćeno kao dokaz koji je podržao zamisao da je izumiranje dinosaura bilo brzo i naglo – kao što i je- ste, u geološkom smislu. Možemo samo da nagađamo koliko, i da li bi se čovečanstvo dobro nosilo sa jednim takvim događajem.
I upamtite, po svemu sudeći, to bi nas zadesilo bez ikakvog upozorenja, iz vedra neba.
Ali pretpostavimo da ugledamo nebesko telo koje nam se približava. Šta bismo uradili? Svi pret- postavljaju da bismo tamo poslali nuklearnu bojevu glavu i razneli ga u paramparčad. Međutim, po- stoje izvesni problemi u vezi sa tom idejom. Najpre, kao što je zapazio Džon S. Luis, naši projektili nisu projektovani da deluju u svemiru. Oni nemaju polet potreban da umaknu Zemljinoj gravitaciji, a sve i da imaju, nisu opremljeni mehanizmom koji bi ih vodio kroz deset miliona kilometara svemira. Još manje bismo mogli da pošaljemo brod sa svemirskim kaubojima da obave taj posao za nas, kao u filmu Armagedon; više nemamo dovoljno moćnu raketu da pošaljemo ljude čak ni do Meseca. Po- slednja raketa koja je to mogla, Saturn 5, povučena je iz upotrebe pre mnogo godina i nikada nije za- menjena. Niti bismo mogli brzo da napravimo novu jer su, zaprepašćujuće, planovi za Saturnove lan- sere uništeni kada je NASA pravila veliko prolećno spremanje.
Sve i kad bismo nekako uspeli da doturimo bojevu glavu do asteroida i raznesemo ga u komade, svi su izgledi da bismo ga jednostavno pretvorili u kišu kamenja koja bi nas rasula u nizu nalik na ko- metu Šumejker-Levi na Jupiteru – ali s tom razlikom da bi kamenje sada bilo veoma radioaktivno. Tom Gerels, lovac na asteroide sa Univerziteta Arizona, smatra da bi čak i upozorenje od godinu da- na unapred bilo nedovoljno da se preduzme nešto prikladno. Međutim, mnogo je verovatnije da ne bi- smo videli nijedno nebesko telo – čak ni kometu – sve dok nam se ne bi približilo na oko šest me- seci, a to bi bilo prekasno. Šumejker-Levi 9 je kružila oko Jupitera na prilično sumnjiv način još od 1929. godine, ali prošlo je više od pola veka pre nego što je to iko primetio.
Pošto je tako teško izračunati te stvari, a mora se uzeti u obzir i tako značajna margina greške, čak i kada bismo znali da se neko nebesko telo zaputilo prema nama, ne bismo znali gotovo do samog kraja – do poslednjih nekoliko nedelja – da li je udar siguran ili ne. Za vreme približavanja tela uglavnom bismo obitavali u stanju neizvesnosti. To bi sasvim sigurno bilo najinteresantnijih nekoliko meseci u istoriji sveta. A zamislite tek žurku za slučaj da sve prođe bezopasno.
„Dakle, koliko se često dešava nešto nalik na udar kod Mensona?” pitao sam Andersona i Vickea pre odlaska.
„O, u proseku jednom u milion godina”, rekao je Vicke.
„I ne zaboravite”, dodao je Anderson, „to je bio relativno mali događaj. Da li znate koliko je izu- miranja vrsta vezano za udar kod Mensona?”
„Pojma nemam”, odgovorio sam ja.
„Nijedno”, rekao je on, neobično zadovoljno. „Niti jedno.”
Naravno, Vicke i Anderson su žurno, i manje-više jednoglasno dodali da bi došlo do strašnog ra- zaranja širom Zemlje, baš kao što je gore opisano, i potpunog uništenja u prečniku od više stotina mi- lja oko mesta udara. Ali život je tvrdokoran, i kad bi se dim razišao bilo bi dovoljno preživelih sreć- nika iz svake vrste da nijedna trajno ne propadne.
Izgleda da je dobra vest to što je za uništenje jedne vrste potrebno veoma mnogo stvari. Loša vest je to da nikada ne možete da se oslonite na dobru vest. Još gore od toga, nije čak ni neophodno da po svemiru tražite jezivu opasnost. Kao što ćemo videti, Zemlja i sama obiluje raznoraznim opasnosti- ma.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
14
Vatra odozdo
U leto 1971. godine, mladi geolog Majk Vorhis šetao je po travnatim poljima u istočnoj Nebraski, ne- daleko od gradića Orčard gde je odrastao. Dok je prolazio kroz jednu jarugu sa strmim zidovima, ugledao je neobični odsjaj u žbunju iznad sebe i uzverao se da pogleda. Tamo je video savršeno oču- vanu lobanju mladog nosoroga, ispranu nedavnim jakim kišama.
Ispostavilo se da je nekoliko jardi odatle jedno od najneobičnijih fosilnih nalazišta ikada otkrive- nih u Severnoj Americi: isušeno pojilište koje je poslužilo kao masovna grobnica za mnoštvo životi- nja – za nosoroge, zebrolike konje, sabljozube jelene, kamile, kornjače. Sve su uginule zahvaljujući nekoj tajanstvenoj kataklizmi koja se dogodila tik pre dvanaest miliona godina u doba koje je u geo- logiji poznato kao miocen. U to vreme, Nebraska se nalazila na ogromnoj, vreloj ravnici umnogome nalik na današnji afrički Serengeti. Životinje su pronađene pokopane ispod vulkanskog pepela dubo- kog do tri metra. Zagonetka je bilo to što u Nebraski ne postoji, niti je ikada postojao, i jedan jedini vulkan.
Danas se mesto Vorhisovog otkrića zove Državni park fosilnog nalazišta Ešfol.36 Tamo se nalazi moderan novi centar za posetioce i muzej, sa promišljeno izloženim eksponatima geologije Nebraske i istorijata fosilnih nalazišta. U centru se nalazi i laboratorija sa staklenim zidom kroz koji posetioci mogu da gledaju kako paleontolozi čiste kosti. Jednog jutra, u laboratoriji kroz koju sam prošao radio je sam jedan veselo prosedi momak u plavoj radnoj košulji, koga sam prepoznao kao Majka Vorhisa zahvaljujući Bi-Bi-Sijevom dokumentarcu Horizont, gde je on učestvovao. U Državnom parku fosil- nog nalazišta Ešfol nema baš tako mnogo posetilaca – on je smešten malčice usred ničega – i činilo se da me je Vorhis sa zadovoljstvom poveo u obilazak. Odveo me je na mesto povrh 6 metara duboke jaruge gde je došao do svog otkrića.
„Bilo je to glupo mesto za traganje za kostima”, rekao je zadovoljno. „Alija nisam tragao za kosti- ma. Pomišljao sam uto vreme da sačinim geološku mapu istočne Nebraske, i zapravo sam samo nju- škao okolo. Da se nisam popeo uz ovu jarugu, ili da kiša nije upravo isprala tu lobanju, prošao bih i sve to nikada ne bi bilo pronađeno.” Pokazao je na obližnje mesto sa podignutim krovom, koje je po- stalo glavna iskopina. Tamo je otkriveno oko dvesta životinja koje su zajedno ležale u gomili.
Upitao sam ga zbog čega je to glupo mesto za traganje za kostima. „Pa, ako baš tražite kosti, treba vam ogoljeno stenje. Zbog toga se paleontologija obavlja na vrelim, suvim mestima. Nije stvar u to- me što tamo ima više kostiju. Prosto imate izvesne šanse da ih primetite. Na ovakvom mestu” – po- kazao je rukom na ogromnu, jednoličnu preriju – „ne biste znali odakle da počnete. Tamo bi stvarno moglo da bude mnogo veličanstvenih stvari, ali na površini nema nikakvih naznaka koje bi vam uka- zale gde da počnete da tragate.”
Isprva su mislili da su životinje bile pokopane žive i Vorhis je to i rekao u članku za Nešenel džio- grafik 1981. godine. „U članku je nalazište dobilo naziv ’Pompeja praistorijskih životinja’”, rekao mi je on, „što nije bilo mnogo zgodno zato što smo nedugo zatim ustanovili da životinje uopšte nisu ugi- nule iznenada. Sve su patile od nečeg što se zove hipertrofična osteodistrofija pluća, što vam sleduje ako udišete mnogo abrazivnog pepela – a one mora da su udisale mnogo toga, jer je talog pepela
stotinama milja unaokolo bio dubok čitavu stopu.” Podigao je komad sivkaste, glinene zemlje i smr- vio je na mom dlanu. Bila je praškasta, ali i pomalo zrnasta. „Ovo je gadno za udisanje”, nastavio je,
„zato što je veoma sitno, ali istovremeno i veoma oštro. U svakom slučaju, životinje su dolazile na ovo pojilište, verovatno u potrazi za olakšanjem, pa su tu uginule u mukama. Pepeo je sigurno sve po- kvario. Prekrio je svu travu i svaki list, a vodu pretvorio u sivi mulj koji se nije mogao piti. Uopšte im nije bilo lako.”
Dokumentarac Horizont sugerisao je da je postojanje tolike količine pepela u Nebraski iznenađu- juće. U stvari, već se dugo znalo za ogromne Nebraskine taloge pepela. Gotovo čitav vek oni su isko- pavani radi proizvodnje praška za čišćenje domaćinstava, kao što je „kometa” ili „ajaks”. Ali, začu- do, niko nikada nije ni pomislio da se zapita odakle toliki pepeo.
„Malo me je sramota da vam to kažem”, rekao je Vorhis sa kratkim osmehom, „ali prvi put sam na to pomislio kada me je urednik Nešenel džiografika upitao odakle sav taj pepeo, pa sam morao da priznam da ne znam. Niko nije znao.”
Vorhis je poslao uzorke kolegama širom zapadnih Sjedinjenih Američkih Država sa pitanjem pre- poznaju li išta u njima. Nekoliko meseci kasnije, geolog Bil Boniksen iz Geološkog zavoda Ajdaha stupio je u vezu s njim i rekao mu da se pepeo poklapa sa vulkanskim talogom koji potiče sa mesta zvanog Brino-Džarbidž u jugozapadnom Ajdahu. Događaj koji je ubio ravničarske životinje Nebraske bila je vulkanska eksplozija ranije nezamislivih razmera – ali dovoljno velika da ostavi sloj pepela dubok 3 metra nekih 1.600 kilometara dalje, u istočnoj Nebraski. Ispostavilo se da ispod zapadnih Sjedinjenih Američkih Država leži ogroman kotao magme, kolosalno vulkansko žarište, koje je kata- klizmički eruptiralo otprilike svakih šest stotina hiljada godina. Poslednja takva erupcija desila se pre više od šest stotina hiljada godina. Žarište je i dalje tamo. Danas ga zovemo Nacionalni park Je- loustoun.
* * *
Znamo zaprepašćujuće malo o tome šta nam se dešava ispod nogu. Prilično je neobična pomisao da Ford proizvodi kola, a Nobelova komisija dodeljuje nagrade duže nego što mi znamo da Zemlja ima jezgro. A naravno, zamisao da se kontinenti kreću po površini kao lokvanji opšte je poznata kraće od jedne generacije. „Koliko god to izgledalo čudno”, napisao je Ričard Fejnmen, „razumemo raspodelu materije u unutrašnjosti Sunca daleko bolje nego što razumemo unutrašnjost Zemlje.”
Udaljenost od površine Zemlje do njenog središta iznosi 6.370 kilometara, što nije bogzna koliko. Izračunato je da bi, kada biste prokopali bunar sve do središta i ubacili ciglu u njega, bilo potrebno samo četrdeset pet minuta da ona udari o dno (mada bi i tada već ostala bez težine pošto bi se sva Ze- mljina gravitacija nalazila iznad i oko, umesto ispod nje.) Naši pokušaji da prodremo prema središtu zaista su bili skromni. Jedan ili dva južnoafrička rudnika dosežu do dubine od preko 3 kilometra, ali većina rudnika na Zemlji ne spušta se dublje od 400 metara ispod površine. Da je planeta jabuka, ne bismo joj još ni koru probili. Zaista, nismo ni blizu toga.
Sve do pre nešto manje od jednog veka, ni najupućeniji naučni umovi nisu o Zemljinoj unutrašnjo- sti znali ništa više od prosečnog rudara iz ugljenokopa – dakle, da možete donekle da kopate kroz tlo dok ne udarite o kamen, i to mu je to. Onda, 1906. godine, irski geolog R. D. Oldam primetio je, dok je ispitivao neka seizmološka očitavanja zemljotresa u Gvatemali, da su izvesni udarni talasi prodrli duboko u Zemlju do jedne tačke, odakle su se odbili pod uglom, kao da su naišli na nekakvu barijeru. Iz toga je izvukao zaključak da Zemlja ima jezgro. Tri godine kasnije, hrvatski seizmolog iz tadašnje Austrougarske Andrija Mohorovičić izučavao je grafikone zemljotresa u Zagrebu, kada je
primetio slično neobično odbijanje, ali na plićem nivou. On je otkrio granicu između kore i sloja koji se nalazi neposredno ispod nje, plašta; ta zona se od tada naziva „Mohorovičićev diskontinuitet”, ili skraćeno, Moho.
Počeli smo da stičemo maglovitu predstavu o slojevitoj unutrašnjosti Zemlje mada je ona zaista bila maglovita. Tek je 1936. godine danska naučnica Inge Leman, prilikom izučavanja seizmografa zemljotresa na Novom Zelandu, otkrila da postoje dva jezgra – unutrašnje, koje sada smatramo čvr- stim, te spoljno (ono koje je otkrio Oldam), koje se smatra tečnim i glavnim izvorom magnetizma.
Otprilike u vreme kada je Lemanova prečistila naše osnovno shvatanje Zemljine unutrašnjosti izu- čavanjem seizmičkih talasa zemljotresa, dva geologa na Kaltehu u Kaliforniji smišljala su način da uporede jedan zemljotres sa drugim. Bili su to Čarls Rihter i Beno Gutenberg, mada je njihova skala iz razloga koji nemaju nikakve veze sa poštenjem gotovo smesta postala poznata samo kao Rihterova. (Ni sam Rihter nije imao veze s tim. Kako je bio skroman, nikada skalu nije pomenuo pod svojim imenom, već ju je uvek nazivao „skalom magnitude”.)
Ljudi koji nisu naučnici oduvek su pogrešno shvatali Rihterovu skalu, mada je to danas možda ma- nje slučaj nego na samom početku, kada su posetioci Rihterove kancelarije često tražili da vide nje- govu proslavljenu skalu, misleći da je u pitanju neka vrsta mašine. Skala je, naravno, pre zamisao ne- go stvar, proizvoljna mera za Zemljine drhtaje zasnovana na površinskim merenjima. Ona eksponen- cijalno raste, tako da je zemljotres od 7,3 stepena pedeset puta jači od zemljotresa od 6,3 stepena, a dve i po hiljade puta jači od zemljotresa od 5,3 stepena.
Makar teorijski, ne postoji gornja granica za zemljotres – niti, kad smo već kod toga. donja grani- ca. Skala je jednostavna mera za silinu, ali ne govori ništa o šteti. Zemljotres magnitude 7 koji se do- godi duboko u plaštu – recimo, 650 kilometara u dubini – možda ne izazove ama baš nikakva ošte- ćenja na površini, dok znatno manji koji se dogodi samo 6 ili 7 kilometara ispod površine može naši- roko da prouzrokuje velika razaranja. Takođe, mnogo zavisi od prirode sloja ispod tla, trajanja ze- mljotresa, učestalosti i snage naknadnih udara i fizičkog ustrojstva zahvaćene oblasti. Sve to znači da najstrašniji zemljotresi nisu nužno i najsnažniji, mada je snaga očigledno zaslužna za mnogo toga.
Najveći zemljotres otkad je skala smišljena bio je (u zavisnosti od toga koji izvor navodite) ili onaj čije je središte bilo u Moreuzu princa Vilijama na Aljasci u martu 1964, čija je izmerena snaga bila 9,2 po Rihterovoj skali, ili onaj u Tihom okeanu nedaleko od obale Čilea 1960. godine, čija je početno izmerena snaga bila 8,6, ali je kasnije revidirana naviše u nekim institucijama (uključujući i Geološki zavod SAD) do zaista veličanstvenih 9,5. Kao što ćete iz ovoga zaključiti, merenje zemljo- tresa nije uvek egzaktna nauka, pogotovo kada obuhvata tumačenje očitavanja sa udaljenih lokacija. U svakom slučaju, oba zemljotresa bila su žestoka. Zemljotres iz 1960. godine ne samo da je naširoko izazvao štete po obali Južne Amerike, već je pokrenuo i džinovski cunami koji je prevalio gotovo de- set hiljada kilometara preko Pacifika i zbrisao najveći deo centra grada Hajlo na Havajima, uništivši pet stotina zgrada i ubivši šezdeset ljudi. Slični talasi odneli su još žrtava čak u Japanu i na Filipini- ma.
Međutim, kada je u pitanju čisto, usredsređeno razaranje, verovatno najintenzivniji zemljotres u pisanoj istoriji bio je onaj koji je udario – i praktično u komade rastresao – Lisabon u Portugalu, na Dan svih svetih (1. novembra) 1755. godine. Nešto pre deset ujutro, grad je pogodio iznenadni bočni udar čija se snaga sada procenjuje na 9,0 stepeni i žestoko ga je drmusao punih sedam minuta. Silina grčenja tla bila je tolika da se voda povukla iz gradske luke i vratila u talasu visine preko 15 metara, da još malo doprinese razaranju. Kada je pomeranje tla konačno prestalo, preživeli su imali samo tri minuta mira pre nailaska drugog udara, koji je bio jedva nešto slabiji od prvog. Treći i po- slednji udar usledio je dva sata kasnije. Na kraju svega toga, šezdeset hiljada ljudi bilo je mrtvo, a
praktično svaka zgrada miljama daleko pretvorena je u krš. Zemljotres u San Francisku 1906. godine, u poređenju sa ovim, procenjen je na 7,8 po Rihterovoj skali, a trajao je kraće od trideset sekundi.
* * *
Zemljotresi su prilično česti. Svakog dana u proseku negde u svetu dogode se dva snage 2,0 ili vi- še – to je dovoljno da dobro prodrma svakoga u blizini. Mada se obično grupišu na određenim me- stima – posebno oko Pacifičkog ruba – mogu da se dogode gotovo svugde. U Sjedinjenim Američ- kim Državama, samo Florida, istočni Teksas i gornji Srednji zapad izgleda da su – za sada – pot- puno imuni. U Novoj Engleskoj dogodila su se dva zemljotresa snage 6,0 ili više u poslednjih dvesta godina. U aprilu 2002. ta oblast pogođena je zemljotresom magnitude 5,1 blizu jezera Čemplejn na granici država Njujork i Vermont, što je izazvalo veliku lokalnu štetu i (o tome mogu da posvedočim) obaranje slika sa zidova i izbacivanje dece iz kreveta čak i u Nju Hempširu.
Najčešći zemljotresi su oni koji se dogode na mestu susreta dve ploče, kao što je procep San An- dreas u Kaliforniji. Kako ploče upiru jedna u drugu, pritisak raste sve dok jedna ili druga ne popusti. Generalno, što je duži interval između zemljotresa, to je veći prigušeni pritisak, pa tako i mogućnost za zaista veliki udar. To je posebno zabrinjavajuće za Tokio, koji Bil Makgvajer, specijalista za rizik na Londonskom univerzitetskom koledžu, opisuje kao „grad koji čeka da umre” (što baš i nije krilati- ca koju ćete zateći u mnogim turističkim brošurama). Tokio se nalazi na mestu gde se spajaju tri tek- tonske ploče u zemlji ionako poznatoj po seizmičkoj nestabilnosti. Godine 1995, setićete se, grad Ko- be, koji se nalazi gotovo 500 kilometara zapadno, pogođen je zemljotresom magnitude 7,2 stepena, koji je ubio 6.394 ljudi. Šteta je procenjena na 99 milijardi dolara. Ali to nije ništa – pa, relativno je malo – u poređenju sa onim što možda očekuje Tokio.
Tokio je već pretrpeo jedan od najrazornijih zemljotresa savremenog doba. Dana 1. septembra 1923. godine, neposredno pre podneva, grad je pogodio zemljotres koji se danas naziva „Veliki Kan- to” – deset puta snažniji od zemljotresa u Kobeu. Poginulo je dvesta hiljada ljudi. Od tada, Tokio je jezivo tih, tako da se napinjanje ispod površine gomila već osamdeset godina. Na kraju će morati da pukne. Godine 1923. u Tokiju je bilo oko tri miliona stanovnika. Danas ih ima blizu trideset miliona. Niko ne želi ni da nagađa koliko bi ljudi moglo da pogine, ali moguća ekonomska šteta procenjuje se na čak sedam biliona dolara.
Još više zastrašuju, pošto se manje dobro razumeju i mogu da se dogode u ma kom trenutku, ređi potresi poznati kao zemljotresi unutar tektonskih ploča. Oni se dešavaju daleko od rubova ploča, što ih čini sasvim nepredvidivima. A pošto dolaze iz mnogo veće dubine, obično zahvataju mnogo šire oblasti. Najzloglasniji takav zemljotres koji je ikada pogodio Sjedinjene Američke Države bio je niz od tri potresa u Nju Madridu, u Misuriju, u zimu 1811/12. godine. Avantura je počela odmah posle ponoći 16. decembra, kada je ljude najpre probudila buka uspaničenih domaćih životinja (životinjska uznemirenost pred zemljotrese nije bapska priča, već dokazana, mada ne i sasvim shvaćena činjeni- ca), a potom moćni zvuk kidanja duboko iz Zemlje. Kad su izleteli iz svojih kuća, tamošnji ljudi vide- li su da se zemlja valja u talasima visine do jednog metra i otvara u pukotine dubine nekoliko metara. Vazduh je ispunio jak miris sumpora. Drmusanje je trajalo četiri minuta, sa uobičajenim razornim re- zultatom kada su nekretnine u pitanju. Među svedocima je bio i slikar Džon Džejms Odubon, koji se slučajno tamo zatekao. Potres se širio takvom silinom da je poobarao dimnjake u Sinsinatiju, više od 600 kilometara daleko, te, po barem jednom svedočenju, „uništio brodove u lukama Istočne obale i... čak porušio skele podignute oko zgrade Kapitola u Vašingtonu.” Dana 23. januara i 4. februara usle- dili su novi potresi slične snage. Nju Madrid je od tada nem – ali to i ne iznenađuje, pošto se nikada
nije čulo da su se takve epizode dogodile dvaput na istom mestu. Koliko znamo, one su nasumične ko- liko i udari groma. Sledeća bi mogla da bude ispod Čikaga, Pariza ili Kinšase. Niko ne može čak ni da pokuša da to pretpostavi. A šta izaziva te masivne potrese unutar ploča? Nešto duboko u Zemlji. Više od toga ne znamo.
* * *
Šezdesetih godina dvadesetog veka naučnici su postali već toliko frustrirani svojim nedovoljnim ra- zumevanjem Zemljine unutrašnjosti da su odlučili da pokušaju nešto da urade u vezi s tim. Naime, pa- lo im je na pamet da buše okeansko dno (kontinentalna kora bila je predebela za to) do Moho diskon- tinuiteta i izvuku deo Zemljinog plašta kako bi ga na miru izučavali. Mislili su da bi, ukoliko shvate prirodu stenja unutar Zemlje, možda počeli da shvataju kako ono stupa u interakciju, pa tako eventual- no bili u mogućnosti da predvide zemljotrese i druge nepoželjne događaje.
Projekt je postao poznat, krajnje neizbežno, kao Moho-rupa, i prošao je prilično katastrofalno. Na- dali su se da će moći da spuste bušilicu kroz više od 4.000 metara vode Tihog okeana nedaleko od obale Meksika i buše oko 5.000 metara kroz relativno tanak kamen kore. Bušenje sa broda na otvore- nom moru je, po rečima jednog okeanografa, „kao pokušaj da špagetom bušite rupu u pločnicima Nju- jorka sa vrha Empajer stejt bildinga” Svi pokušaji završili su se neuspehom. Najdublje su prodrli sa- mo oko 180 metara. Moho-rupa postala je poznata kao No-no-rupa. Godine 1966, izbezumljen besko- načnim rastom troškova i odsustvom rezultata, Kongres je otkazao projekt.
Četiri godine kasnije, sovjetski naučnici odlučili su da okušaju sreću na suvom. Odabrali su mesto na ruskom poluostrvu Kola, blizu granice sa Finskom, i dali se na posao u nadi da će bušiti do dubine od 15 kilometara. Ispostavilo se da je posao teži nego što se očekivalo, ali Sovjeti su bili istrajni, što je za svaku pohvalu. Kada su konačno odustali devetnaest godina kasnije, izbušili su rupu do dubine od 12.262 metra. Imajući na umu da Zemljina kora predstavlja samo 0,3 odsto zapremine planete i da rupa kod Kole nije prošla ni kroz jednu trećinu kore, teško možemo da tvrdimo da smo pobedili unu- trašnjost Zemlje.
Iako je rupa bila skromna, gotovo sve što je ona otkrila iznenadilo je istraživače. Izučavanja sei- zmičkih talasa navela su naučnike da prilično samouvereno predvide da će nailaziti na sedimentne stene do dubine od 4.700 metara, praćene granitom sledećih 2.300 metara i bazaltom odatle pa nani- že. U ovom slučaju, sedimentni sloj bio je za 50 odsto dublji od očekivanog, a bazaltni sloj nije ni ot- kriven. Štaviše, svet je tamo dole bio topliji nego što je iko očekivao, sa temperaturom koja je na du- bini od 10.000 metara iznosila 180 stepeni Celzijusa, gotovo dvostruko više od predviđenog nivoa. Najviše od svega iznenadilo je to što je stenje u dubini bilo zasićeno vodom – što se nije smatralo mogućim.
Pošto ne možemo da zavirimo u Zemlju, moramo da upotrebimo druge tehnike, koje uglavnom obu- hvataju očitavanje talasa koji prolaze kroz unutrašnjost, kako bismo otkrili šta se tamo nalazi. Znamo pomalo o plaštu po onome što je poznato kao kimberlitne cevi, gde se formiraju dijamanti. Duboko u Zemlji zbiva se eksplozija koja, u neku ruku, ispaljuje đule magme prema površini brzinama većim od brzine zvuka. Taj događaj je potpuno nasumičan. Kimberlitska cev mogla bi da vam eksplodira u zadnjem dvorištu dok ovo čitate. Pošto dolaze sa tolike dubine – i do 200 kilometara duboko – kimberlitskecevi izbacuju naviše stvari koje se obično ne nalaze na površini ili blizu nje: kamenje zvano peridotit, kristale olivina i – samo povremeno, otprilike u jednoj cevi na stotinu – dijamante. Velika količina ugljenika diže se sa izbačenim kimberlitskim materijalom, ali uglavnom ispari ili se pretvori u grafit. Tek povremeno komad toga izleti baš odgovarajućom brzinom i ohladi se dovoljno
hitro da bi se pretvorio u dijamant. Jedna takva cev učinila je Johanesburg najproduktivnijim dija- mantnim rudarskim gradom u svetu, ali možda postoje i druge, veće od nje, za koje ni ne znamo. Geo- lozi znaju da negde u blizini severoistočne Indijane postoje dokazi o postojanju cevi ili grupe cevi koje mogu zaista biti kolosalne. Na raznim mestima širom tog regiona pronalaženi su dijamanti od 20 karata i više. Ali niko nikada nije pronašao izvor. Kao što je zapazio Dion Makfi, on može biti zako- pan ispod glečerski nanetog tla, kao što je krater kod Mensona u Ajovi, ili ispod Velikih jezera.
* * *
Koliko onda znamo o tome što se nalazi unutar Zemlje? Vrlo malo. Naučnici se uopšteno slažu da se svet ispod nas sastoji od četiri sloja – stenovite spoljne kore, plašta vrelog, viskoznog stenja, tečnog spoljnog jezgra i čvrstog unutrašnjeg jezgra.37 Znamo da površinom dominiraju silikati, koji su rela- tivno laki i nisu dovoljno teški da im se pripiše sveukupna gustina planete. Stoga unutra mora biti te- žih stvari. Znamo da u unutrašnjosti mora da postoji koncentrisani pojas metalnih elemenata u tečnom stanju kako bi stvarao naše magnetno polje. Toliko je univerzalno prihvaćeno. Gotovo sve izvan to- ga – kako slojevi stupaju u međusobnu interakciju, šta ih nagoni da se ponašaju kako se ponašaju, šta će učiniti u ma kom trenutku u budućnosti – stvar je u najmanju ruku donekle neizvesna, a uopšte uzev veoma neizvesna.
Čak i onaj deo koji možemo da vidimo, kora, predmet je prilično žestoke debate. Gotovo svi geo- loški tekstovi govore vam da je kontinentalna kora debela od 5 do 10 kilometara ispod okeana, oko 40 kilometara debela ispod kontinenata i 65–95 kilometara debela ispod velikih planinskih lanaca, ali u tim generalizacijama postoje mnoge zbunjujuće varijacije. Kora ispod planina Sijera Nevade, na primer, debela je samo 30–40 kilometara, a niko ne zna zašto. Po svim zakonima geofizike Sijera Ne- vada bi trebalo da tone, kao u živi pesak. (Neki ljudi smatraju da zaista tone.)
* * *
Kako i kada je Zemlja dobila svoju koru pitanja su koja su podelila geologe u dva velika tabora – onih koji smatraju da se to desilo naglo, početkom Zemljine istorije, i onih koji smatraju da se desilo postepeno i dosta kasnije. U takvim stvarima osećanja su prilično izražena. Ričard Armstrong sa Jej- la predložio je teoriju ranog izvijanja šezdesetih, a onda proveo ostatak karijere u borbi protiv onih koji se nisu složili s njim. Umro je 1991. od raka, ali neposredno pred smrt „ošinuo je svoje kritičare u polemici u jednom australijskom časopisu za nauke o zemlji, optuživši ih da održavaju mitove u ži- votu”, sudeći po izveštaju u časopisu Zemlja iz 1998. godine. „Umro je sav ogorčen”, izvestio je je- dan njegov kolega.
Kora i deo spoljnog plašta zajedno se nazivaju litosfera (od grčke reći litos, što znači kamen), a ona opet pluta povrh sloja mekšeg kamena koji se zove astenosfera (od grčke reči koja znači „bez snage”), ali takvi termini nikada nisu sasvim zadovoljavajući. Kad kažete da litosfera pluta povrh astenosfere, sugerišete da tu postoji određeni stepen potiska, što nije baš tačno. Slično tome, pogre- šno je pomišljati da kamenje teče nalik načinu na koji materijali teku na površini. Kamenje je visko- zno, ali samo na onaj isti način kao i staklo. Možda tako ne izgleda, ali sve staklo na Zemlji teče nani- že pod neumoljivom silom gravitacije. Ako uklonite okno baš baš starog stakla sa prozora neke evropske katedrale, primetićete da je ono primetno deblje pri dnu nego pri vrhu. O takvoj vrsti „toka” govorimo. Kazaljka na časovniku koja označava sate kreće se desetak hiljada puta brže nego „tekuće” kamenje plašta.
Pomeranje se ne odvija samo bočno, dok se Zemljine ploče kreću po površini, već i gore-dole, dok se stenje diže i pada tokom burnog procesa koji se zove konvekcija. Konvekcija je proces koji je krajem osamnaestog veka otkrio ekscentrični grof Fon Ramford. Šezdeset godina kasnije, jedan en- gleski sveštenik, Ozmond Fišer, vidovito je pretpostavio da bi Zemljina unutrašnjost mogla da bude dovoljno tečna da se njena sadržina pomera, ali bilo je potrebno veoma mnogo vremena da ta zami- sao stekne podršku.
Oko 1970. godine, kada su geofizičari shvatili koliko se burnih stvari dešava tamo dole, to je iza- zvalo popriličan šok. Kao što je Šona Vogel napisala u knjizi Gola Zemlja: nova geofizika – „Bilo je to kao da su naučnici proveli decenije u otkrivanju slojeva Zemljine atmosfere – troposfere, stra- tosfere i tako dalje – a onda iznenada saznali da postoji vetar.”
Pitanje dubine procesa konvekcije od tada pa nadalje izaziva kontroverzu. Neki kažu da on poči- nje na dubini od 650 kilometara, dok drugi tvrde da je to na više od 3.000 kilometara ispod nas. Pro- blem je, kao što je to zapazio Džejms Trefil, u tome „da postoje dva kompleta podataka, iz dve razli- čite discipline, koje su nepomirljive”. Geohemičari kažu da određeni elementi na površini planete ni- su mogli da poteknu iz gornjeg plašta, već mora da su došli sa veće dubine unutar Zemlje. Stoga ma- terijali u gornjem i donjem plaštu moraju da se makar povremeno mešaju. Seizmolozi uporno tvrde da ne postoje dokazi koji bi podržali takvu tezu.
Dakle, sve što se može reći jeste da na nekom donekle neodredivom mestu, dok se približavamo središtu Zemlje, napuštamo astenosferu i uranjamo u čisti plašt. Imajući u vidu da plašt zauzima 82 odsto Zemljine zapremine i 65 odsto njene mase, on ne privlači mnogo pažnje, uglavnom zbog toga što se stvari, koje podjednako interesuju naučnike koji se bave zemljom i prosečne čitaoce, dešavaju ili dublje (na primer magnetizam), ili bliže površini (kao što je slučaj sa zemljotresima). Znamo da se do dubine od oko 150 kilometara plašt sastoji uglavnom od vrste kamena zvanog peridotit, ali neizve- sno je šta ispunjava sledećih 2.650 kilometara. Po izveštaju iz Prirode, čini se da to nije peridotit. Više od toga ne znamo.
Ispod plašta se nalaze dva jezgra, čvrsto unutrašnje jezgro i tečno spoljno. Ne mora ni da se pomi- nje da je naše poznavanje prirode tih jezgara indirektno, ali naučnici mogu da donesu razumne pret- postavke. Oni znaju da su pritisci u središtu Zemlje dovoljno veliki – oko tri miliona puta veći od onih na površini – da svaki kamen učine čvrstim. Takođe znaju, zahvaljujući istoriji Zemlje (između ostalih naznaka), da unutrašnje jezgro veoma dobro zadržava svoju toplotu. Iako je to jedva nešto vi- še od nagađanja, smatra se da za više od četiri milijarde godina temperatura jezgra nije pala za više od 110 stepena po Celzijusu. Niko ne zna tačno koliko je vrelo Zemljino jezgro, ali procene se kreću od preko 4.000 stepeni do preko 7.000 stepeni Celzijusa – što je vrelo otprilike koliko i površina Sunca.
Spoljno jezgro se u mnogo čemu mnogo manje razume, mada se svi slažu da je ono tečno i da je izvor magnetizma. Tu teoriju je izneo E. K. Bulard sa Univerziteta u Kembridžu godine 1949, i po njoj se taj tečni deo Zemljinog jezgra obrće na način koji ga, praktično, čini elektromotorom, što stva- ra Zemljino magnetno polje .......... ali sa prilično sigurnosti se smatra da je to u vezi sa obrtanjem je- zgra i njegovim tečnim stanjem. Nebeska tela koja nemaju tečno jezgro – na primer, Mesec i Mars – nemaju ni magnetizam.
Znamo da se snaga Zemljinog magnetnog polja menja s vremena na vreme: u doba dinosaura, bila je i tri puta jača nego sada. Takođe znamo da se preokreće u proseku na otprilike svakih petsto hilja- da godina, iako taj prosek krije ogroman stepen nepredvidivosti. Poslednje preokretanje dogodilo se pre oko sedamsto pedeset hiljada godina. Ponekad magnetno polje ostane mirno milionima godina – čini se da je rekord 37 miliona godina – ali ima slučajeva da se preokretalo već posle dvadesetak
hiljada godina. Sveukupno u proteklih sto miliona godina ono se preokrenulo oko dvesta puta, a mi zapravo ne znamo zbog čega. To je nazvano „najvećim pitanjem geoloških nauka koje je ostalo bez odgovora”
Moguće je da sada prolazimo kroz preokretanje magnetnog polja. Zemljino magnetno polje oslabi- lo je za možda svih šest odsto samo u poslednjem veku. Nijedno smanjenje magnetizma obično ne sluti na dobro, jer magnetizam, osim što pridržava poruke na frižiderima i omogućuje da nam kompasi pokazuju kuda treba, igra vitalnu ulogu u održavanju našeg života. Svemir je pun opasnih kosmičkih zraka koji bi nam, u odsustvu magnetne zaštite, iskidali tela i najveći deo naše DNK pretvorili u bes- korisne dronjke. Kada magnetno polje deluje, ti zraci se bezbedno odbijaju dalje od Zemljine površi- ne, u dve zone u obližnjem svemiru koje se nazivaju Van Alenovim pojasevima.
Oni takođe stupaju u interakciju sa česticama u gornjoj atmosferi, gde stvaraju avetinjske velove svetlosti poznate kao aurore.
Dobar deo razloga za postojanje našeg neznanja leži u tome što se tradicionalno ulagao mali napor u koordinaciju onoga što se dešava na Zemlji i onoga što se odvija u njoj. Po Šoni Vogel: „Geolozi i geofizičari retko odlaze na iste sastanke ili sarađuju na istim problemima.”
Možda ništa bolje ne pokazuje naše neadekvatno poznavanje dinamike Zemljine unutrašnjosti koli- ko naša zatečenost kada se ona pojača, i teško bi bilo iznaći korisniji podsetnik na ograničenja našeg razumevanja od erupcije planine Sent Helens u državi Vašington 1980. godine.
U to vreme, donjih četrdeset osam država nije prisustvovalo erupciji vulkana više od šezdeset pet godina. Stoga, većina državnih vulkanologa pozvana je da posmatra i prognozira ponašanje Sent He- lensa kakvo je viđeno samo u aktivnim havajskim vulkanima, a oni, kao što se ispostavilo, uopšte ni- su bili isti kao ovaj.
Planina Sent Helens je počela zlokobno da tutnji 20. marta. Nedelju dana, izbacivala je magmu, mada u skromnim količinama, i do stotinu puta dnevno, i neprekidno su je protresali zemljotresi. Lju- di su evakuisani na udaljenost od 13 kilometara, koja se smatrala bezbednom. Kako je tutnjava plani- ne jačala, tako je ona bivala sve veća svetska turistička atrakcija. Novine su svakodnevno izveštavale o mestima sa najboljim pogledom na nju. Televizijske ekipe su neprestano obletale helikopterima oko vrha, a viđeni su čak i ljudi koji su se peli uz planinu. Jednog dana, više od sedamdeset helikoptera i lakih letelica kružilo je oko vrha. Ali kako su dani prolazili i tutnjava nije proizvela ništa dramatično, ljudi su se uzvrpoljili i uvrežilo se opšte mišljenje da se erupcija vulkana ipak neće dogoditi.
Dana 19. aprila severni bok planine počeo je sumnjivo da se nadima. Začudo, niko od odgovornih ljudi nije ni pretpostavio da je to snažan signal da će doći do bočne eksplozije. Seizmolozi su odluč- no zasnivali svoje zaključke na ponašanju havajskih vulkana, koji ne eksplodiraju postrance. Gotovo jedina osoba koja je verovala da bi moglo da se dogodi nešto zaista loše bio je Džek Hajd, profesor geologije sa državnog koledža u Takomi. On je ukazao na to da Sent Helens nema otvor, kao havajski vulkani, tako da sav pritisak koji unutra narasta mora da se oslobodi dramatično i verovatno katastro- falno. Međutim, Hajd nije bio deo zvanične ekipe i njegova zapažanja nisu privukla mnogo pažnje.
Svi znamo šta se zatim dogodilo. U 8.32 u nedelju 18. maja, severna strana vulkana se obrušila i izbacila nizbrdo ogromnu lavinu zemlje i stenja koja je pohrlila brzinom od gotovo 250 kilometara na sat. Bilo je to najveće klizište u ljudskoj istoriji i ponelo je dovoljno materijala da čitav Menhetn za- kopa do dubine od 120 metara. Minut kasnije, žestoko oslabljenog boka, planina je eksplodirala sili- nom pet stotina atomskih bombi kao što je ona bačena na Hirošimu, izbacivši ubistveni vreli oblak koji se kretao brzinom i do 1.050 kilometara na sat – očigledno, prebrzo da mu iko u blizini izmak- ne. Mnogi koji su mislili da se nalaze na sigurnom, često i daleko od pogleda na vulkan, bili su zate- čeni. Poginulo je pedeset sedam ljudi. Dvadeset tri tela nikada nisu nađena. Broj mrtvih bio bi mnogo
veći da nije bila nedelja. Svakog radnog dana, mnoge drvoseče radile su unutar zone smrti. 1 ovako, ginuli su ljudi udaljeni 30 kilometara odatle.
Najsrećnija osoba tog dana bio je diplomac po imenu Hari Gliken. On je bio na osmatračnici uda- ljenoj devet kilometara od planine, ali čekao ga je razgovor za posao na koledžu 18. maja u Kalifor- niji, pa je on otišao odatle dan pre erupcije. Njegovo mesto zauzeo je Dejvid Džonston. Džonston je prvi izvestio da se desila eksplozija vulkana; nekoliko trenutaka kasnije već je bio mrtav. Njegovo te- lo nikada nije pronađeno. Nažalost, Glikenova sreća bila je privremena. Jedanaest godina kasnije on je bio jedan od četrdeset troje naučnika i novinara koji su našli smrt u izlivu superzagrejanog pepela, gasova i istopljenih stena – što je poznato kao piroklastički tok – kod planine Unzen u Japanu, kada je još jedan vulkan bio pogrešno procenjen sa katastrofalnim posledicama.
Vulkanolozi možda jesu, a možda i nisu najgori naučnici na svetu kada su prognoze u pitanju, ali su bez ikakve sumnje najgori na svetu u shvatanju toga koliko su njihove prognoze loše. Ni dve godine posle katastrofe kod Unzena, druga grupa posmatrača vulkana koju je predvodio Stenli Vilijams sa Univerziteta Arizona spustila se u otvor aktivnog vulkana Galeras u Kolumbiji. Uprkos nedavnim tra- gedijama, samo su dvoje od šesnaest članova Vilijamsove grupe nosili sigurnosne šlemove i drugu zaštitnu opremu. Vulkan je eruptirao i ubio šest naučnika, zajedno sa troje turista koji su ih sledili, a ozbiljno je povredio nekoliko drugih, uključujući i samog Vilijamsa.
U izuzetno nesamokritičnoj knjizi sa naslovom Preživeti Galeras, Vilijams je rekao da je mogao samo da zavrti „glavom u čudu” kada je čuo da su njegove kolege iz sveta vulkanologije sugerisale da je on prevideo ili odbacio važne seizmičke signale i ponašao se nemarno. „Kako je lako pameto- vati posle svršenog čina i primenjivati današnja saznanja na događaje iz 1993. godine”, napisao je on. Ako je uopšte za nešto bio kriv, smatrao je on, onda je to zlosrećno odabrano vreme kada se Ga- leras „ponašao kapriciozno, kao što često biva sa prirodnim silama. Bio sam u zabludi i za to ću pri- hvatiti odgovornost. Ali ne osećam se krivim za smrt svojih kolega. Nema krivice. Samo je došlo do erupcije.”
Ali vratimo se u Vašington. Planina Sent Helens izgubila je 400 metara vrha, a 600 kvadratnih ki- lometara šume je razoreno. Razneseno je dovoljno stabala da se izgradi 150.000 kuća (ili 300.000 po nekim izveštajima). Šteta je procenjena na 2,7 milijardi dolara. Džinovski stub dima i pepela popeo se na visinu od 18.000 metara za manje od deset minuta. Iz jednog putničkog aviona koji se nalazio oko 50 kilometara daleko izvestili su da su bili zasuti kamenjem.
Devedeset minuta posle eksplozije, pepeo je počeo da pada po gradu Jakima u Vašingtonu, zajed- nici od pedeset hiljada ljudi, udaljenoj 130 kilometara. Kao što se moglo očekivati, pepeo je dan pretvorio u noć i dospeo svuda, zagušivši motore, generatore i elektroopremu, davio je pešake i blo- kirao sisteme za filtriranje, te, uopšte uzev, sve zaustavio. Aerodrom je zatvoren, kao i prilazi i izlazi na autoputu.
Sve se to dešavalo, primetićete, niz vetar od vulkana koji je preteće tutnjao dva meseca. A opet, u Jakimi nije postojala procedura za ponašanje za slučaj opasnosti. Gradski razglas koji je trebalo da se aktivira u trenutku krize nije se oglasio zato što „osoblje koje je radilo u nedelju ujutro nije umelo da rukuje opremom”. Tri dana, Jakima je bila paralisana i odsečena od sveta, sa zatvorenim aerodro- mom i neprolaznim prilaznim putevima. Na grad je sveukupno napadalo nešto više od 1,5 centimetara pepela posle erupcije planine Sent Helens. E sad, imajte to na umu dok razmatramo šta bi sve mogla da izazove eksplozija Jeloustouna.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
15
Opasna lepota
Tokom šezdesetih godina, dok je izučavao vulkansku istoriju Nacionalnog parka Jeloustoun, Bob Kri- stijansen iz Geološkog zavoda Sjedinjenih Američkih Država ostao je zbunjen nečim što, začudo, ni- koga ranije nije brinulo: nije mogao da pronađe vulkan u parku. Dugo se već znalo da je priroda Jelo- ustouna vulkanska – otud svi njegovi gejziri i isparenja – a za vulkane važi, ako ništa drugo, ono da su prilično upadljivi. Ali Kristijansen nigde u Jeloustounu nije mogao da pronađe vulkan. Posebno nije mogao da pronađe strukturu poznatu kao kaldera.
Kad pomislimo na vulkane, uglavnom pomislimo na klasičan kupasti oblik Fudžija ili Kilimandža- ra, koji se stvara akumulacijom magme iz erupcije u simetričnu humku. To može da se formira izuzet- no brzo. Godine 1943. u Parikutinu u Meksiku jedan zemljoradnik se zaprepastio kada je video dim koji se dizao sa dela njegove zemlje. Nedelju dana kasnije, postao je krajnje zbunjeni vlasnik kupe visoke 152 metra. Za dve godine ona je narasla gotovo do 430 metara i raširila se do promera od go- tovo 800 metara. Sveukupno postoji desetak hiljada tih nametljivo vidljivih vulkana na Zemlji, ali su gotovo svi, osim nekoliko stotina, mrtvi. Ali postoji i drugi, manje proslavljeni tip vulkana koji ne zahteva izgradnju planine. To su toliko eksplozivni vulkani da se rasprsnu u jednom jedinom moćnom lomu i ostave za sobom ogromnu ulegnutu jamu, kalderu (od latinske reči za kazan). Jeloustoun oči- gledno pripada ovom drugom tipu, ali Kristijansen nigde nije mogao da pronađe kalderu.
Igrom slučaja, NASA je baš tada odlučila da testira neke nove kamere za snimanje sa velikih visi- na i da fotografiše Jelouston, a fotografije je jedan pažljivi službenik dostavio upravi parka pod pret- postavkom da bi od njih mogli da načine lepu izložbu u jednom od centara za posetioce. Čim je Kri- stijansen video fotografije, shvatio je zbog čega mu nije uspelo da opazi kalderu: praktično čitav park – 9.000 kvadratnih kilometara – bio je kaldera. Eksplozija je ostavila krater prečnika gotovo 65 kilometara – prevelik da bi se mogao opaziti sa bilo kog mesta na nivou tla. Nekada u prošlosti, Jeloustoun je sigurno eksplodirao silinom koja je prevazišla razmere bilo čega poznatog ljudima.
Ispostavilo se da je Jeloustoun supervulkan. On sedi povrh ogromne vrele tačke, rezervoara isto- pljenog stenja koje nastaje najmanje 200 kilometara dole, u Zemlji, i diže se blizu površine da bi ta- mo obrazovalo ono što je poznato kao supersloj magme. Toplota te vrele tačke jeste ono što napaja sve otvore u Jeloustounu, gejzire, vruće izvore i bućkave blatne rupe. Ispod površine je prostor sa magmom širine oko 72 kilometra – otprilike istih dimenzija kao park i debljine oko 13 kilometara na svom najdebljem mestu. Zamislite gomilu TNT-a otprilike veličine engleskog okruga, koja poseže 13 kilometara u nebo, otprilike do visine najviših cirusa, pa ćete steći nekakvu predstavu o tome povrh čega se posetioci Jeloustouna šetkaju. Pritisak koji takav basen magme vrši na koru iznad sebe izdi- gao je Jeloustoun i okolnu teritoriju nekih pola kilometra iznad nivoa gde bi se inače nalazili. Ako bi to eksplodiralo, kataklizma bi bila nezamisliva. Prema profesoru Bilu Makgvajeru sa Univerzitetskog koledža u Londonu, „ne biste mogli da priđete na hiljadu kilometara” dok erupcija traje. Posledice koje bi usledile bile bi još gore.
Superslojevi magme kao što je onaj na kojem leži Jeloustoun prilično su nalik čašama za marti- ni – tanki su dok se penju naviše, ali sve širi što su bliže površini tako da stvaraju ogromne posude
sa nestabilnom magmom. Neke od tih posuda mogu biti prečnika i do 1.900 kilometara. Po savreme- nim teorijama, oni ne eruptiraju uvek eksplozivno, već se ponekad rasprsnu u ogromnom, neprekid- nom izlivanju – poplavi – istopljenog stenja, kao što se desilo sa Dekan Trapovima u Indiji pre 65 miliona godina. Oni su pokrivali oblast od 500.000 kvadratnih kilometara i verovatno su doprineli propasti dinosaura – svakako im nisu pomogli – svojim otrovnim gasovima. Superslojevi magme mogu takođe biti odgovorni za procepe koji izazivaju razlamanje kontinenata.
Takvi slojevi magme nisu tako retki. Na Zemlji trenutno postoji tridesetak aktivnih i oni su odgo- vorni za mnoga svetski poznata ostrva i ostrvske lance – Island, Havaje, Azore, Kanarska ostrva i arhipelag Galapagos, mali Pitkern usred Južnog Pacifika i mnoga druga – ali izuzev Jeloustouna, svi su okeanski. Niko nema pojma kako je Jeloustounov uspeo da završi ispod kontinentalne ploče. Si- gurne su samo dve stvari: da je kora Jeloustouna tanka i da je svet ispod nje vreo. Ali da ii je kora tanka zbog vrele tačke, ili je vrela tačka tamo zato što je kora tanka, stvar je uzavrele (zar bi bilo dru- gačije?) debate. Kontinentalna priroda kore čini erupcije veoma drugačijim. Dok ostali supervulkani obično neprekidno bućkaju na relativno bezazlen način, Jeloustoun eruptira eksplozivno. To se ne de- šava često, ali kada se desi, bolje vam je da ste što dalje.
Posle prve njegove erupcije za koju se zna, od pre 16,5 miliona godina, on je eksplodirao oko sto- tinu puta, ali najskorije tri erupcije one su o kojima se piše. Poslednja erupcija bila je hiljadu puta ja- ča od one na planini Sent Helens; ona pre nje bila je 280 puta jača, a ona koja je njoj prethodila bila je toliko jaka da niko ne zna tačno koliko. Bila je najmanje 2.500 puta jača nego Sent Helens, ali mo- žda i svih 8.000 puta čudovišnija.
Nemamo baš ništa s čime bismo to uporedili. Najveća eksplozija u poslednje vreme bila je ek- splozija Krakataua u Indoneziji, u avgustu 1883, koja je odjeknula tako da je odzvanjala širom sveta devet dana i zapljusnula vodom predele sve do Lamanša. Ali ako zamislite da zapremina materijala izbačenog iz Krakataua odgovara zapremini loptice za golf, onda bi materijal izbačen najjačom ek- splozijom Jeloustouna bio kugla iza koje biste taman mogli da se sakrijete. U tim razmerama, erupcija planine Sent Helens ne bi bila veća od zrna graška.
Jeloustounska erupcija od pre dva miliona godina izbacila je dovoljno pepela da zatrpa državu Njujork do dubine od 20 metara ili Kaliforniju do dubine od 6 metara. To je bio onaj pepeo koji je stvorio nalazište fosila Majka Vorhisa u istočnoj Nebraski. Ta eksplozija dogodila se u onome što je sada Ajdaho, ali tokom miliona godina, brzinom od oko dva i po centimetra godišnje, Zemljina kora je prešla preko toga, pa se sada nalazi tačno ispod severozapadnog Vajominga. (Samo vrelo mesto ostaje nepomično, kao acetilenska lampa uperena u tavanicu.) Za sobom ostavlja bogate vulkanske ravnice idealne za gajenje krompira, što su zemljoradnici Ajdaha odavno otkrili. Za još dva miliona godina, geolozi vole da se našale, Jeloustoun će proizvoditi pomfrit za Mekdonalds, a ljudi iz Biling- sa u Montani hodaće oko gejzira.
Talog pepela iz poslednje jeloustounske erupcije prekrio je sve delove devetnaest zapadnih drža- va (plus delove Kanade i Meksika) – gotovo čitave Sjedinjene Američke Države zapadno od Misi- sipija. To je, imajte na umu, žitnica Amerike, oblast koja proizvodi oko polovine svetskih žitarica. A pepeo, vredi se toga podsetiti, nije veliki nanos snega koji će se otopiti u proleće. Ako želite ponovo da tu gajite poljoprivredne kulture, morate pronaći neko mesto gde ćete odložiti sav taj pepeo. Hilja- dama radnika je trebalo osam meseci da uklone 1,8 milijardi tona otpada sa 6,5 hektara na mestu gde je stajao Svetski trgovinski centar u Njujorku. Zamislite šta bi sve bilo potrebno da se očisti Kanzas.
A pri tom čakne razmatramo posledice po klimu. Poslednja erupcija supervulkana na Zemlji bila je kod Tobe, na severnoj Sumatri, pre 74.000 godina. Niko ne zna sa sigurnošću koliko je jaka bila, ali bila je žešća. Ledena jezgra na Grenlandu pokazuju da je eksplozija kod Tobe bila propraćena sa
najmanje šest godina „vulkanske zime” i sam bog zna koliko loših poljoprivrednih sezona posle toga. Smatra se da je taj događaj čovečanstvo možda doveo do ruba izumiranja, smanjivši globalno stanov- ništvo na jedva nešto više od hiljadu jedinki. To bi značilo da su svi savremeni ljudi potekli iz veoma male populacione osnove, što bi objasnilo i naš nedostatak genetske raznovrsnosti. U svakom slučaju, postoje izvesni dokazi koji ukazuju da sledećih dvadeset hiljada godina ukupan broj ljudi na Zemlji ni u jednom datom trenutku nije bio veći od nekoliko hiljada. To je, ne treba ni pominjati, mnogo vre- mena provedenog u oporavku od jedne jedine vulkanske eksplozije.
Sve je to bilo hipotetički zanimljivo do 1973. godine kada je jedna čudna pojava iznenada aktueli- zovala celu priču: voda u Jeloustounskom jezeru, u srcu parka, počela je da se preliva preko obala na južnom kraju jezera i plavi dolinu, dok je na suprotnom kraju jezera voda tajanstveno oticala. Geolozi su žurno obavili ispitivanja i otkrili da je veliki deo parka dobio zloslutni otok. On je podizao jedan kraj jezera i prelivao vodu na drugom, kao kada biste podigli jednu stranu dečjeg bazena na naduva- vanje. Do 1984. godine, čitava centralna oblast parka – više od 100 kvadratnih kilometara – bila je za više od metar uzdignutija nego 1924. kada je park poslednji put formalno bio geodetski sniman. Onda se, 1985. godine, središnji deo parka spustio za 20 centimetara (oko 8 inča). Izgleda da sada ponovo otiče.
Geolozi su shvatili da samo jedna stvar može to da izazove – nemirna prostorija sa magmom. Je- loustoun nije drevni supervulkan; aktivan je. Takođe, otprilike u to vreme, uspeli su da prokljuve da se ciklus jeloustounskih erupcija u proseku sastoji od jedne velike eksplozije na svakih 600.000 go- dina. Poslednja se dogodila pre 630.000 godina. Izgleda da je Jeloustounu opet došlo vreme.
* * *
„Možda vam se ne čini tako, ali stojite na najvećem aktivnom vulkanu na svetu”, rekao mi je Pol Dos, geolog iz Nacionalnog parka Jeloustoun pošto je sišao sa ogromnog motocikla „harli-dejvidson” i ru- kovao se sa mnom kad smo se jednog divnog junskog jutra sreli u upravi parka kod Mamutskih vrućih izvora. Poreklom iz Indijane, Dos je prijazan, blagog glasa, izuzetno promišljen čovek koji uopšte ne liči na nekoga ko bi bio zaposlen u službi nacionalnih parkova. Ima prosedu bradu, a kosa mu je ve- zana pozadi u dugačak konjski rep. jedno uho ukrašeno mu je malom safirnom minđušom. Omanje sto- mače napinje mu besprekornu uniformu službe parka. Više liči na nekog bluz muzičara nego na držav- nog službenika. U stvari, on i jeste bluz muzičar (svira usnu harmoniku). Ali svakako poznaje i voli geologiju. „ A imam i najbolje mesto na svetu da se time bavim”, kaže on pošto krenemo truckavim, izudaranim vozilom sa pogonom na sva četiri točka u smeru Starog vernika. Pristao je da mi dozvoli da mu pravim društvo tog dana dok on obavlja sve one poslove kojima se bavi jedan geolog u parku. Prvi današnji zadatak je da održi uvodni govor novim turističkim vodičima.
Ne mora ni da se ističe koliko je Jeloustoun senzacionalno lep, sa bucmastim, stamenim planina- ma, dolinama sa pokojim bizonom, brzim potocima, jezerom plavim kao nebo i nebrojenim životinj- skim svetom. „Ako ste geolog, bolje od ovoga zaista ne možete da poželite”, kaže Dos. „Imate stene gore kod Procepa medveđeg zuba koje su stare gotovo tri milijarde godina – tri frtalja puta natrag prema nastanku Zemlje – a onda imate i ove mineralne izvore ovde” – pri tom pokaže sumporne vrele izvore po kojima je Mamut dobio naziv – „gde možete da gledate kako nastaje kamenje. A iz- među je sve što biste ikada mogli da zamislite. Nikada nisam bio na nekom mestu gde je geologija očiglednija – ili lepša.”
„Dakle, sviđa vam se?”, kažem ja.
„O, ne. Obožavam ga”, odgovori on sa dubokom iskrenošću. „Hoću da kažem, obožavam da bora-
vim ovde. Zime su oštre, a plata i nije neka, ali kada je dobro, onda je baš...”
Prekinuo je sebe kako bi pokazao na udaljeni procep u planinskom vencu na zapadu, koji se upra- vo ukazao iznad uzvisine. Te planine su, rekao mi je, poznate kao Galatini. „Taj procep je širok nekih šezdeset ili sedamdeset milja. Dugo niko nije mogao da razume zbog čega je taj procep tamo, a onda je Bob Kristijansen shvatio da je razlog za to eksplozija planina. Kada se šezdeset milja planina zbri- še sa lica Zemlje, znate da imate posla sa nečim prilično moćnim. Kristijansenu je trebalo šest godina da to prokljuvi.”
Upitao sam ga šta je izazvalo tadašnju eksploziju Jeloustouna. „Ne znam. Niko to ne zna. Vulkani su čudne stvari. Zapravo ih uopšte ne razumemo. Vezuv u Italiji bio je aktivan tri stotine godina sve do erupcije 1944, a onda je jednostavno prestao. I od tada je potpuno nem. Neki vulkanolozi misle da se on žešće puni, što je pomalo zabrinjavajuće zato što dva miliona ljudi živi na njemu ili u okolini. Ali niko to ne zna.”
„A koliko bismo bili unapred upozoreni ako bi došlo do eksplozije Jeloustouna?”
Slegnuo je ramenima. „Niko nije bio u blizini poslednji put kada je eksplodirao, tako da niko ne zna koji su znaci upozorenja. Verovatno biste imali serije zemljotresa, izvesno podizanje površine i možda neke promene u obrascima ponašanja gejzira i otvora za paru, ali niko to zaista ne zna.”
„Dakle, moglo bi prosto da eksplodira bez upozorenja?”
Klimnuo je zamišljeno glavom. Problem je u tome, objasnio je, što gotovo sve stvari koje bi mo- gle biti znaci upozorenja u izvesnoj meri već postoje u Jeloustounu. „Zemljotresi generalno prethode vulkanskim erupcijama, ali u parku je već bilo mnogo zemljotresa – dvesta šezdeset samo prošle go- dine. Uglavnom su preslabi da bi se osetili, ali svejedno su to zemljotresi.”
Promena u obrascu erupcija gejzira takođe bi mogla da se uzme kao indicija, rekao je on, ali i to nepredvidivo varira. Nekada je najčuveniji gejzir u parku bio Ekscelzior. On je izbijao redovno i spektakularno do visine od 100 metara, ali 1888. godine je jednostavno prestao. Onda je 1985. pono- vo izbio, mada samo do visine od 25 metara. Gejzir Parobrod najveći je gejzir na svetu kada proradi i izbaci vodu 120 metara u vazduh, ali intervali između njegovih erupcija kretali su se od samo četiri dana do čak pedesetak godina. „Ako bi on proradio danas, pa sledeće nedelje opet, to nam ne bi sa- opštilo ama baš ništa o njegovoj eventualnoj aktivnosti sledeće nedelje, nedelje posle nje ili dvade- set godina od današnjeg dana”, kaže Dos. „čitav park je tako nestabilan da je praktično nemoguće iz- vući zaključke iz bilo čega što se dogodi.”
Evakuacija Jeloustouna u svakom slučaju ne bi bila laka. Park prima oko tri miliona posetilaca go- dišnje, uglavnom u tri najprometnija letnja meseca. U parku ima relativno malo puteva i oni se namer- no ne proširuju, delom da bi se saobraćaj usporio, delom da bi se sačuvao utisak pitoresknog, i de- lom zbog topografskih ograničenja. Usred leta, lako vam može zatrebati pola dana da prođete kroz park i više sati da dođete do bilo kog mesta u njemu. „Kad god ljudi ugledaju životinje, prosto stanu, gde god da su”, kaže Dos. „Medvedi nam zakrče puteve. Bizoni nam zakrče puteve. Vukovi nam zakr- če puteve.”
* * *
U jesen 2000. godine, predstavnici Geološkog zavoda SAD i Službe nacionalnog parka, zajedno sa nekim akademicima, sastali su se i formirali nešto što je dobilo naziv Vulkanska opservatorija Jelou- stoun. Četiri takva tela već su postojala – na Havajima, u Kaliforniji, na Aljasci i u Vašingtonu – ali, začudo, nije postojalo nijedno u najvećoj vulkanskoj zoni sveta. VOJ zapravo i nije toliko stvar koliko zamisao – dogovor o koordinaciji napora koji se ulažu u izučavanje i analizu raznovrsne geo-
logije parka. Jedan od prvih zadataka, rekao mi je Dos, bio je da se izradi „plan za slučaj opasnosti od zemljotresa i vulkana” – plan akcije u slučaju krize.
„Zar tako nešto već ne postoji?”, rekao sam ja.
„Ne. Plašim se da ne postoji. Ali ubrzo će postojati.”
„Zar to nije malčice zakasnelo?”
Osmehnuo se. „Pa, recimo samo da nije nimalo prerano.”
Kada to profunkcioniše, osnovna zamisao je da tri čoveka – Kristijansen u parku Menlo u Kali- forniji, profesor Robert B. Smit sa Univerziteta Juta i Dos u parku – procene stepen opasnosti od bi- lo kakve potencijalne kataklizme i da o tome obaveste upravnika parka. Upravnik će onda odlučiti da li da evakuiše park. Što se tiče okolnih oblasti, nikakvi planovi ne postoje. Kada izađete kroz kapije parka, moraćete da se snalazite sami – što vam neće mnogo pomoći ako Jelouston pretrpi zaista ve- liku eksploziju.
Naravno, mogu proći desetine hiljada godina pre nego što nastupi taj dan. Dos smatra da takav dan možda nikada neće ni doći. „Samo zato što je u prošlosti postojao neki obrazac ponašanja, ne znači da to i dalje važi”, kaže on. „Postoje dokazi koji ukazuju na to da bi se obrazac mogao sastojati od ni- za katastrofalnih eksplozija, iza kojih sledi dug period tišine. Moguće je da smo sada u njemu. Dokaz je to što se najveći deo magme hladi i kristalizuje. Oslobađa svoje nestabilne elemente; morali biste da uhvatite nestabilne elemente za eksplozivnu erupciju.”
U međuvremenu, u Jeloustounu i oko njega ima mnogo drugih opasnosti, a to je postalo razorno očigledno u noći 17. avgusta 1959. na mestu zvanom jezero Hebdžen, tik izvan parka. U dvadeset mi- nuta do ponoći tog dana, jezero je pretrpelo katastrofalni potres. Bio je snage 7,5, ne toliko jak u od- nosu na druge zemljotrese, ali bio je tako nagao i silovit da je srušio čitavu planinsku stranu. Letnja sezona bila je u jeku, mada u to vreme, na svu sreću, u Jeloustoun nije išlo tako mnogo ljudi kao da- nas. Osamdeset miliona tona stenja je, brzinom od 160 kilometara na sat, prosto spalo sa planine, sa tolikom snagom i momentom sile da se čeona ivica klizišta popela 120 metara uz planinu s druge stra- ne doline. Na njegovom putu nalazio se i deo kampa Stenoviti potok Poginulo je dvadeset osam kam- pera, od kojih je devetnaestoro bilo pokopano preduboko da bi ih iko pronašao. Razaranje je bilo br- zo, ali srceparajuće hirovito. Trojica braće, koji su spavali u jednom šatoru, bili su pošteđeni. Njiho- vi roditelji, koji su spavali u šatoru kraj njih, nestali su i niko ih nikad više nije video.
„Veliki zemljotres – pri tom mislim na baš veliki – mora jednom da se dogodi”, rekao mi je Dos. „Na to možete da računate. Ovo je veliko trusno područje.”
Uprkos potresu na jezeru Hebdžen i drugim poznatim rizicima, Jeloustoun nije dobio stalne sei- zmometre sve do sedamdesetih godina.
* * *
Ako zaželite da se divite veličanstvenosti i neumoljivosti geoloških procesa, možete slobodno oda- brati Tetone, raskošno nazubljeni planinski lanac odmah južno od Jeloustounskog nacionalnog parka. Pre devet miliona godina, Tetoni nisu postojali. Zemlja oko Džeksonove rupe bila je obična travnata visoravan. Ali onda se u Zemlji otvorila raselina dugačka 64 kilometra i od tada, negde jednom u de- vet stotina godina, Tetone prodrma stvarno veliki zemljotres, dovoljno da ih trzne još dva metra uvis. Upravo ti ponavljani trzaji tokom eona izdigli su ih do sadašnje veličanstvene visine od 2.000 meta- ra.
Tih devet stotina godina je prosek – koji donekle može da zavede. Po Robertu B. Smitu i Liju Dž. Zigelu u Prozorima u Zemlji, geološkoj istoriji tog regiona, poslednji veliki potres Tetona bio je ne-
gde pre pet ili sedam hiljada godina. Tetoni su, ukratko, najokasnelije trusno područje na planeti.
Hidrotermalne eksplozije takođe predstavljaju značajan rizik. Do njih može doći u svako doba, gotovo svugde i bez ikakve predvidivosti. „Znate, po pravilu posetioce šaljemo u termalne bazene”, rekao mi je Dos pošto smo odgledali erupciju Starog vernika. „To je ono što dolaze da vide. Da li ste znali da u Jeloustounu ima više gejzira i vrelih izvora nego u čitavom ostatku sveta?”
„Nisam to znao.”
Klimnuo je glavom. „Ima ih deset hiljada, a niko ne zna kada bi mogao da se pojavi neki novi otvor.”
Odvezli smo se do mesta zvanog Pačje jezero, stajaće vode širine nekoliko stotina metara. „Izgle- da potpuno bezopasno”, rekao je on. „Obično jezerce. Ali ova velika rupa ranije nije bila tu. U ne- kom trenutku tokom proteklih hiljadu petsto godina, ovo je žešće eksplodiralo. Sigurno je nekoliko desetina miliona tona zemlje, stenja i superzagrejane vode izletelo brzinom većom od brzine zvuka. Možete zamisliti kako bi izgledalo kada bi se to dogodilo ispod, recimo, parkinga kod Starog vernika ili nekog centra za posetioce.” Lice mu je poprimilo izraz nezadovoljstva.
„Da li bi bilo ikakvog upozorenja?”
„Verovatno ne. Poslednja značajna eksplozija u parku dogodila se na mestu zvanom Gejzir svinj- ske šnicle godine 1989. Ona je ostavila krater širok oko pet metara – ne može se nikako reći da je bio ogroman, ali bio bi dovoljno veliki ukoliko biste se u tom trenutku zadesili tamo. Na svu sreću, niko nije bio u blizini, pa niko nije ni povređen, ali to se desilo bez upozorenja. Veoma davno, deša- vale su se eksplozije koje su ostavljale rupe širine jedne milje. A niko ne ume da vam kaže gde ili ka- da bi to ponovo moglo da se dogodi. Morate jedino da se nadate da nećete tamo stajati kada do toga dođe.”
Opasnost predstavljaju i veliki odroni. Jedan veliki dogodio se u Gardinerovom kanjonu 1999. godine, ali na svu sreću opet niko nije bio povređen. Kasno po podne, Dos i ja stali smo na mestu gde se nalazio stenoviti ispust iznad druma u parku po kojem se odvijao gust saobraćaj. Jasno su se vide- le pukotine. „Moglo bi da se odroni svakog trenutka”, rekao je Dos zamišljeno.
„Šalite se”, rekao sam. Nije bilo trenutka kada dva automobila nisu prolazila ispod stene, puna – u najbukvalnijem smislu – srećnih kampera.
„O, nije to mnogo verovatno”, dodao je on. „Samo kažem da bi moglo. Isto tako, moglo bi da osta- ne tako decenijama. Jednostavno, to se ne može utvrditi. Ljudi moraju da prihvate rizik kada dolaze ovamo. Nema tu bogzna kakvog mudrovanja.”
Dok smo hodali natrag prema njegovom vozilu kako bismo se vratili do Mamutskih vrelih izvora, Dos je dodao: „Ali suština je u tome da se loše stvari uglavnom ne događaju. Stenje ne pada. Zemljo- tresi se ne dešavaju. Novi otvori se ne pojavljuju iznenada. Ako se ima u vidu sva ta nestabilnost, po- dručje je izuzetno, zapanjujuće mirno.” „Kao i sama Zemlja”, primetio sam.
„Baš tako”, saglasio se on.
* * *
Rizici u Jeloustounu važe kako za posetioce, tako i za zaposlene u parku. Dos je na užasan način to shvatio tokom svoje prve nedelje na poslu pet godina ranije. Kasno jedne noći, troje mladih zaposle- nih sezonaca upustilo se u zabranjenu aktivnost poznatu kao „čvarenje” – plivanje ili uživanje u to- plim izvorima. Iako park to, iz očiglednih razloga, ne objavljuje, nisu svi izvori u Jeloustounu opasno vreli. Neki su izuzetno prijatni za leškarenje i neki letnji sezonci imali su običaj da se brčkaju tamo kasno noću, iako je to protiv pravila. Ovih troje su bili dovoljno blesavi da zaborave baterijsku lam-
pu, što je izuzetno opasno pošto je tlo oko toplih izvora uglavnom hrskavo i tanko, pa čovek lako mo- že da upadne u vreli otvor. U svakom slučaju, dok su se vraćali u svoju spavaonicu, naišli su na potok preko kojeg su ranije morali da preskoče. Uzmakli su za nekoliko koraka, uhvatili jedno drugo pod ruku i zaleteli se da zajedno skoče. Zapravo, to nije bio nikakav potok. Bio je to proključali izvor. U mraku su izgubili orijentaciju. Niko od njih troje nije preživeo.
Razmišljao sam o tome sledećeg jutra kada sam nakratko posetio, pri odlasku iz parka, mesto koje se zove Smaragdno jezero, u Gornjem gejzirskom basenu. Dos prethodnog dana nije imao vremena da me tamo odvede, ali pomislio sam da bi trebalo makar da bacim pogled na to, jer Smaragdno jezero je istorijsko mesto.
Godine 1965. bračni par biologa, Tomas i Lujza Brok, uradili su nešto sasvim ludo dok su bili na letnjem studijskom putovanju. Uzeli su malo žućkastomrke sluzi sa ruba jezera i u njoj potražili život. Na njihovo iznenađenje, a na kraju krajeva i na duboko iznenađenje čitavog sveta, uzorak je bio pun živih mikroba. Oni su otkrili prve ekstremofile na svetu – organizme koji mogu da žive u vodi za ko- ju se prethodno smatralo da je previše vrela, kisela ili zasićena sumporom da bi omogućila život. Za- čudo, Smaragdno jezero imalo je sve te karakteristike, a opet je za dve vrste živih bića koje su posta- le poznate kao Sulpholobus acidocaldarus i Thermophilus aquaticus ono bilo sasvim prijatno. Odu- vek se pretpostavljalo da ništa ne može da preživi iznad temperature od 50 stepeni Celzijusovih, ali ovde su postojali organizmi koji su se čvarili u užegloj, kiseloj, gotovo dva puta vrelijoj vodi.
Gotovo dvadeset godina, jedna od dve nove bakterije Brokovih, Thermophilus aquaticus, predsta- vljala je laboratorijski kuriozitet – sve dok jedan kalifornijski naučnik, Keri B. Mulis, nije shvatio da enzimi otporni na toplotu u njoj mogu da se iskoriste za stvaranje male hemijske čarolije zvane lančana reakcija polimeraze, što naučnicima omogućava da stvore mnogo DNK iz veoma malih koli- čina – čak i samo iz jednog jedinog molekula u idealnim uslovima. To je neka vrsta genetskog foto- kopiranja i ona je postala osnova za svekoliku genetičku nauku posle toga, od akademskih studija do policijskog forenzičkog rada. Mulis je zahvaljujući tome dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1993. godine.
U međuvremenu, naučnici su pronalazili još tvrdokornije mikrobe, sada poznate kao hipertermofi- li, koji traže temperature od 80 stepeni Celzijusovih ili više. Najtopliji do sada otkriveni organizam, kako kaže Frensis Eškroft u knjizi Život u ekstremima, jeste Pyrolobus fumarii, koji obitava u zidovi- ma okeanskih otvora gde temperatura može da dosegne i 113 stepeni Celzijusovih. Smatra se da je gornja granica za život oko 120 stepeni Celzijusovih, mada to zapravo niko ne zna. U svakom slučaju, otkrića Brokovih potpuno su izmenila našu sliku živog sveta. Kao što je naučnik iz NASA Džej Berg- stral rekao: „Kud god da odemo na Zemlji – čak i u okruženje koje se čini najnepodesnijim za ži- vot – dok god ima tekuće vode i nekakvih izvora hemijske energije, nalazimo život.”
Ispostavlja se da je život beskrajno pametniji i prilagodljiviji nego što je iko pretpostavljao. To je veoma dobro jer, kao što ćemo već videti, živimo u svetu koji nas, kako se čini, baš mnogo ne želi.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
V ŽIVOT SAM
Što više istražujem vasionu i izučavam detalje njene arhitekture, to više dokaza pronalazim za to da je vasiona u određenom smislu sigurno znala da dolazimo.
Frimen Dajson
16
Usamljena planeta
Nije lako biti organizam. U čitavoj vasioni, koliko za sada znamo, postoji samo jedno mesto, neupa- dljiva isturena tačka Mlečnog puta zvana Zemlja, koja će vas održati u životu, a i ona ponekad to pri- lično nevoljno radi.
Od dna najdubljeg okeanskog rova do vrha najviše planine, zona koja pokriva gotovo sav poznati život debela je samo dvadesetak kilometara – što nije mnogo u poređenju sa prostranstvom čitavog kosmosa.
Za ljudska bića je situacija još gora, pošto mi slučajno pripadamo onom delu živih bića koji je pre četiri stotine miliona godina doneo naglu ali odvažnu odluku da ispuzi iz mora, nastani se na kopnu i udiše kiseonik. Posledica toga je da nam je čak 99,5 odsto zapremine nastanjivog prostora u svetu, po jednoj proceni, praktično sasvim nedostupno.
Nije u pitanju samo to što ne možemo da dišemo u vodi, već i što ne možemo da izdržimo veliki pritisak. Pošto je voda oko 1.300 puta teža od vazduha, pritisak brzo raste dok se spuštate – u ekvi- valentu jedne atmosfere na svakih 10 metara dubine. Na kopnu, ako se popnete na vrh neke građevine visoke 150 metara – recimo, katedrale u Kelnu ili spomenika Vašingtonu – promena pritiska biće toliko mala da ćete je jedva primetiti. Međutim, na istoj dubini pod vodom, vene će vam pretrpeti ko- laps, a pluća će vam se sabiti otprilike do dimenzija konzerve koka-kole. Zapanjujuće je to što ljudi svojevoljno rone do tih dubina, bez aparata za disanje, zabave radi, u sportu poznatom kao slobodno ronjenje. Izgleda da se iskustvo grubog deformisanja unutrašnjih organa smatra stimulativnim (iako ne, verovatno, toliko stimulativnim kao kada se oni vrate svojim pređašnjim dimenzijama po izranja- nju na površinu). Međutim, da bi došli do tih dubina, ronioci moraju biti povučeni dole tegovima, i to veoma brzo. Najveća dubina na koju je neko bez takve pomoći zaronio i to preživeo iznosi 72 me- tra – taj podvig izveo je Italijan Umberto Pelicari, koji je 1992. godine zaronio do te dubine, zadr- žao se tamo jednu nanosekundu, a onda zaždio nazad na površinu. U poređenju sa kopnenim merama, 72 metra je dosta kraća dužina od fudbalskog terena. Dakle, čak i u slučaju najenergičnijih podviga, teško možemo da tvrdimo da smo gospodari ambisa.
Drugim organizmima, naravno, uspeva da se nose sa pritiscima u dubini, mada je tajna kako neki od njih to rade. Najdublja tačka u okeanu je Marijanski rov u Pacifiku. Tamo, na dubini od oko 11,3 kilometra, pritisak se penje na preko 16.000 funti po kvadratnom inču. Uspeli smo samo jednom, na- kratko, da pošaljemo ljude na tu dubinu u otpornom ronilačkom plovilu, a opet, to je dom kolonije amfipoda, ljuskara sličnih škampima, samo providnih, koji preživljavaju bez ikakve zaštite. Naravno, većina okeana je mnogo plića, ali čak i na prosečnoj okeanskoj dubini od četiri kilometra pritisak je ekvivalentan tome da vas spljeska gomila od četrnaest kamiona natovarenih cementom.
Gotovo svi, čak i sami pisci nekih popularnih knjiga o okeanografiji, pretpostavljaju da bi se ljud- sko telo zgužvalo pod ogromnim pritiscima dubokog okeana. Zapravo, čini se da ne bi bilo tako. Po- što smo i sami najvećim delom sazdani od vode, a voda se „praktično ne može sabijati”, kao što kaže Frensis Eškroft sa Univerziteta u Oksfordu, „telo ostaje pod istim pritiskom kao i voda oko njega, ta- ko da u dubini ne bi bilo smrvljeno”. Ono što pravi probleme jesu gasovi u vašem telu, naročito u
plućima. Oni se sabijaju, mada se ne zna u kom trenutku to sabijanje postaje smrtonosno. Sve done- davno smatralo se da će svako ko zaroni na dubinu od oko 100 metara umreti u bolovima zbog implo- zije u plućima ili urušavanja grudnog koša, ali slobodni ronioci neprestano su dokazivali suprotno. Izgleda, kao što kaže Eškroft, da su „ljudi sličniji kitovima i delfinima nego što se očekivalo”.
Međutim, mnogo šta drugo može da krene loše. U doba skafandera za ronjenje – onih koji su du- gačkim crevima bili povezani sa površinom – ronioci su ponekad osećali zastrašujući fenomen po- znat kao „stiskanje”. To se dešavalo kada bi otkazale pumpe na površini, i izazivalo je katastrofalni gubitak pritiska u skafanderu. Vazduh bi tako silovito izleteo iz skafandera da bi zlosrećni ronilac bio, krajnje bukvalno, usisan u šlem i crevo. Kad bi ga izvukli na površinu, „u skafanderu bi preostalo sa- mo malo njegovih kostiju i dronjaka mesa”, napisao je biolog Dž. B. S. Haldejn 1947. godine, dodav- ši zarad onih sumnjičavih: „To se već događalo.”
(Uzgred, namena prvobitnog ronilačkog šlema koji je 1823. godine projektovao Englez po imenu Čarls Din nije bilo ronjenje, već gašenje požara. Naziv mu je bio „dimni šlem”, ali pošto je bio na- pravljen od metala, bio je vreo i težak; kao što je Din ubrzo otkrio, vatrogasci nisu bili naročito spremni da ulaze u zapaljene građevine u bilo kakvoj opremi, ali naročito ne u nečemu što se zagre- valo kao čajnik i pri tom ih činilo nespretnim. U pokušaju da zaštiti svoju investiciju, Din ga je opro- bao pod vodom i ustanovio da je idealan za rad na vađenju potopljenih stvari.)
Međutim, pravi užas dubina jeste savijanje – ne toliko zato što je neprijatno, iako naravno jeste, već zato što je mnogo verovatnije. U vazduhu koji udišemo ima 80 odsto azota. Ako izložite ljudsko telo pritisku, taj azot se pretvara u mehuriće koji prelaze u krv i tkiva. Ako se pritisak menja previše brzo – kao kada ronilac prebrzo izroni – mehurići u telu počnu da penušaju baš kao i tek otvorena flaša šampanjca, zaguše sićušne krvne sudove, liše ćelije kiseonika i izazovu tako nepodnošljiv bol da se oni koji ga trpe obično presaviju u agoniji – otud naziv „savijanje”.
Savijanje predstavlja profesionalni rizik lovaca na sunđere i bisere od pamtiveka, ali nije privla- čilo mnogo pažnje zapadnog sveta sve do devetnaestog veka, a ni tada kod ljudi koji se uopšte nisu kvasili (ili barem, ne mnogo, niti je to kvašenje išlo daleko iznad gležnjeva). Bili su to kesonski rad- nici. Kesoni su bile suve komore postavljene na dna reka kako bi se olakšala izgradnja stubova za mostove. Oni su bili ispunjeni vazduhom pod pritiskom i često, kada bi radnici izašli posle dužeg ra- da pod tim veštačkim pritiskom, osetili bi blage simptome poput peckanja ili svraba. Neki od njih, čak, osećali su izraženiji bol u zglobovima, a s vremena na vreme bi i pali u nesvest, ponekad da više nikada ne ustanu.
To je bilo krajnje zbunjujuće. Ponekad bi se radnici osećali sasvim dobro kada bi otišli na spava- nje, da bi se probudili paralizovani. Ponekad se uopšte ne bi probudili. Eškroft priča o direktorima novog tunela ispod Temze koji su održali banket da bi proslavili privođenje izgradnje tunela kraju. Na njihov bes, šampanjac je odbio da zapenuša kada su ga otvorili u vazduhu tunela koji je bio pod pritiskom. Međutim, kada su kasnije izašli na sveži vazduh londonske večeri, mehurići su smesta za- penušali i značajno poboljšali proces varenja.
Pored potpunog izbegavanja okruženja pod visokim pritiskom, samo dve strategije su pouzdano uspešne protiv savijanja. Prva je da se veoma kratko izlažete promenama pritiska. Zbog toga slobod- ni ronioci koje sam ranije pomenuo mogu da se spuste do dubina od 150 metara bez loših posledica. Oni se ne zadrže dovoljno dugo da im se azot koji imaju u sistemu rastvori u tkiva. Drugo rešenje je izranjanje oprezno i u fazama. To omogućava mehurićima azota da se bezopasno rastvaraju.
Veliki deo onoga što znamo o preživljavanju u ekstremima dugujemo izuzetnoj ekipi koju su činili otac i sin Džon Skot i Džon B. S. Haldejn. Čak i po zahtevnim standardima britanskih intelektualaca, Haldejni su bili izuzetno ekscentrični. Haldejn stariji rođen je 1860. godine u aristokratskoj škotskoj
porodici (brat mu je bio vikont Haldejn), ali najveći deo karijere proveo je relativno skromno kao profesor fiziologije u Oksfordu. Bio je čuven po rasejanosti. Jednom, pošto ga je žena poslala na sprat da se presvuče za svečanu večeru, nije se vratio i pronašli su ga kako spava u krevetu u pižami. Kada su ga probudili, Haldejn je objasnio da je shvatio da se svlači, pa je pretpostavio da je vreme za spavanje. Za njega je odmor predstavljalo putovanje u Kornvol gde je izučavao kukaste gliste kod rudara. Oldos Haksli, romansijer i unuk Tomasa H. Hakslija, koji je neko vreme živeo sa Haldejnima, parodirao ga je, donekle nemilosrdno, kao naučnika Edvarda Tantamaunta u romanu Kontrapunkt ži- vota.
Haldejnov dar ronjenju bio je izračunavanje preostalih intervala neophodnih da se izranjanje sa dubine izvede bez savijanja, ali njegovo interesovanje obuhvatalo je čitavu fiziologiju, od izučavanja visinske bolesti kod planinara do problema srčanog udara u pustinjskim područjima. Posebno su ga zanimali efekti otrovnih gasova po ljudsko telo. Dabi bolje razumeo kako tačno curkanje ugljen-mo- noksida ubija rudare, metodično se trovao i pri tom pažljivo uzimao i merio uzorke sopstvene krvi. Odustao je tek kada je bio blizu toga da izgubi svaku kontrolu nad mišićima, dok mu je nivo zasićeno- sti krvi dosegao 56 odsto – što je nivo, kako zapaža Trevor Norton u svojoj zabavnoj istoriji ronje- nja, Zvezde ispod mora, tek za delić niži od gotovo sigurno smrtonosnog.
Haldejnov sin Džek, poznat potomstvu kao Dž. B. S., bio je izuzetan naslednik koji se zanimao za očev rad gotovo od najmanjih nogu. Sa tri godine čuli su ga kako nedužno pita oca: „Ali, je li to oksi- hemoglobin ili karboksihemoglobin?” U detinjstvu je mladi Haldejn pomagao ocu u eksperimentima. Kada je postao tinejdžer, njih dvojica su često zajedno testirali gasove i gas maske, smenjujući se ne bi li se uverili koliko im vremena treba da se obeznane.
Iako Dž. B. S. Haldejn nikada nije izučavao prirodne nauke (studirao je klasiku u Oksfordu), i sam je postao briljantan naučnik, radeći uglavnom za državu u Kembridžu. Biolog Piter Medavar, koji je život proveo u blizini mentalnih Olimpijaca, nazvao ga je „najpametnijim čovekom koga je upoznao”. Haksli je parodirao i mlađeg Haldejna u svom romanu Čudno seno, ali je takođe koristio njegove za- misli o genetskoj manipulaciji ljudskim bićima kao zaplet Vrlog novog sveta. Među mnogim drugim dostignućima, Haldejn je odigrao centralnu ulogu u vezivanju darvinovskih principa evolucije i gene- tičkog rada Gregora Mendela, proizvevši ono što biolozi poznaju kao Modernu Sintezu.
Možda jedinom međuljudskim bićima, mlađem Haldejnu je Prvi svetski rat bio „veoma prijatno iskustvo” i on je slobodno priznao da je „uživao u prilici da ubija ljude”. I sam je bio dvaput ranjen. Posle rata postao je uspešan popularizator nauke i napisao je dvadeset tri knjige (kao i preko četiri stotine naučnih radova). Njegova dela su i dalje veoma čitljiva i poučna, mada se ne mogu uvek lako naći. Takođe je postao vatreni marksista. Nagovešteno je, ne baš sasvim cinično, da je to bilo iz či- stog instinkta za kontriranjem i da bi on da se rodio u Sovjetskom Savezu bio strasni monarhista. U svakom slučaju, većina njegovih članaka objavljena je najpre u komunističkom Dnevnom radniku.
Dok se njegov otac prevashodno zanimao za rudare i trovanje, mlađi Haldejn postao je opsednut spasavanjem podmorničara i ronilaca od neprijatnih posledica njihovog posla. Pomoću novca iz Ad- miraliteta pribavio je komoru za dekompresiju koju je nazvao „loncem pod pritiskom”. To je bio me- talni cilindar u kojem je troje ljudi odjednom moglo da se zatvori i podvrgne raznim vrstama testova, koji su svi odreda bili bolni, a gotovo svi i opasni. Od dobrovoljaca se, recimo, zahtevalo da sede u ledenoj vodi i udišu „nenormalnu atmosferu”, ili da se podvrgnu brzim promenama pritiska. U jed- nom eksperimentu lično Haldejn je simulirao žurno izranjanje kako bi ustanovio šta će se dogoditi. A dogodilo se to da su mu plombe u zubima eksplodirale. „Gotovo svaki eksperiment”, piše Norton,
„završio se tako što je neko dobio napad, prokrvario ili povratio.” Komora je bila praktično sasvim zvučno izolovana, tako da su oni u njoj mogli da ukažu na svoje nezadovoljstvo ili nevolju samo
upornim kucanjem po zidu komore ili prinošenjem cedulja prozorčetu.
Jednom drugom prilikom, dok se trovao povišenim koncentracijama kiseonika, Haldejn je imao ta- ko težak napad da je polomio nekoliko kičmenih pršljenova. Nagnječena pluća bila su rutinski rizik. Probušene bubne opne takođe su bile sasvim uobičajene; ali, kako je Haldejn ohrabrujuće primetio u jednom svom eseju, „bubna opna se, uopšte uzevši, zaleči; a ako u njoj i ostane rupa, iako čovek do- nekle ogluvi, može da izbacuje duvanski dim kroz to uvo, što ga čini popularnim u društvu”.
U svemu ovome ne iznenađuje činjenica da je Haldejn bio voljan da se podvrgne takvom riziku i neprijatnostima u cilju nauke, već da nije imao nikakvih problema da nagovori kolege i rodbinu da sa njim udu u komoru. Njegova zena je jednom pri simuliranom zaranjanju dobila napad koji je trajao trinaest minuta. Kada je konačno prestala da se bacaka po podu, pomogli su joj da ustane i ode kući da spremi večeru. Haldejn je sa zadovoljstvom angažovao svakoga ko bi se zadesio u blizini, uklju- čujući jednom pamćenja vrednom prilikom i bivšeg premijera Španije Huana Negrina. Doktor Negrin se kasnije žalio na slabo peckanje i „neobičan baršunasti osećaj na usnama”, ali inače izgleda da se izvukao nepovređen. Sličan eksperiment sa lišavanjem kiseonika doveo je do toga da Haldejn na šest godina izgubi osećaj u guzovima i donjem delu kičme.
Među mnogim stvarima za koje se Haldejn posebno interesovao bilo je i trovanje azotom. Iz ra- zloga koji još nisu dovoljno objašnjeni, na dubinama većim od 30 metara azot postaje moćan otrov. Zna se za slučajeve kada su ronioci pod njegovim uticajem nudili creva za vazduh ribama u prolazu ili želeli da naprave pauzu kako bi pripalili cigaretu. On takođe izaziva i nekontrolisane promene ra- spoloženja. Tokom jednog testa, primetio je Haldejn, podvrgnuti je „menjao raspoloženje između de- presije i ushićenja, u jednom trenutku je molio da se prestane sa pritiskom zato što se osećao ’prokle- to gadno’, da bi se već sledećeg trena smejao i pokušavao da ometa test spretnosti koji je obavljao njegov kolega”. Da bi se izmerila stopa lošeg uticaja po subjekta, naučnik je morao da uđe u komoru sa dobrovoljcem kako bi obavio jednostavne matematičke testove. Ali posle nekoliko minuta, kako se Haldejn kasnije prisetio, „onaj koji je vodio test obično bi se zatrovao jednako kao i onaj podvrgnut testu i često bi zaboravio da pritisne štopericu ili da sve zabeleži kako treba”. Uzrok tog opijanja i danas je misteriozan. Smatra se da bi to moglo biti isto ono što izaziva opijanje alkoholom, ali pošto niko sa sigurnošću ne zna šta izaziva to, nismo ništa pametniji posle takve tvrdnje. U svakom slučaju, bez krajnje obazrivosti, lako je dospeti u nevolje kada jednom napustite površinski svet.
* * *
To nas vraća (pa, gotovo) našem ranijem zapažanju da Zemlja nije najpogodnije mesto za organizme, iako jeste jedino. I od onog malog dela površine planete koji je dovoljno suv da na njemu stojite, iz- nenađujuće zamašan deo previše je vreo, hladan, suv, strm ili visok da bi nam bio od bogzna kakve koristi. Delimično smo, moramo to priznati, i sami za to krivi. U pogledu prilagodljivosti ljudi su za- prepašćujuće beskorisni. Kao i većina životinja, ne volimo mnogo zaista vrela mesta, ali pošto se ta- ko neobuzdano znojimo i podložni smo udaru moždane kapi, posebno smo ranjivi. U najgorim okol- nostima – pešice, bez vode, u vreloj pustinji – većina ljudi zapašće u delirijum i srušiti se, vero- vatno da nikada više ne ustane, posle ne više od sedam ili osam sati. Ništa manje nismo bespomoćni kada se suočimo sa hladnoćom. Kao i svi sisari, ljudi dobro stvaraju toplotu; ali – pošto smo gotovo sasvim lišeni dlaka – ne umemo dobro da je čuvamo. Čak i u sasvim blagim vremenskim prilikama polovina kalorija koje sagorite služi za to da vam telo ostane toplo. Naravno, te nedostatke umnogo- me možemo da otklonimo primenom odeće i zaklona, ali čak i u tom slučaju delovi Zemlje na kojima smo spremni ili kadri da živimo zaista su skromni: samo 12 odsto sveukupne kopnene oblasti i samo
4 odsto čitave površine, ako uključite tu i mora.
A opet, kada razmatrate uslove drugde u poznatoj vasioni, pravo čudo nije to što koristimo tako mali deo svoje planete, već što smo uspeli da pronađemo planetu na kojoj možemo da koristimo ma- kar i toliko. Treba samo da pogledate naš Sunčev sistem – ili, kad smo već kod toga, Zemlju u odre- đenim razdobljima njene istorije – da biste shvatili da je većina mesta mnogo negostoljubivija i mnogo manje pogodna za život od našeg blagog, plavog, vodenog globusa.
Do sada su svemirski naučnici otkrili sedamdesetak38 planeta izvan Sunčevog sistema, od oko de- set milijardi biliona koliko se smatra da ih tamo ima, tako da ljudska bića teško mogu da tvrde da o tome govore sa iole autoriteta; ali čini se da, ukoliko želite da imate planetu pogodnu za život, morate naprosto imati strahovitu sreću, a što ste savršeniji oblik života, to srećniji morate biti. Različiti po- smatrači identifikovali su dvadesetak izuzetno srećnih okolnosti koje su nas zadesile na Zemlji, ali ovo je letimičan pregled, pa ćemo ih svesti na glavne četiri.
Izvanredan položaj. Mi smo, gotovo u neverovatnoj meri, na odgovarajućoj udaljenosti od zve- zde odgovarajuće vrste, one koja je dovoljno velika da obilno zrači energijom, ali ne toliko velika da brzo sagori. U fizici kuriozitet predstavlja činjenica da što je zvezda veća, to brže sagoreva. Da je naše sunce deset puta masivnije, iscrpelo bi sebe posle deset miliona umesto deset milijardi godina i mi sada ne bismo bili ovde. Takođe imamo sreću što nam je orbita tu gde jeste. Mnogo bliže, i sve na Zemlji bi bilo sprženo. Mnogo dalje, i sve bi se zaledilo.
Godine 1978. astrofizičar Majkl Hart obavio je neke proračune i zaključio da bi Zemlja bila nena- stanjiva da je samo za 1 odsto udaljenija ili 5 odsto bliža Suncu. To nije mnogo, i zapravo nije bilo dovoljno. Brojke su posle toga dorađene i malčice su izdašnije – 5 procenata bliže i 15 procenata dalje smatra se preciznijom procenom zone nastanjivosti – ali to je i dalje veoma uski pojas39
Da biste shvatili koliko je to usko, dovoljno je da pogledate Veneru. Venera je samo 25 miliona milja bliža Suncu od nas. Sunčeva toplota stiže do nje samo dva minuta pre nego što dodirne nas. Po veličini i sastavu, Venera veoma liči na Zemlju, ali mala razlika u udaljenosti orbite izazvala je sve razlike u konačnom ishodu. Izgleda da je u prvim godinama Sunčevog sistema Venera bila tek nešto toplija od Zemlje i verovatno je imala okeane. Ali tih nekoliko stepeni viška toplote značilo je da Ve- nera nije mogla da zadrži površinsku vodu, što je imalo katastrofalne posledice po njenu klimu. Kada joj je voda isparila, atomi vodonika pobegli su u svemir, a atomi kiseonika kombinovali su se sa ugljenikom i formirali gustu atmosferu ugljen-dioksida, gasa iz staklenika. Venera je postala zagušlji- va. Iako se ljudi mojih godina sećaju vremena kada su se astronomi nadali da bi Venera mogla da sa- drži život ispod debelih oblaka, možda čak i tropsko rastinje, sada znamo da je to okruženje krajnje negostoljubivo za ma koju realno zamislivu vrstu života. Njena površinska temperatura je vrelih 470 stepeni Celzijusovih, što je dovoljno toplo da istopi olovo, a atmosferski pritisak na površini deve- deset puta je veći nego na Zemlji, više nego što bi ijedno ljudsko telo moglo da izdrži. Nemamo teh- nologiju da proizvedemo skafandere, pa čak ni svemirske brodove koji bi nam omogućili posetu. Na- ša saznanja o Venerinoj površini zasnovana su na slikama sa daljinskog radara i zaprepašćenom kre- štanju automatske sovjetske sonde koja je sa mnogo nade spuštena kroz oblake na površinu 1972. go- dine i funkcionisala je jedva jedan sat pre nego što je zauvek prestala da radi.
Dakle, to se dogodi kada se za dva svetlosna minuta približite Suncu. Ako otputujete dalje napolje, problem više nije toplota, već hladnoća, kao što to svedoči ledeni Mars. I on je nekada bio mnogo prijatnije mesto, ali nije mogao da zadrži upotrebljivu atmosferu i pretvorio se u zamrznutu pustoš.
Ali to što ste baš na odgovarajućoj udaljenosti od Sunca ne može da bude čitava priča, jer bi inače Mesec bio prekriven šumom i veoma prijatan, što očigledno nije. Za to vam je potrebna:
Odgovarajuća vrsta planete. Ne verujem da bi mnogo geofizičara, ako biste od njih zatražili da se presaberu i kažu čemu su zahvalni, pomenulo i život na planeti sa istopljenom unutrašnjošću, ali gotovo je sigurno da bez sve te magme koja se komeša ispod nas danas ne bismo bili ovde. Pored mnogo drugih stvari, naša živahna unutrašnjost izazvala je izlive gasa koji je doprineo stvaranju at- mosfere i podarila nam magnetno polje koje nas štiti od kosmičkog zračenja. Takođe nam je dala tek- tonske ploče, koje neprekidno obnavljaju i mreškaju površinu. Da je Zemlja savršeno glatka, bila bi svuda prekrivena vodom do dubine od četiri kilometra. U tom samotnom okeanu možda bi i bilo živo- ta, ali svakako ne bi bilo fudbala.
Pored korisne unutrašnjosti, imamo i odgovarajuće elemente u korektnim proporcijama. Na najbu- kvalniji način, sazdani smo od odgovarajućeg materijala. To je toliko važno za naše blagostanje da ćemo o tome podrobnije razgovarati za koji minut, ali najpre treba da razmotrimo preostala dva fak- tora, počevši od onoga koji se često previđa;
Mi smo na planeti-blizancu. Nema nas mnogo koji Mesec smatraju planetom parnjakom, ali on to praktično jeste. Meseci su većinom majušni u odnosu na svoju matičnu planetu. Marsovi sateliti Fo- bos i Dejmos, na primer, imaju prečnik od samo 10 kilometara. Prečnik našeg Meseca, međutim, iz- nosi više od četvrtine prečnika Zemlje, zbog čega je naša planeta jedina planeta u Sunčevom sistemu sa mesecom pozamašnim u poređenju sa njom (izuzev Plutona, koji se i ne računa, zato što je sam Pluton tako mali) – a koliko je to samo značajno za nas!
Bez umirujućeg Mesečevog uticaja, Zemlja bi podrhtavala kao čigra pred zaustavljanje, sa bog sveti zna kakvim posledicama po klimu i vremenske uslove. Neprekidan gravitacioni uticaj Meseca primorava Zemlju da se okreće odgovarajućom brzinom i pod odgovarajućim uglom da bi se obezbe- dila stabilnost neophodna za dug i uspešan razvoj života. To neće trajati večno. Mesec nam izmiče br- zinom od oko četiri centimetra godišnje. Za dve milijarde godina udaljiće se toliko da nas više neće stabilizovati, pa ćemo morati da smislimo neko drugo rešenje, ali u međuvremenu ne treba o njemu da mislite kao o pukom prijatnom ukrasu noćnog neba.
Dugo su astronomi pretpostavljali da su se Mesec i Zemlja formirali zajedno, ili da je Zemlja za- robila Mesec dok je ovaj prolazio kraj nje. Danas smatramo, kao što ćete se prisetiti iz jednog rani- jeg poglavlja, da je pre oko 4,4 milijarde godina nebesko telo veličine Marsa udarilo u Zemlju i iz- bacilo dovoljno materijala da se od tog otpada stvori Mesec. To je za nas očigledno bilo veoma do- bro – pogotovo zato što se desilo tako davno. Da se desilo 1896. ili prošle srede, očito da time ne bismo ni blizu bili toliko zadovoljni. Što nas dovodi do naše četvrte i u mnogo čemu krucijalne tačke:
Pravo vreme. Vasiona je zapanjujuće nestalno mesto ispunjeno događajima i naše postojanje u njoj spada u domen čuda. Da se dug i nezamislivo složen niz događaja koji se proteže čak do oko 4,6 milijardi godina u prošlost nije odigrao na određeni način u određeno vreme – recimo, ako uzmemo samo jedan očigledan primer, da dinosauri nisu bili zbrisani meteorom tada kada jesu – možda biste još bili dugački nekoliko centimetara, sa brkovima i repom, i čitali biste ovo u jazbini.
Zapravo ne znamo, pošto nemamo sa čime da uporedimo sopstveno postojanje, ali izgleda oči- gledno da ukoliko želite da završite kao relativno napredno, misleće društvo, treba da se nađete na odgovarajućem kraju veoma dugačkog lanca ishoda sa relativno trajnim periodima stabilnosti proša- ranim baš odgovarajućom količinom napora i izazova (u tom pogledu čini se da naročito pomažu le- dena doba) i potpunim odsustvom stvarne kataklizme. Kao što ćemo videti na preostalim stranicama, imamo sreće što smo se našli u tom položaju.
I kad smo već kod toga, osvrnimo se načas na elemente od kojih smo sazdani.
* * *
Na Zemlji postoje devedeset dva prirodna elementa, plus dodatnih dvadesetak stvorenih u laboratori- jama, ali neke od njih odmah možemo staviti na jednu stranu – što hemičari zapravo obično i rade. Ima dosta naših zemaljskih hemikalija o kojima se iznenađujuće malo zna. Na primer, astat praktično uopšte nije proučavan. On ima ime i mesto u periodičnom sistemu (odmah do polonijuma Marije Ki- ri), ali gotovo ništa drugo. Jednostavno, napolju i nema mnogo astata. Međutim, čini se da je najneu- hvatljiviji element od svih francijum, koji je toliko redak da se smatralo da čitava naša planeta sadr- ži, u svakom datom trenutku, možda manje od dvadeset atoma francijuma. Sveukupno, samo trideset prirodnih elemenata široko je zastupljeno na Zemlji, a jedva pet-šest ih ima centralnu važnost za ži- vot.
Kao što biste mogli da očekujete, kiseonik je naš najobilniji element i odgovoran je za nešto ispod 50 procenata Zemljine kore, ali posle toga relativno izobilje često ume da iznenadi. Na primer, ko bi i pretpostavio da je silicijum drugi najčešći element na Zemlji, ili da je titanijum deseti? Izobilje ne- ma mnogo veze sa time da li su nam ti elementi poznati ili korisni. Mnogi opskurniji elementi zapravo su češći od drugih, poznatijih. Na Zemlji ima više cerijuma nego bakra, više neodima i lantana nego kobalta ili azota. Kalaj jedva može da se plasira među prvih pedeset, jer je nadmašen takvim relativ- no nepoznatim elementima poput prazeodima, samarijuma, gadolinijuma i dtsprozijuma.
Izobilje takođe nema mnogo veze sa lakoćom otkrivanja. Aluminijum je četvrti najprisutniji ele- ment na Zemlji, odgovoran za gotovo desetinu svega što vam je pod nogama, ali na njegovo postoja- nje se nije ni pomišljalo sve dok ga u devetnaestom veku nije otkrio Hamfri Dejvi, i dugo potom ljudi su ga smatrali i tretirali kao da je redak i dragocen. Kongres umalo nije postavio blistavu oblogu od aluminijumske folije povrh spomenika Vašingtonu ne bi li pokazao koliko smo otmena i prosperitetna nacija postali, a francuska carska porodica je u istom razdoblju odbacila zvanični srebrni escajg za večeru i zamenila ga aluminijumskim. Ako već noževi i nisu bili mnogo oštri, ono su makar bili po poslednjoj modi.
Izobilje nema nužno veze sa važnošću. Ugljenik je tek petnaesti najčešći element i ima ga u sasvim skromnih 0,048 procenata Zemljine kore, ali bez njega bismo bili izgubljeni. Ono što atom ugljenika izdvaja od drugih jeste to da je besramno promiskuitetan. To vam je pravi bekrija atomskog sveta, ko- ji se kači za mnoge druge atome (i za samog sebe) gde se drži čvrsto i formira krajnje robusne mole- kularne konga-kolone – to je upravo onaj trik prirode neophodan za stvaranje proteina i DNK. Kao što je Pol Dejvis napisao: „Da nema ugljenika, život koji poznajemo bio bi nemoguć. Verovatno nika- kav oblik života ne bi bio moguć.” Opet, ugljenik nije tako obilan čak ni u nama, koji tako životno za- visimo od njega. Od svakih 200 atoma u vašem telu, 126 su atomi vodonika, 51 kiseonika, a samo 19 ugljenika.40
Drugi elementi su od kritične važnosti ne za stvaranje, već za održavanje života. Potrebno nam je gvožđe da bismo stvarali hemoglobin, abez ovoga bismo umrli. Kobalt je neophodan za stvaranje vi- tamina B12. Kalijum i vrlo malo natrijuma bukvalno prijaju vašim živcima. Molibden, mangan i vana- dijum doprinose da vam enzimi predu sa uživanjem. Cink – neka je blagosloven – oksidiše alko- hol.
Evoluirali smo da bismo koristili ili tolerisali te stvari – teško da bismo inače bili ovde – ali čak i tako živimo u uskom rasponu prihvatanja. Selen je od životne važnosti za nas, ali ako uzmete sa- mo malčice previše, to će vam biti poslednje što ste ikad uradili. Stepen do kojeg organizmi traže ili
tolerišu određene elemente ostatak je njihove evolucije. Ovce i goveda sada pasu jedni pored drugih, ali zapravo imaju sasvim različite potrebe za mineralima. Savremenim govedima potrebno je veoma mnogo bakra, zato što su evoluirala u delovima Evrope i Afrike gde je bakra bilo u izobilju. Ovce su, opet, evoluirale u bakrom siromašnim oblastima Male Azije. Po pravilu, što nimalo ne iznenađuje, naša tolerancija za elemente u direktnoj je proporciji sa njihovim izobiljem u Zemljinoj kori. Evolui- rali smo tako da očekujemo, a u nekim slučajevima i da zaista zahtevamo, male količine retkih ele- menta koji se talože u mesu ili vlaknima koja jedemo. Ali ako povećate doze, u nekim slučajevima za veoma malu količinu, vrlo brzo ćemo prekoračiti granicu. Mnogo toga nije sasvim jasno. Na primer, niko ne zna da li je mala količina arsenika neophodna za naše blagostanje ili ne. Neki autoriteti tvrde da jeste; neki da nije. Sigurno je jedino da će vas prevelika količina toga ubiti.
Svojstva elemenata mogu postati još zanimljivija kada se iskombinuju. Na primer, kiseonik i vo- donik su dva najzapaljivija elementa u okolini, ali ako ih spojite, dobićete nezapaljivu vodu.41 Još čudnija je kombinacija natrijuma, jednog od najnestabilnijih elemenata, i hlora, jednogod najotrovni- jih. Ubacite grudvicu čistog natrijuma u običnu vodu i ona će eksplodirati dovoljno snažno da vas ubije. Hlor je još na gorem glasu po riziku koji nosi. Iako koristan u malim koncentracijama za ubija- nje mikroorganizama (hlor je ono što osećate u mirisu izbeljivača), u većim količinama je smrtono- san. Hlor je upotrebljavan za mnoge bojne otrove u Prvom svetskom ratu. I, kao što će potvrditi mno- gi plivači sa upalom očiju, ljudsko telo ga ne podnosi čak ni u ekstremno razređenom stanju. A opet, kada spojite ta dva gadna elementa, šta dobijete? Natrijum-hlorid – običnu kuhinjsku so.
Uglavnom, ako neki element ne pronađe prirodno svoj put do naših sistema – recimo, ako se ne rastvara u vodi – obično ne možemo da ga podnesemo. Olovo nas truje zato što mu nikada nismo bi- li izloženi dok nismo počeli od njega da pravimo posude za hranu i vodovodne cevi. (Nije slučaj da je simbol olova Pb, od latinskog plumbum, što je opet izvor za naš savremeni izraz za vodovodne in- stalacije.42) Rimljani su takođe stavljali olovo u vino, zbog čega možda više i nisu bili onakva sila kao nekada. Kao što smo drugde videli, naše postupanje sa olovom (da ne pominjemo živu, kadmijum i sve druge industrijske zagađivače kojima se rutinski trujemo u malim dozama) ne daje nam mnogo prava na podrugljivost. Kada se elementi ne nalaze u prirodi na Zemlji, na njih nismo razviti nikakvu toleranciju pa su za nas obično ekstremno otrovni, kao kada je reč o plutonijumu. Naša tolerancija na plutonijum je nulta: ne postoji nivo na kojem vas on neće naterati da legnete.
Daleko sam vas odveo da bih došao do nečeg malenog: veliki deo razloga zbog kojih se čini da je Zemlja tako čudesno prikladna jeste to što smo evoluirali tako da se prilagodimo njenim uslovima. Ono čemu se čudimo nije činjenica da je ona prikladna za život, već da je prikladna za naš život – a to teško da treba da nas iznenadi. Može biti da mnoge stvari koje je čine tako sjajnom za nas – do- bro proporcionisano Sunce, verni Mesec, druželjubivi ugljenik, istopljena magma u izobilju i sve drugo – izgledaju sjajno jednostavno zato što smo rođeni da na njih računamo. Sve u svemu, ništa se ne može reći sa sigurnošću.
Na drugim svetovima možda postoje bića zahvalna za srebrnasta jezera žive i lebdeće oblake amonijaka. Ona su možda oduševljena time što ih rodna planeta ne drmusa do besvesti pločama koje se taru jedna o drugu niti izbacuje gadne komade lave po pejzažu, već radije obitava u stalnom netek- tonskom miru. Svaki posetilac Zemlje izdaleka gotovo izvesno bi, u najmanju ruku, bio zbunjen što nas je zatekao kako živimo u atmosferi sačinjenoj od azota, gasa koji mrzovoljno odbija da reaguje na bilo šta, i kiseonika, koji je toliko sklon sagorevanju da moramo svoje gradove da opremimo protiv- požarnim stanicama kako bismo sebe spasli njegovih živahnijih efekata. Ali čak i kada bi naši poseti- oci bili dvonošci koji udišu kiseonik, sa tržnim centrima i sklonošću prema akcionim filmovima, malo je verovatno da bi Zemlju smatrali idealnom. Ne bismo mogli čak ni da ih počastimo ručkom zato što
se u svakoj našoj hrani nalaze tragovi mangana, selena, cinka i drugih elementarnih čestica od kojih bi makar neke bile otrovne za njih. Njima Zemlja možda ne bi izgledala kao tako čudesno prijatno mesto za život.
Fizičar Ričard Fejnmen se obično šalio na račun a posteriori zaključivanja – rezonovanja koje polazi od poznatih činjenica i vraća se mogućim uzrocima. „Znate, sinoć mi se desilo nešto sasvim neverovatno”, rekao bi on. „Video sam kola sa tablicom na kojoj je pisalo ARW 357. Možete li to da zamislite? Od svih tih miliona registarskih tablica u državi, kakve su šanse bile da te noći vidim baš nju? Zapanjujuće!” Naravno, smisao onoga što je hteo da kaže bio je da je lako izvesti da ma koja ba- nalna situacija izgleda izuzetno, ako je tretirate kao da je sudbonosna.
Dakle, moguće je da događaji i uslovi koji su doveli do uspona života na Zemlji nisu toliko izuzet- ni kao što volimo da mislimo. Opet, bili su dovoljno izuzetni i jedno je sigurno: moraće da nam budu dovoljni dok ne nađemo bolje.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
17
Pravac:
troposfera
Bogu hvala za atmosferu. Zahvaljujući njoj nam je toplo. Bez nje, Zemlja bi bila beživotna lopta leda sa prosečnom temperaturom od 50 stepeni Celzijusovih ispod nule. Osim toga, atmosfera apsorbuje ili odbija nadiruće rojeve kosmičkih zraka, nabijenih čestica, ultraljubičastih zraka i sličnih stvari. Sveukupno, gasovita atmosferska obloga ekvivalentna je zaštitnom betonu debljine četiri i po metra, abez nje bi nas ti nevidljivi posetioci iz svemira izbušili kao sićušni bodeži. Čak bi nas i kišne kapi udarale toliko silovito da bi nas onesvestile da nema usporavajućeg efekta atmosfere.
Najupečatljivije u vezi sa atmosferom jeste to što je nema baš mnogo. Ona se proteže oko 190 ki- lometara uvis, što možda izgleda relativno obilno kada se posmatra sa nivoa tla, ali ako biste smanjili Zemlju do veličine standardnog globusa za radni sto, ona bi bila debela samo koliko i nekoliko sloje- va laka.
Da bi naučnicima bilo zgodnije, atmosfera je podeljena u četiri nejednaka sloja: troposferu, strato- sferu, mezosferu i jonosferu (koja se sada često naziva termosferom). Troposfera je onaj deo koji nam je toliko mio. Ona sama sadrži dovoljno toplote i kiseonika da nam dozvoli da funkcionišemo, iako čak i ona brzo postaje negostoljubiva za život kako se uspinjete kroz nju. Od nivoa tla do njene najviše tačke, troposfera (ili „sfera koja se okreće”) debela je oko 16 kilometara na ekvatoru, dok ni- je viša od 10 ili 11 kilometara na temperaturnim geografskim širinama gde većina nas živi. Osamde- set procenata mase atmosfere, praktično sva voda pa tako praktično i sve meteorološke prilike sadr- žane su u tom tankom i pramenastom sloju. Između vas i propasti i ne stoji mnogo toga.
Iznad troposfere je stratosfera. Kada vidite da se vrh olujnog oblaka poravnava u klasični oblik nakovnja, gledate u granicu između troposfere i stratosfere. Ta nevidljiva tavanica poznata je i kao tropopauza, a otkrio ju je 1902. godine jedan Francuz u balonu, Leon-Filip Teseren de Bort. Pauza u ovom smislu ne znači da načas zastaje, već da potpuno prestaje; koren je u istoj grčkoj reči kao kod menopauze. Čak i tamo gde je najviša, troposfera se ne prostire mnogo daleko. Brzim liftom kao što su oni koji se koriste u savremenim oblakoderima odvezli biste se tamo za dvadesetak minuta, mada vam ne bi bilo mnogo pametno da tako otputujete. Toliko brzi uspon bez kontrole pritiska bi, u najma- nju ruku, za rezultat imao teške moždane i plućne edeme, opasan višak tečnosti u telesnim tkivima. Kada bi se vrata otvorila na platformi – vidikovcu, svi unutra ili bi bili mrtvi, ili na samrti. Čak i odmereniji uspon bio bi praćen velikim neprijatnostima. Temperatura na visini od 10 kilometara mo- že biti 57 stepeni Celzijusovih ispod nule i zatrebao bi vam, ili biste makar veoma cenili, dodatni izvor kiseonika.
Posle napuštanja troposfere, temperatura ubrzo ponovo raste do oko 4 stepena Celzijusova, zahva- ljujući upijajućim efektima ozona (još jedna stvar koju je De Bort otkrio prilikom svog smelog uspo- na 1902. godine). Onda se obruši čak i do 90 stepeni Celzijusovih ispod nule u mezosferi, da bi se strelovito popela na 1.500 stepeni Celzijusovih ili više, u prikladno nazvanoj ali veoma nestalnoj ter- mosferi, gde temperature mogu da variraju i za više od 500 stepeni između dana i noći – mada se mora reći da na takvoj visini „temperatura” postaje donekle apstraktan koncept. Temperatura je za-
pravo samo mera aktivnosti molekula. Na nivou mora, molekuli vazduha su toliko gusti da jedan mo- lekul može da pređe tek najmanju moguću udaljenost oko osmomilionitog dela centimetra, da budemo precizni – pre nego što udari u drugi. Pošto se bilioni molekula neprekidno sudaraju, razmenjuje se dosta toplote. Ali na visini termosfere, 80 kilometara ili više, vazduh je tako redak da su dva moleku- la međusobno udaljena miljama i teško da ikada mogu da dođu u kontakt jedan s drugim. I mada je svaki molekul veoma topao, između njih ima vrlo malo interakcije, pa time i prenosa toplote. To su dobre vesti za satelite i svemirske brodove, jer da je razmena toplote efikasnija, svaki veštački objekt u orbiti bi se na toj visini zapalio.
Čak i ovako, svemirski brodovi moraju da vode računa u spoljnoj atmosferi, posebno pri povratku na Zemlju, što je svemirski šatl Kolumbija krajnje tragično pokazao u februaru 2003. godine. Iako je atmosfera veoma retka, ako letelica naiđe pod suviše oštrim uglom – većim od 6 stepeni – ili pre- više brzo, može da udari u dovoljno molekula da stvori veoma zapaljivu prepreku. Nasuprot tome, ako nailazeći brod udari u atmosferu pod previše tupim uglom, može se odbiti natrag u svemir, kao oblutak bačen po površini vode.
Ali ne morate da se otisnete do ruba atmosfere da biste se podsetili na to koliko smo beznadežno zemaljska bića. Kao što znaju svi koji su proveli neko vreme u kakvom gradu sa velikom nadmor- skom visinom, ne morate da budete na mnogo stotina metara nadmorske visine pre nego što telo počne da vam se buni. Čak i iskusni planinari, koji imaju sve prednosti fizičke spremnosti, obuke i boca s kiseonikom, ubrzo na visinama postanu podložni konfuziji, mučnini, iscrpljenosti, promrzlinama, hi- potermiji, migreni, gubitku apetita i mnogim drugim onesposobljavajućim smetnjama. Na stotinu izra- zitih načina ljudsko telo podseća svog vlasnika da nije stvoreno da bi funkcionisalo na tako velikoj nadmorskoj visini.
„Čak i u najpovoljnijim okolnostima”, napisao je planinar Piter Habeler o uslovima na vrhu Eve- resta, „svaki korak na toj visini zahteva kolosalni napor volje. Morate prisiliti sebe na svaki pokret, na korišćenje svakog oslonca. Neprestano vam preti olovni, smrtonosni premor.” U knjizi Druga stra- na Everesta, britanski planinar i filmadžija Met Dikinson beleži da je Hauard Samervel, član britan- ske ekspedicije na Everestu 1924. godine, „ustanovio da se guši pošto mu se parče zagađenog mesa odvojilo i zapušilo mu dušnik”. Sa krajnjim naporom Samervel je uspeo da iskašlje smetnju. Isposta- vilo se da je to bila „sveukupna sluz iz njegovog grkljana”.
Poznate su telesne neprijatnosti iznad 7.500 metara – u području koje planinari nazivaju zonom smrti – ali mnogi ljudi budu veoma onesposobljeni, čak i opasno bolesni, i na visinama od oko
4.500 metara. Osetljivost ima malo veze sa fizičkom kondicijom. Ponekad se desi da se bake vrlo ži- vahno ponašaju na visinama, dok njihovo fizički spremnije potomstvo stenje, svedeno na bespomoćne hrpice sve dok se ne spusti niže.
Izgleda da je apsolutna granica ljudske tolerancije za stalni život oko 5.500 metara, ali čak i ljudi navikli na život na visini ne mogu dugo da trpe takve visine. Frensis Eškroft kaže u Životu u ekstremi- ma da postoje rudnici sumpora u Andima na visini od 5.800 metara, ali rudari više vole da se svake večeri spuste za 460 metara i sutradan popnu nazad, nego da neprekidno žive tako visoko. Ljudi koji stalno žive na visinama često su proveli hiljade godina u razvoju neproporcionalno širokih grudi i pluća i uvećanju gustine crvenih krvnih zrnaca koja nose kiseonik za gotovo trećinu, mada postoje granice gustine crvenih krvnih zrnaca koju krv može da izdrži pre nego što postane previše gusta da bi nesmetano tekla. Štaviše, iznad 5.500 metara čak ni najprilagođenije žene ne mogu da obezbede fetu- su koji u njima raste dovoljno kiseonika da bi iznele trudnoću do kraja.
Tokom osamdesetih godina osamnaestog veka, kada su ljudi u Evropi počeli da eksperimentišu le- tovima balonom, iznenadilo ih je to koliko je sa uspinjanjem bivalo sve hladnije. Temperatura opadne
za oko 1,6 stepeni Celzijusovih na svakih 1.000 metara penjanja. Po logici stvari, trebalo bi i da vam je sve toplije kako se približavate izvoru toplote. Deo objašnjenja je u tome da se zapravo ne pribli- žavate Suncu u nekom značajnom smislu. Sunce je udaljeno 93 miliona milja. Približavanje za nekoli- ko stotina metara isto je kao da načinite korak bliže požaru u ravnicama Australije i očekujete da na- njušite dim, a stojite u Ohaju. Odgovor nas vraća pitanju gustine molekula u atmosferi. Sunčeva sve- tlost daje energiju atomima. Ona uvećava brzinu njihovog poskakivanja i drmusanja, a oni se u tom svom živahnom stanju sudaraju i ispuštaju toplotu. Kada osećate toplo sunce letnjeg dana na leđima, osećate zapravo uzbuđene atome. Što se više penjete, to manje molekula ima, pa su ređi i sudari među njima. Vazduh je varljiva stvar. Čak i na nivou mora, mislimo obično da je vazduh vrlo lak, da gotovo nema težinu. U stvari, prilično je težak i to se često ispoljava. Kao što je naučnik koji se bavio mo- rem, Vajvil Tomson, napisao pre više od jednog veka: „Ponekad ustanovimo kada ujutro ustanemo, po tome što je barometar narastao za jedan inč, da je povrh nas tiho tokom noći nagomilano gotovo pola tone, ali ne osećamo nikakvu neprijatnost, već radije ushićenje i svežinu, jer kretanje u gušćem medi- jumu zahteva od naših tela malo manje napora.” Razlog za to da se ne osećate smrvljenim ispod tih dodatnih pola tone pritiska jeste isti razlog zbog kojeg vaše telo ne bi bilo smrvljeno duboko ispod mora: sačinjeno je uglavnom od fluida koji se ne mogu sabijati, koji uzvraćaju guranjem i dovode do ravnoteže između unutrašnjeg i spoljnog pritiska.
Ali pokrenite vazduh, kao kada je reč o uraganu, ili čak o malo jačem lahoru, pa ćete se vrlo brzo prisetiti da on ima znatnu masu. Sveukupno, oko nas se nalazi oko 5.200 miliona miliona tona vazdu- ha – 25 miliona tona na svaku kvadratnu milju planete – što nije beznačajna količina. Kada milioni tona atmosfere jure kraj vas brzinom od 50 ili 60 kilometara na sat, teško da treba da se iznenadite što se otkida granje ili lete crepovi sa krovova. Kao što je zabeležio Entoni Smit, tipični meteorolo- ški front može da sadrži 750 miliona tona hladnog vazduha pritisnutog ispod milijardu tona toplijeg vazduha. Zato se ne treba mnogo čuditi što je rezultat povremeno meteorološki uzbudljiv.
U svetu iznad nas svakako nema nedostatka energije. Jedna oluja sa gromovima, izračunato je, mo- že da sadrži količinu energije koja odgovara četvorodnevnoj potrošnji električne struje u čitavim Sje- dinjenim Američkim Državama. U odgovarajućim uslovima, olujni oblaci mogu da narastu do visine između 10 i 15 kilometara i da sadrže vetrove koji vuku naviše ili naniže brzinama od 150 kilometara na sat. Oni se često gomilaju jedan kraj drugog i zbog toga piloti ne žele da lete kroz njih. U svom tom unutrašnjem previranju čestice unutar oblaka poprimaju električni naboj. Iz razloga koji nisu sa- svim shvaćeni, lakše čestice obično poprime pozitivni naboj, a vazdušne struje ih ponesu do vrha oblaka. Teže čestice se zadržavaju pri osnovi i akumuliraju negativni naboj. Te negativno nabijene čestice imaju snažan poriv da pohrle prema pozitivno nabijenoj Zemlji i neka sreća prati ono što im se nađe na putu. Grom ima brzinu od 435.000 kilometara na sat i može da zagreje vazduh oko sebe do baš vrućih 28.000 stepeni Celzijusovih, što je nekoliko puta vrelije od površine Sunca. U svakom da- tom trenutku, širom globusa u toku je 1.800 oluja sa gromovima – oko 40.000 dnevno. Danju i noću po celoj planeti, svake sekunde oko stotinu gromova pogodi tlo. Nebo je živahno mesto.
Naša saznanja o tome šta se tamo gore dešava dobrim delom su iznenađujuće nova. Mlazne struje, obično smeštene na visini od oko 9.000–10.000 metara, mogu da jure brzinom i do gotovo 300 kilo- metara na sat, i veoma utiću na meteorološke sisteme iznad čitavih kontinenata, a opet, nije se ni po- mišljalo da one postoje sve dok piloti nisu počeli da uleću u njih u Drugom svetskom ratu. Čak i sada jedva da razumemo veliki deo atmosferskih fenomena. Oblik talasnog kretanja populamo poznat kao turbulencija čistog vazduha povremeno učini putovanja avionom zanimljivijim. Dvadesetak takvih in- cidenata godišnje dovoljno je ozbiljno da o njima mora da se izveštava. Oni nemaju veze sa struktu- rama oblaka niti sa bilo čime što se može uočiti vizuelno ili radarom. To su samo džepovi iznenađu-
juće turbulencije usred mirnog neba. U jednom tipičnom incidentu, avion na putu od Singapura do Sidneja leteo je iznad centralne Australije po mimom vremenu, kada je najednom propao 90 meta- ra – dovoljno da se putnici koji nisu bili vezani zalepe za tavanicu. Dvanaestoro ljudi bilo je povre- đeno, jedno od njih ozbiljno. Niko ne zna šta izaziva te ometajuće ćelije vazduha.
* * *
Proces koji pomera vazduh u atmosferi isti je proces koji pokreće i unutrašnji motor planete, a zove se konvekcija. Vlažan, topao vazduh iz ekvatorijalnih područja diže se sve dok ne udari u barijeru tropopauze i ne raširi se. Dok se udaljava od ekvatora i hladi se, on tone. Kada udari o dno, deo va- zduha koji tone traga za područjem niskog pritiska koje bi ispunio i vraća se prema ekvatoru, da za- tvori krug.
Na ekvatoru proces konvekcije je, uopšteno gledano, stabilan, a vreme predvidivo lepo, ali u ume- renim zonama obrasci su daleko više vezani za godišnja doba, lokalitet i slučaj, što za rezultat ima beskrajnu bitku između sistema vazduha visokog i niskog pritiska. Sisteme niskog pritiska stvara va- zduh koji se podiže, i nosi molekule vode u nebo, gde obrazuje oblake i, na kraju, dovodi do kiše. To- pao vazduh može da sadrži više vlage nego hladan vazduh, zbog čega su obično tropske i letnje oluje ujedno i najteže. Zato se niske oblasti uglavnom vezuju za oblake i kišu, a visoke obično znače sunce i lepo vreme. Kada se dva sistema sretnu, to se često manifestuje u oblacima. Na primer, oblaci stra- tusi – oni nimalo ljupki, bezoblični, razvučeni oblaci koji prekriju nebo – nastaju kada vazdušna struja koja se diže sa vlagom nema dovoljno siline da se probije kroz sloj stabilnijeg vazduha, pa se umesto toga raširi, kao dim kada dođe do tavanice. I zaista, ako neko vreme posmatrate pušača, moći ćete sasvim lepo da shvatite kako te stvari funkcionišu po tome kako se dim diže iz cigarete u mirnoj prostoriji. Isprva, on se diže pravo uvis (to se zove laminarno strujanje, ako baš morate nekoga da impresionirate), a onda se raširi u razliveni, talasasti sloj. Ni najveći superkompjuter na svetu koji obavlja merenja u najpažljivije kontrolisanom okruženju, ne može precizno da predvidi kakve će oblike to mreškanje poprimiti, pa zato možete zamisliti sa kakvim se tek teškoćama sreću meteorolozi kada pokušaju da predvide takva kretanja u velikom, vetrovitom svetu koji se okreće.
Ono što znamo jeste da zbog toga što je toplota Sunca nejednako raspoređena, na planeti dolazi do razlika u pritisku. Vazduh to ne može da istrpi, pa zato jurca okolo u pokušaju da svuda sve izjednači. Vetar je jednostavno način na koji vazduh pokušava da zadrži stvari u ravnoteži. Vazduh se uvek kreće iz oblasti visokog pritiska u oblasti niskog pritiska (kao što biste i očekivali; pomislite na bilo šta sa vazduhom pod pritiskom – na balon, rezervoar vazduha ili avion bez prozora – i pomislite koliko vazduh koji je tamo pod pritiskom insistira da ode na neko drugo mesto), i što je veća razlika u priti- sku, to vetar brže duva.
Uzgred, brzine vetra, kao i većina stvari koje se akumuliraju, eksponencijalno rastu, tako da vetar koji duva brzinom od 300 kilometara na sat nije jednostavno deset puta jači od vetra koji duva brzi- nom od 30 kilometara na sat, već stotinu puta jači – pa tako i mnogo destruktivniji. Ako taj efekat ubrzanja primenite na nekoliko miliona tona vazduha, rezultat će biti krajnje energičan. Jedan tropski uragan može da oslobodi za dvadeset četiri sata isto onoliko energije koliko bogata, srednje velika država kao Britanija ili Francuska upotrebi za godinu dana.
Prvi koji je posumnjao u to da impuls atmosfere traga za ravnotežom bio je Edmond Halej – čo- vek koji je bio svugde – a to je u osamnaestom veku razradio njegov zemljak, Britanac Džordž He- dli, koji je uvideo da dizanje i spuštanje stubova vazduha obično proizvodi „ćelije” (poznate od tada pa nadalje kao „Hedlijeve ćelije”). Iako pravnik po profesiji, Hedli se mnogo interesovao za vre-
menske prilike (najzad, bio je Englez) i takođe je nagovestio da postoji veza između njegovih ćelija, obrtanja Zemlje i očiglednog skretanja vazduha zahvaljujući kojem nastaju pasati. Međutim, profesor mašinstva u Politehničkoj školi u Parizu, Gustav-Gaspar de Koriolis, bio je taj koji je razradio deta- lje tih interakcija godine 1835. i zato to nazivamo Koriolisovim efektom. (Koriolis se još u školi ista- kao time što je uveo rashlađivače za vodu, koji se, čini se, tamo još zovu „koriosi”.) Zemlja se žustro okreće brzinom od 1.675 kilometara na sat kod ekvatora, mada ta brzina znatno opada kako se krećete prema polovima, na oko 900 kilometara na sat u, recimo, Londonu ili Parizu. Kad malo razmislite, ra- zlog za to je sasvim očigledan. Ako se nalazite na ekvatoru, Zemlja koja se okreće mora da prevali veliku udaljenost – oko 40.000 kilometara – da bi vas donela natrag na isto mesto, dok na Sever- nom polu treba da prevalite samo nekoliko metara da biste dovršili okretaj; a opet, u oba slučaja vam treba dvadeset četiri sata da se vratite tamo odakle ste pošli. Stoga sledi da što ste bliže ekvatoru, to brže morate da se okrećete.
Koriolisov efekt objašnjava zbog čega se čini da sve što se kreće kroz vazduh pravom linijom bočno u odnosu na obrtanje Zemlje, na dovoljno velikoj udaljenosti, skreće udesno na severnoj polu- lopti i ulevo na južnoj, dok se Zemlja ispod toga okreće. Standardni način da to zamislite jeste da za- mislite sebe usred velike vrteške, kako bacate loptu nekome ko stoji na ivici. U vreme kada lopta stigne do perimetra, osoba koju ste ciljali pomerila se dalje i lopta je prošla kraj nje. Iz njegove per- spektive, čini se kao da je skrenula od njega. To je Koriolisov efekt i upravo zbog njega meteorološki sistemi izgledaju tako uvijeno, a uragani se obrću kao čigre. Koriolisov efekt je isto tako razlog što pomorski topovi koji ispaljuju artiljerijske granate moraju da se podešavaju ulevo ili udesno; bez to- ga, granata ispaljena na 15 milja promašila bi za oko 100 jardi i bezopasno bućnula u more.
* * *
Ako se ima u vidu praktična i psihološka važnost vremenskih prilika za gotovo svakoga, meteorologi- ja se nije osamostalila kao nauka gotovo sve do početka devetnaestog veka (mada je sam termin me- teorologija postojao još negde od 1626. godine, kada ga je skovao izvesni T. Grendžer u knjizi logi- ke).
Deo problema leži u tome što uspešna meteorologija zahteva precizna merenja temperatura, a ter- mometre je dugo bilo teže praviti nego što se moglo očekivati. Tačno očitavanje zavisilo je od buše- nja veoma ravnomerne rupe u staklenoj cevi, a to nije bilo lako izvesti. Prva osoba koja je rešila taj problem bio je Danijel Gabrijel Farenhajt, holandski majstor za pravljenje instrumenata koji je proi- zveo tačan termometar 1717. godine. Međutim, iz nepoznatih razloga, nabaždario je instrument tako da zamrzavanje bude na 32 stepena, a ključanje na 212 stepeni. Od samog početka ta numerička ek- scentričnost smetala je nekim ljudima i 1742. godine Anders Celzijus, švedski astronom, smislio je konkurentnu lestvicu. Kao dokaz za tvrdnju da pronalazači retko u potpunosti srede stvari, Celzijus je na svojoj lestvici za tačku ključanja odredio nulu, a za tačku smrzavanja 100, ali to je ubrzo preokre- nuto.
Osoba koja se najčešće identifikuje kao otac savremene meteorologije bio je engleski farmaceut po imenu Luk Hauard, koji se proslavio početkom devetnaestog veka. Hauard se danas pamti uglav- nom po tome što je 1803. godine dodelio imena vrstama oblaka. Iako je bio aktivan i ugledan član Li- neovog društva i primenjivao lineovske principe u svojoj novoj shemi, Hauard je odabrao daleko manje poznato Askesko društvo kao forum za objavljivanje svoje nove sheme za klasifikaciju. (Aske- sko društvo, možda ćete se prisetiti iz jednog ranijeg poglavlja, bilo je udruženje čiju su članovi bili odani zadovoljstvima azotnog oksida, tako da možemo samo da se nadamo da su Hauardovu prezenta-
ciju propratili sa trezvenom pažnjom kakvu je zaslužila. Zanimljivo, ali o toj stvari ljudi koji prouča- vaju Hauardov lik i delo ćute.)
Hauard je podelio oblake u tri grupe: stratuse, za slojevite oblake, kumuluse za one pufnaste (ta reč znači nagomilani na latinskom) i ciruse (što znači uvojiti) za visoke, paperjaste formacije koje obično prethode hladnijem vremenu. Njima je naknadno dodao i četvrti naziv, nimbuse (od latinske reči za oblak), za kišne oblake. Lepota Hauardovog sistema jeste u tome što su osnovne komponente mogle slobodno da se kombinuju kako bi opisale svaki oblik i veličinu prolazećeg oblaka – strato- kumulus, cirostratus, kumulonimbus i tako dalje. To je smesta postalo hit, ne samo u Engleskoj. Gete je toliko bio očaran tim sistemom da je Hauardu posvetio četiri pesme.
Hauardov sistem je dobio mnogo dodataka tokom godina, čak toliko da enciklopedijski, mada sla- bo čitani Međunarodni atlas oblaka ima dva toma, ali interesantno je da se praktično nijedna vrsta posthauardovskih oblaka – mamatus, pileus, nebulozis, spisatus, flokus i mediokris samo su slučajni uzorak – nije zadržala u upotrebi, osim kada su u pitanju meteorolozi, a rečeno mi je da čak ni među njima one nisu naročito popularne. Uzgred, prvo, mnogo tanje izdanje tog atlasa, izrađeno 1896. godi- ne, delilo je oblake u deset osnovnih vrsta, od kojih je najbucmastiji i najsličniji jastuku bio broj de- vet, kumulonimbus.43 izgleda da je to izvor izraza „biti na devetom oblaku”.44
I pored sve buke i besa povremenog olujnog oblaka sa glavom nalik na nakovanj, prosečni oblak je zapravo bezopasna i iznenađujuće nematerijalna stvar. Pufnasti letnji kumulus širok nekoliko stoti- na metara ne sadrži više od 100–150 litara vode – „dovoljno otprilike da napunite kadu”, kao što je primetio Džejms Trefil. Možete steći izvestan utisak o nematerijalnosti oblaka ako se prošetate kroz maglu koja, na kraju krajeva, i nije ništa drugo do oblak previše lenj dabi se vinuo u nebo. Da pono- vo citiram Trefila: „ Ako pređete 100 jardi kroz tipičnu maglu, doći ćete u dodir sa samo oko pola kubnog inča vode – nedovoljno da pristojno popijete.” Posledica toga jeste da oblaci nisu veliki re- zervoari vode. Samo oko 0,035 procenata Zemljine slatke vode lebdi unaokolo iznad nas u svakom datom trenutku.
Prognoze za molekul vode veoma variraju u zavisnosti od toga gde će pasti. Ako padne na plodno tlo, upiće ga biljke ili će ponovo direktno ispariti za samo nekoliko sati ili dana. Međutim, ako pro- nađe put do vode na tlu, možda ponovo ne ugleda Sunčevu svetlost mnogo godina – i hiljadama go- dina, ako dospe baš duboko. Kada pogledate neko jezero, videćete zapravo zbirku molekula koji se tamo nalaze u proseku oko jedne decenije. Smatra se da dužina boravka u okeanu iznosi negde oko stotinu godina. Sveukupno, oko 60 procenata molekula vode iz kiše vrati se u atmosferu za dan ili dva. Kada jednom ispare, ne provedu duže od oko jedne nedelje – Druri kaže dvanaest dana – na nebu pre nego što ponovo padnu kao kiša.
Isparavanje je brz proces, što lako možete izmeriti pomoću sudbine kakve lokve u letnjem danu. Čak i nešto toliko veliko kao Sredozemno more isušilo bi se za hiljadu godina da se neprekidno ne dopunjuje. Takav događaj zbio se pre nešto manje od 6 miliona godina i izazvao ono što je u nauci poznato kao Mesinijska kriza saliniteta. Desilo se da je pomeranje kontinenata zatvorilo Gibraltarski moreuz. Dok se Sredozemno more sušilo, njegova isparena sadržina pala je kao slatka kišnica u druga mora, malčice razblaživši njihov salinitet – štaviše, razblaživši ih taman toliko da im se zalede veće oblasti nego obično. Prošireno područje leda odbilo je veću količinu Sunčeve toplote i gurnulo Ze- mlju u ledeno doba. Ili makar tako kaže teorija.
Istina je svakako, koliko možemo da tvrdimo, da i mala promena u Zemljinoj dinamici može da ima nezamislive posledice. Takav jedan događaj, kao što ćemo videti malo dalje, možda je čak stvo- rio i nas.
* * *
Ponašanje površine planete zapravo određuju okeani. Staviše, meteorolozi sve više insistiraju na to- me da su okeani i atmosfera jedan sistem, zbog čega im ovde moramo posvetiti malo pažnje. Voda iz- vanredno zadržava i prenosi toplotu – nezamislivo velike količine toplote. Svakodnevno, Golfska struja donosi Evropi količinu toplote koja odgovara desetogodišnjoj svetskoj proizvodnji uglja, zbog čega Britanija i Irska imaju tako blage zime u poređenju sa Kanadom i Rusijom. Ali, isto tako, voda se sporo zagreva, pa su zbog toga jezera i plivački bazeni hladni čak i u najvrelijim danima. Iz tog ra- zloga obično postoji razlika između zvaničnog, astronomskog početka godišnjeg doba i stvarnog ose- ćaja da je ono počelo. Tako proleće na severnoj polulopti može zvanično započeti u martu, ali se to na većini mesta ne oseća sve do aprila, u najboljem slučaju.
Okeani nisu uniformna, jedinstvena vodena masa. Njihove razlike u temperaturi, salinitetu, dubini, gustini i tako dalje imaju ogroman uticaj na to kako prenose toplotu unaokolo, što opet utiče na klimu. Na primer, Atlantik je slaniji od Pacifika, što je veoma dobro. Što je voda slanija, to je gušća, a gusta voda tone. Bez dodatnog tovara soli, atlantske struje bi nastavile naviše do Arktika, zagrevale bi Se- verni pol, ali bi lišile Evropu sve te blagotvorne toplote. Glavni prenosnik toplote na Zemlji jeste ne- što što se zove termohalinska cirkulacija, koja nastaje u sporim strujama duboko ispod površine – taj proces prvi je otkrio naučnik-avanturista grof Fon Ramford 1797. godine.45 Ono što se dešava je- ste da se površinske vode zgusnu kada se približe Evropi, potonu duboko i započnu sporo putovanje natrag na južnu poluloptu. Kada dođu do Antarktika, uhvati ih Antarktička kružna polarna struja, koja ih pogura dalje u Pacifik. Taj proces je veoma spor – putovanje vode iz severnog Atlantika u srednji Pacifik može potrajati i hiljadu petsto godina – ali količine toplote i vode koje se tako kreću veoma su velike, a uticaj na klimu ogroman.
(Što se tiče pitanja kako bi iko mogao da izračuna koliko vremena treba kapi vode da iz jednog okeana stigne u drugi, odgovor je da naučnici mogu da izmere sastojke u vodi kao što su hiorofluoro- ugljenici i da izračunaju koliko je vremena prošlo od trenutka kada su poslednji put bili u vazduhu. Poređenjem mnoštva merenja sa različitih dubina i lokacija, mogu relativno tačno da isprate kretanje vode.)
Termohalinska cirkulacija ne samo da pomera toplotu unaokolo, već doprinosi i da se mešaju hranljive materije dok se struje dižu i spuštaju, pa tako veće delove okeana čine nastanjivim za ribe i druga morska stvorenja. Nažalost, čini se da je cirkulacija ujedno i veoma osetljiva na promene. Po kompjuterskim simulacijama, čak i skromno razblaživanje sadržine soli u okeanu – na primer, usled povećanog topljenja ledenog prekrivača na Grenlandu – moglo bi katastrofalno da poremeti ciklus.
Mora nam čine još jednu uslugu. Upijaju ogromnu količinu ugljenika i tako ga vezuju i drže na be- zbednoj udaljenosti od nas. Jedna od čudnih stvari u našem Sunčevom sistemu jeste da Sunce sada gori oko 25 procenata jače nego kada je Sunčev sistem bio mlad. To bi za rezultat trebalo da ima mnogo topliju Zemlju. Štaviše, kao što je to rekao engleski geolog Obri Maning, „ta kolosalna prome- na trebalo je da ima apsolutno katastrofalne posledice po Zemlju, a opet se čini da našem svetu ona nije nimalo smetala”.
Dakle, zbog čega je naša planeta stabilna i rashlađena? Zbog života. Bilioni i bilioni majušnih morskih organizama za koje većina nas nikada nije ni čula – foraminifere, kokoliti i krečne alge – vezuju ugljenik iz atmosfere u obliku ugljen-dioksida, kada padne kao kiša, i koriste ga (u kombinaci- ji sa drugim stvarima) za proizvodnju svojih majušnih ljuštura. Vezivanjem ugljenika u ljušturama oni ga sprečavaju da ispari u atmosferu, gde bi se opasno raširio kao gas iz staklenika. Na kraju sve te majušne foraminifere, kokoliti i tako dalje uginu i potonu na morsko dno, gde se pod pritiskom pre-
tvore u krečnjak. Neverovatna je pomisao, kada pogledate jednu tako izuzetnu prirodnu pojavu kao što su Bele litice Dovera u Engleskoj, da je ona gotovo u potpunosti sazdana od majušnih morskih or- ganizama, ali još je neverovatnije kada shvatite koliko oni ugljenika zajedno kumulativno vežu. Koc- ka doverske krede stranice šest inča sadrži više od hiljadu litara sabijenog ugljen-dioksida koji nam inače ne bi doneo ništa dobro. Sveukupno, u Zemljinom stenju vezano je oko dvadeset hiljada puta više ugljenika nego u atmosferi. Na kraju će najveći deo tog krečnjaka završiti kao gorivo za vulkane i ugljenik će se vratiti u atmosferu odakle će pasti na Zemlju sa kišom, pa se čitava stvar naziva dugo- trajnim ciklusom ugljenika. Taj proces zahteva veoma mnogo vremena – oko pola miliona godina za jedan tipičan atom ugljenika ali u odsustvu svih drugih smetnji, on izuzetno dobro održava stabilnost klime.
Nažalost, ljudska bića imaju nemarnu sklonost da remete taj ciklus tako što šalju mnogo dodatnog ugljenika u atmosferu bez obzira na to da li su foraminifere spremne za njega ili ne. Procenjuje se đa smo od 1850. godine podigli oko 100 milijardi tona dodatnog ugljenika u vazduh, a ta ukupna brojka se svake godine uvećava za još oko 7 milijardi tona. Sve u svemu, to zapravo i nije tako mnogo. Pri- roda – uglavnom kroz bljuvanje vulkana i raspadanje biljaka šalje oko 200 milijardi tona ugljen-di- oksida u atmosferu svake godine, što je gotovo trideset puta više nego što to činimo mi pomoću svojih automobila i fabrika. Ali dovoljno je da pogledate koprenu koja visi iznad naših gradova ili Velikog kanjona, ili čak ponekad i iznad Belih litica Dovera, da biste shvatili koliko naš doprinos menja stva- ri.
Po uzorcima veoma starog leda znamo da je „prirodni” nivo ugljen-dioksida u atmosferi – to jest, pre nego što smo počeli da ga uvećavamo industrijskim aktivnostima – oko 280 milionitih delova. Do 1958. godine, kada su ljudi u laboratorijskim mantilima počeli na to da obraćaju pažnju, on je na- rastao do 315 milionitih delova. Danas je preko 360 milionitih delova i raste otprilike za četvrtinu procenta godišnje. Predviđa se da će krajem dvadeset prvog veka narasti do oko 560 milionitih delo- va.
Do sada, Zemljini okeani i šume (koje takođe pakuju u sebe dosta ugljenika) uspeli su da nas spa- su od nas samih, ali kao što to kaže Piter Koks iz Britanskog meteorološkog zavoda: „Postoji kritični prag gde prirodna biosfera prestaje da nas štiti od posledica naših emisija i umesto toga počinje da ih umnožava.” Strahuje se da će doći do ubrzanog zagrevanja Zemlje. Nesposobno da se prilagodi, mnogobrojno drveće i drugo bilje izumreće i osloboditi svoje rezerve ugljenika, te tako dodatno ote- žati problem. Takvi ciklusi su se povremeno dešavali u dalekoj prošlosti čak i bez ljudskog doprino- sa. Dobra vest glasi da je čak i ovde priroda sasvim čudesna. Gotovo je sigurno da će se ciklus ugljenika na kraju ponovo uspostaviti i vratiti Zemlju u stanje stabilnosti i sreće. Kada se to poslednji put dogodilo, bilo je potrebno pukih šezdeset hiljada godina.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
18
Široka pučina
Zamislite da pokušavate da živite u svetu kojim dominira divodonični oksid, jedinjenje koje nema ni ukusa ni mirisa i toliko je varijabilno po svojstvima da je obično bezopasno, ali je u nekim okolnosti- ma munjevito smrtonosno. U zavisnosti od njegovog stanja, ono vas može opeći ili zalediti. U prisu- stvu određenih organskih molekula može da obrazuje ugljenične kiseline toliko gadne da mogu da ski- nu lišće s granja i izjedu lica na kipovima. U masi, pod pobudom, može da udari sa besom koji nijed- na ljudska tvorevina ne bi izdržala. Ta supstanca često može da ubije čak i one koji su naučili da žive sa njom. Naše ime za nju je: voda.
Voda se nalazi svuda. Krompir je 80 procenata voda, krava 74 procenta, bakterija 75 procenata. Paradajz je, sa svojih 95 procenata, jedva nešto više odvode. Čak su i ljudska bića 65 procenata vo- da, što nas čini tečnijim nego što smo čvrsti u odnosu od gotovo dva prema jedan. Voda je neobična stvar. Bezoblična je i providna, a opet čeznemo da budemo kraj nje. Preputovaćemo velike udaljeno- sti i platiti prava mala bogatstva da bismo je videli u Sunčevoj svetlosti. I mada znamo da je opasna i da se desetine hiljada ljudi podave svake godine, jedva čekamo da se ludiramo u njoj.
Pošto je voda toliko sveprisutna, obično previđamo koliko je to izuzetna supstanca. Gotovo ništa u vezi s njom ne može se upotrebiti za donošenje pouzdanih predviđanja o svojstvima drugih tečnosti i obrnuto. Da ništa ne znate o vodi i da svoje pretpostavke zasnivate na ponašanju jedinjenja koja su joj hemijski najsličnija – posebno na vodoničnom selenidu ili vodoničnom sulfidu – očekivali bi- ste da ona ključa na 93 stepena Celzijusova ispod nule i da se pretvori u gas na sobnoj temperaturi.
Većina tečnosti se skupi za oko 10 odsto kada se rashladi. I voda to čini, ali samo do određene tačke. Kada se veoma približi tački zamrzavanja ona počne – perverzno, očaravajuće, krajnje neve- rovatno – da se širi. Kada postane čvrsta, ima za gotovo jednu desetinu veću zapreminu nego ranije. Pošto se širi, led pluta po vodi – „krajnje bizarno svojstvo”, po Džonu Gribinu. U nedostatku te sjajne ćudljivosti led bi tonuo i jezera i okeani zamrzavali bi se od dna prema površini. Bez površin- skog leda da zadrži toplotu unutra, voda bi zračila toplotu i ostala bez nje, pa bi postala još hladnija i stvorila još više leda. Ubrzo bi se okeani zaledili i gotovo sigurno ostali takvi veoma dugo, verovat- no večito – što teško da su uslovi koji pogoduju životu. Treba da budemo zahvalni za to što voda či- ni se nije svesna pravila hemije ili zakona fizike.
Svi znaju da je hemijska formula vode H20, što znači da se sastoji od jednog ovećeg atoma kiseo- nika za koji su zakačena dva manja atoma vodonika. Atomi vodonika se žestoko drže za svog domaći- na, kiseonik, ali takođe stupaju u uzgredne veze sa drugim molekulima vode. Priroda molekula vode znači da on stupa u neku vrstu plesa sa drugim molekulima vode, nakratko se uparuje, a zatim nasta- vlja dalje, kao partneri koji se neprestano smenjuju u kvadrilu, da upotrebimo lepu frazu Roberta Kunciga. Čaša vode vam možda ne izgleda veoma živahno, ali svaki molekul u njoj menja partnere milijardama puta u sekundi. Zbog toga se molekuli vode drže zajedno i obrazuju mase kao što su lo- kve ili jezera, ali ne i toliko čvrsto da ne mogu lako da se rastave kao kada, na primer, zaronite u ba- zen kojim su ispunjeni. U svakom datom trenutku, samo 15 procenata njih zaista se dodiruje.
U jednom smislu ta veza je veoma jaka – to je razlog što molekuli vode mogu da teku uzbrdo u
cevima pod pritiskom i što kapi vode na haubi kola iskazuju tako jedinstvenu odlučnost da se spoje sa svojim partnerima. To je isto tako razlog za postojanje površinske tenzije vode. Snaga privlačenja molekula na površini jača je prema sličnim molekulima ispod i pored njih nego prema molekulima vazduha iznad. To stvara vrstu membrane koja je dovoljno jaka da izdrži insekte i poskakujuće ka- menčiće. To je ono zbog čega vam stomak zabridi kad ne uronite pod uglom.
Ne treba ni da napominjem da bismo bez nje bili izgubljeni. Lišeno vode, ljudsko telo se ubrzano raspada. Za samo nekoliko dana, usne nestanu „kao amputirane, desni pocrne, nos se smežura na po- lovinu dužine, a koža toliko skupi oko očiju da sprečava treptanje”, po jednoj tvrdnji. Voda je za nas od tolike životne važnosti da je lako prevideti da je sva količina vode na Zemlji, izuzev najmanjeg mogućeg njenog dela, za nas otrovna – smrtonosno otrovna – zbog soli koje sadrži.
Nama je potrebna so za život, ali samo u veoma malim količinama, a morska voda sadrži daleko više – sedamdesetak puta više – soli nego što naš metabolizam može bezbedno da istrpi. Tipičan litar morske vode sadrži samo oko dve i po kafene kašike obične soli – kakvom solimo hranu – ali i mnogo veće količine drugih elemenata, jedinjenja i ostalih rastvorenih čvrstih materija koje su ko- lektivno poznate kao soli. Proporcije tih soli i minerala u našim tkivima neverovano su slične onima u morskoj vodi – znojimo i plačemo morsku vodu, kao što su to rekli Margulis i Segan – ali začu- do, ne možemo da ih tolerišemo pri unosu u organizam. Ako unesete mnogo soli u svoje telo, metabo- lizam vam veoma brzo krizira. Iz svake ćelije molekuli vode hitaju kao mnoštvo dobrovoljnih vatro- gasaca da pokušaju da rastvore i odnesu iznenadno unesenu so. To ćelije ostavlja opasno lišene vode koja im je potrebna za obavljanje normalnih funkcija. Jednom rečju, one dehidriraju. U ekstremnim situacijama dehidracija dovodi do oduzimanja, nesvesti i oštećenja mozga. U međuvremenu, napreg- nute krvne ćelije nose so u bubrege, koji na kraju postanu preopterećeni i isključe se. Bez bubrega koji funkcionišu, umirete. Zbog toga ne pijemo morsku vodu.
Na Zemlji postoji 1,3 milijarde kubnih kilometara vode i to je sve što ćemo ikada imati. Sistem je zatvoren: praktično govoreći, ništa se ne može ni dodati ni oduzeti. Voda koju pijete obavlja svoj po- sao još od rane mladosti Zemlje. Pre 3,8 milijardi godina, okeani su (bar manje-više) dostigli svoje sadašnje zapremine.
Vodeno područje još se zove hidrosfera i u njemu preovlađuju okeani. Devedeset sedam procenata ukupne vode na Zemlji nalazi se u morima, veći deo toga u Pacifiku, koji je veći od svih kopnenih masa zajedno. Sveukupno, Pacifik sadrži tek nešto više od polovine okeanske vode (51,6 procenata); Atlantik ima 23,6 procenata, a Indijski okean 21,2 procenta, što svim ostalim morima ostavlja samo 3,6 procenata. Prosečna dubina okeana je 3,86 kilometara, pri čemu je Pacifik u proseku za oko 300 metara dublji od Atlantskog i Indijskog okeana. Šezdeset procenata površine planete čini okean dublji od 1,6 kilometara. Kao što beleži Filip Bol, bolje bi bilo da svoju planetu ne zovemo Zemlja, već Vo- da.
Od 3 procenta Zemljine vode koja je pitka, najveći deo postoji u obliku ledenog pokrivača. Samo sićušna količina – 0,036 odsto – može da se nađe u jezerima, rekama i rezervoarima, dok još manji deo – samo 0,001 procenat – postoji u oblacima ili kao para. Blizu 90 procenata leda planete nala- zi se na Antarktiku, a ostatak najvećim delom na Grenlandu. Idite na Južni pol i staćete na led debeo više od dve milje, dok mu je debljina na Severnom polu samo 15 stopa. Sam Antarktik sadrži 6 mili- ona kubnih milja leda – dovoljno da podigne okeane za 200 stopa u slučaju da se sav istopi. Ali ako bi sva voda iz atmosfere pala kao kiša, ravnomerno svuda, okeani bi bili dublji za samo nekoliko centimetara.
Nivo mora, uzgred, gotovo je sasvim apstraktan koncept. Mora uopšte nisu ravna. Plime, vetrovi, Koriolisova sila i drugi efekti znatno menjaju nivoe vode između okeana, pa čak i unutar njih. Pacifik
je za oko stopu i po viši duž svoje zapadne ivice – što je posledica centrifugalne sile stvorene okre- tanjem Zemlje. Baš kao što voda u kadi, kada je cimnete, poteče prema suprotnom kraju, kao da je ne- voljna da krene sa vama, okretanje Zemlje prema istoku nagomilava vodu uz zapadne rubove okeana.
Ako se ima u vidu da su mora od pamtiveka značajna za nas, neobično je koliko je svetu bilo po- trebno da se zainteresuje za njih u naučnom smislu. Sve dok nismo dobrano zašli u devetnaesti vek, najveći deo onoga što se znalo o okeanima zasnivalo se na onome što bi ostalo izbačeno na obalu ili izvučeno ribarskim mrežama, a gotovo sve što je napisano bilo je zasnovano više na anegdotama i pretpostavkama nego na fizičkim dokazima. Tokom tridesetih godina devetnaestog, britanski prirod- njak Edvard Forbs istraživao je okeanska dna širom Atlantika i Sredozemnog mora i izjavio je da u morima na dubinama većim od 600 metara uopšte nema života. Činilo se da je to razumna pretpostav- ka. Na toj dubini nije bilo svetlosti, tako da nije moglo biti ni biljnog sveta, a znalo se da su pritisci vode na takvim dubinama ekstremni. Zato je 1860. godine donekle kao iznenađenje došla informacija da je na jednom od prvih transatlantskih telegrafskih kablova koji je izvučen na površinu radi poprav- ke sa dubine veće od 3 kilometra pronađena debela kora korala, školjki i drugog živog krša.
Prvo zaista organizovano istraživanje mora dogodilo se tek 1872. godine, kada je zajednička ek- spedicija Britanskog muzeja, Kraljevskog društva i britanske vlade krenula iz Portsmuta na nekada- šnjem ratnom brodu HMS Čelendžer. Tri i po godine oni su plovili po svetu, uzimali uzorke vode, hvatali ribu i provlačili mrežu kroz sedimente. Bio je to očigledno turoban posao. Od ukupno 240 na- učnika i članova posade, svaki četvrti je pobegao s broda, a još osam ih je umrlo ili poludelo – „jer ih je izbezumila otupljujuća rutina u godinama provlačenja mreže”, po rečima istoričarke Samante Vajnberg. Ali oni su preplovili gotovo 70.000 nautičkih milja mora, sakupili više od 4.700 novih vr- sta morskih organizama, prikupili dovoljno informacija da napišu izveštaj u pedeset tomova (čija je priprema potrajala devetnaest godina) i dali svetu ime nove naučne discipline: okeanografija. Takođe su ustanovili, merenjem dubina, da posred Atlantika izgleda postoji potopljena planina, što je neke uzbuđene istraživače navelo na pomisao da su otkrili izgubljeni kontinent Atlantidu.
Pošto je institucionalni svet uglavnom ignorisao mora, zapalo je posvećenim – i veoma sporadič- nim – amaterima da nam kažu čega ima tamo dole. Savremeno istraživanje morskih dubina počinje od Čarlsa Vilijama Biba i Otisa Bartona 1930. godine. lako su bili ravnopravni partneri, živopisni Bib je oduvek uživao veću pažnju štampe. Rođen 1877. godine u dobrostojećoj porodici u Njujorku, Bib je studirao zoologiju na Univerzitetu Kolumbija, a onda prihvatio posao čuvara ptica u Njujor- škom zoološkom društvu. Kada mu je to dosadilo, odlučio je da počne da živi kao avanturista i slede- ćih četvrt veka intenzivno je putovao Azijom i Južnom Amerikom sa nizom privlačnih asistentkinja čiji je posao inventivno bio opisan kao posao „istoričara i tehničara” ili „pomoćnika za probleme ri- ba”. Ta pregnuća finansirao je nizom popularnih knjiga sa naslovima kao što su Na ivici džungle i Dani u džungli, iako je napisao i neke poštovanja vredne knjige o divljim životinjama i ornitologiji.
Sredinom dvadesetih godina, na putovanju do ostrvlja Galapagos, otkrio je „zadovoljstvo klatare- nja”, kako je opisao ronjenje na velike dubine. Ubrzo zatim udružio se sa Bartonom, koji je potekao iz još bogatije porodice, takođe studirao na Kolumbiji i takođe čeznuo za avanturama. Iako su zasluge gotovo uvek pripisivane Bibu, zapravo je Barton projektovao prvu batisferu (od grčke reči za „dubo- ko”) i finansirao njenu izgradnju koja je koštala 12.000 dolara. Bila je to mala i nužno robusna komo- ra napravljena od livenog gvožđa debljine 1,5 inča i sa dva prozorčića u koje su bili ugrađeni kvarc- ni blokovi debljine 3 inča. Tamo su mogla da se smeste dva čoveka, ali samo pod uslovom da su spremni da se izuzetno dobro upoznaju. Čak i po standardima tog vremena, tehnologija nije bila sofi- sticirana. Sferom nije moglo da se manevriše – jednostavno je visila na kraju dugačkog kabla – i imala je najprimitivniji mogući sistem za disanje: da bi neutralisali sopstveni ugljen-dioksid, razme-
stili su tamo otvorene konzerve sa natronskim krečom, a da bi apsorbovali vlagu, otvorili su kadicu sa kalcijum-hloridom, iznad koje su povremeno mahali palminim lišćem ne bi li podstakli hemijsku reakciju.
Ali bezimena mala batisfera uspešno je obavila posao za koji je bila namenjena. Pri prvom zara- njanju, u junu 1930. godine na Bahamima, Barton i Bib postavili su svetski rekord spustivši se do du- bine od 183 metra. Do 1934. godine rekord su pomerili na preko 900 metara, gde će se on i zadržati sve do kraja Drugog svetskog rata. Barton je bio siguran da je aparatura bezbedna za dubinu od oko
1.400 metara, mada je naprezanje na svakom zavrtnju i zakivku bilo očigledno sa svakim novim hva- tom za koji bi se spustili. U svakom slučaju, bio je to hrabar i rizičan rad. Na 900 metara, njihov pro- zorčić bio je izložen pritisku od 19 tona po kvadratnom inču. Da su prešli prag tolerancije batisfere, njihova smrt bi na toj dubini bila trenutna, što Bib nikada nije propustio da primeti u mnoštvu svojih knjiga, članaka i radio-emisija. Međutim, njihova glavna briga bila je da čekrk na brodskoj palubi, koji se naprezao da izdrži metalnu kuglu i dve tone čeličnog kabla, ne pukne i pošalje dva čoveka u sunovrat na morsko dno. U takvom slučaju, ništa ih ne bi spaslo.
Jedino što njihova zaranjanja nisu donela jesu brojni vredni naučni rezultati. Iako su sreli mnoga stvorenja koja ranije nisu bila viđena, granice vidljivosti i činjenica da ni jedan ni drugi neustrašivi akvanaut nisu bili obučavani okeanografi značila je da često nisu mogli da opišu svoje nalaze sa onom vrstom detalja kakvima pravi naučnici teže. Sfera nije nosila nikakvu spoljnu svetiljku, već sa- mo sijalicu od 250 vati koju su mogli da prinesu prozoru, ali voda ispod 150 metara ionako je prak- tično neprovidna i oni su virili u nju kroz tri inča kvarca, tako da su mogli da vide samo ono što je bi- lo podjednako zainteresovano za njih. Posledica toga jeste da se njihov izveštaj sveo na to da tamo dole ima mnogo neobičnih stvari. Prilikom jednog zaranjanja 1934. godine, Bib se prepao kada je ugledao džinovsku zmiju„dužu od dvadeset stopa i veoma široku”. Prošla je prebrzo da bi bila išta više od senke. Šta god da je to bilo, ništa slično kasnije nije viđeno. Akademici su uglavnom ignori- sali njihove izveštaje zbog takve neodređenosti.
Posle spuštanja kojim su postavili novi rekord 1934. godine, Bib je prestao da se zanima za ronje- nje i prešaltovao se na druge avanture, ali Barton je bio istrajan. Bibu se mora priznati da je uvek go- vorio svima koji bi ga to pitali da je Barton pravi mozak iza čitavog poduhvata, ali čini se da Barton nije umeo da istupi iz senke. I on je pisao uzbudljive izveštaje o njihovim podvodnim avanturama, pa je čak i glumio u holivudskom filmu Titani dubina, sa batisferom i mnogim uzbudljivim i mahom izmi- šljenim susretima s agresivnim džinovskim lignjama i slično. Čak je reklamirao kamel cigarete („Od njih me ne hvata nervoza”). Godine 1948. povećao je dubinski rekord za 50 procenata, posle zaranja- nja do 1.370 metara u Tihom okeanu blizu Kalifornije, ali svet je čini se odlučio da ga previdi. Jedan novinski kritičar koji je napisao recenziju za Titane dubina čak je mislio da je zvezda filma Bib. Da- nas je prava sreća za Bartona ako ga iko ikada i pomene.
U svakom slučaju, njegovu slavu znatno je pomračila ekipa iz Švajcarske koju su činili otac i sin Ogist i Žak Pikar, izumitelji nove vrste sonde nazvane batiskaf (što znači „brod za dubine”). Kršten imenom Trst, po italijanskom gradu u kojem je napravljen, novi aparat je mogao nezavisno da mane- vriše, iako je uglavnom išao gore-dole. Prilikom jednog od prvih zaranjanja, početkom 1954. godine, spustio se ispod 4.000 metara, gotovo tri puta više od rekordnog Bartonovog zaranjanja obavljenog šest godina ranije. Ali zaranjanja na velike morske dubine zahtevala su skupo obučavanje i Pikarovi su postepeno klizili u bankrot.
Godine 1958. napravili su ugovor sa američkom mornaricom, po kojem je mornarica stekla pravo vlasništva, ali su oni zadržali kontrolu. Pošto su sada bili zasuti parama, Pikarovi su rekonstruisali plovilo tako da je imalo zidove debljine gotovo 13 centimetara, dok su prozori smanjeni na prečnik
od samo 5 centimetara – tako da su bili tek nešto veći od špijunki. Ali brod je sada bio dovoljno jak da izdrži zaista ogromne pritiske i u januaru 1960. Žak Pikar i poručnik Don Volš iz američke morna- rice polako su tonuli sve do dna najdubljeg okeanskog kanjona zvanog Marijanski rov, oko 400 kilo- metara od Gvama, na zapadnom Pacifiku (koji je, nimalo slučajno, otkrio Hari Hes pomoću svog hva- tometra). Pad od 10.918 metara, ili gotovo 7 milja, potrajao je nešto manje od četiri sata. Iako je pri- tisak na toj dubini bio gotovo 17.000 funti po kvadratnom inču, sa iznenađenjem su primetili ribu list koja je živela na dnu, baš kada su ga dodirnuli. Nisu imali čime da fotografišu, tako da ne postoji vi- zuelni zapis tog događaja.
Posle samo dvadeset minuta na najdubljem mestu na svetu, vratili su se na površinu. Bila je to je- dina prilika kada su ljudska bića otišla toliko duboko.
Četrdeset godina kasnije, pitanje koje se prirodno postavlja jeste: zašto se od tada niko nije tamo vratio? Za početak, dalja zaranjanja imala su žustrog protivnika u viceadmiralu Hajmanu Dž. Rikove- ru, čoveku burnog temperamenta, silovitih stavova i, krajnje prikladno, čoveka koji je kontrolisao če- kovnu knjižicu svog sektora. On je podvodna istraživanja smatrao rasipanjem resursa i isticao je da mornarica nije istraživački institut. Osim toga, nacija samo što nije postala potpuno obuzeta svemir- skim putovanjem i zadatkom slanja čoveka na Mesec, tako da je istraživanje morskih dubina u pore- đenju s tim izgledalo nevažno i prilično staromodno. Ali odlučujući faktor bilo je to što spuštanje Tr- stom zapravo nije mnogo toga postiglo. Kao što je jedan zvaničnik mornarice objasnio posle više go- dina: „Nismo iz toga naučili bogzna šta, osim da možemo to da uradimo. Zašto bismo ponavljali?” Ukratko, bio je to predugačak put da bi se pronašla jedna pljosnata riba, i skup pride. Danas bi pona- vljanje te vežbe po nekim procenama koštalo najmanje 100 miliona dolara.
Kada su podvodni istraživači shvatili da mornarica nema nameru da izvrši obećani program istra- živanja, došlo je do bolne pobune. Delom da bi umirila kritičare, mornarica je obezbedila finansira- nje za savršenije podvodno sredstvo kojim će upravljati Okeanografska institucija Vuds hol iz Masa- čusetsa. Pod imenom Alvin, u donekle skraćenu počast okeanografu Alinu S. Vajnu, biće to mini-pod- mornica sa mogućnostima potpunog manevrisanja, mada neće moći ni da se približi dubinama koje je posetio Trst. Postojao je samo jedan problem: projektanti nisu mogli da pronađu nikoga ko bi bio vo- ljan da je napravi. Kao što kaže Vilijam Dž. Broud u Vasioni ispod nas: „Nijedna velika firma, poput Dženeral dinamiksa, koji je proizvodio podmornice za mornaricu, nije želela da prihvati projekt koji su potcenjivali kako Biro za brodove, tako i admiral Rikover, bogovi pomorskog pokroviteljstva.” Konačno, da ne kažemo neverovatno, Alvina je izgradio Dženeral mils, kompanija za proizvodnju hrane, u fabrici gde je proizvodila mašine za pravljenje žitnih pahuljica za doručak.
Ljudi zaista ne znaju mnogo o tome šta se još dešava dole. Dobrano u pedesetim godinama, najbo- lje mape koje su okeanografima stajale na raspolaganju bile su uglavnom zasnovane na malobrojnim detaljima iz raštrkanih istraživanja još od 1929. godine, nakalemljenim na, praktično, okean nagađa- nja. Američka mornarica je imala odlične karte za navođenje podmornica kroz kanjone i oko gijoa, ali nije želela da te informacije padnu Sovjetima u ruke, pa je svoja saznanja čuvala kao strogo po- verljiva. Akademici su stoga morali da se zadovolje skicama i starim istraživanjima ili da se oslone na optimističke pretpostavke. Čak je i danas naše poznavanje okeanskog dna izuzetno loše. Ako po- gledate Mesec kroz standardni dvorišni teleskop, ugledaćete velike kratere – Frakastorijus, Blanka- nus, Zak, Plank i mnoge druge poznate svakom lunarnom naučniku – koji bi ostali nepoznati da se nalaze na našem okeanskom dnu. Imamo bolje mape Marsa nego onoga što je ispod naših mora.
Na nivou površine, istraživačke tehnike su takođe bile primenjivane pomalo od slučaja do slučaja. Godine 1994. oluja je odnela 34.000 komada rukavica za hokej na ledu sa jednog korejskog teretnog broda u Pacifik. Rukavice su isplivale na sve strane, na obalama od Vankuvera do Vijetnama, te tako
pomogle okeanografima da prate struje preciznije nego ikad pre.
Danas Alvin ima gotovo četrdeset godina, ali je i dalje najbolje svetsko istraživačko plovilo. Još nema podmornica koje mogu da se iole približe dubinama Marijanskog rova, a samo pet ih može, uključujući Alvina, da dosegne dubine „ravnice ambisa” – dna dubokog okeana – koje prekriva vi- še od polovine površine planete. Korišćenje tipične podmornice košta oko 25.000 dolara dnevno, ta- ko da se one retko spuštaju u vodu po nečijem hiru, a još manje se otiskuju na more u nadi da će slu- čajno natrapati na nešto zanimljivo. To bi bilo kao da se naše iskustvo iz prve ruke sa svetom na po- vršini zasniva na radu petorice ljudi koji je istražuju baštenskim traktorom pošto padne mrak. Po Ro- bertu Kuncigu, ljudi su izučili „možda milioniti ili milijarditi deo morske tame. Možda i manje. Mo- žda i mnogo manje.”
Ali okeanografi su prilično snalažljivi i načinili su nekoliko značajnih otkrića i svojim ograniče- nim resursima – uključujući, 1977. godine, jedno od najvažnijih i najneverovatnijih bioloških otkri- ća dvadesetog veka. Te godine Alvin je pronašao prenatrpane kolonije krupnih organizama koji žive oko otvora u dubokom moru nedaleko od ostrvlja Galapagos – cevaste crve dugačke preko 3 metra, školjke široke 30 centimetara, škampe i dagnje u izobilju, uskoprcane pljosnate crve. Svi oni duguju egzistenciju ogromnim kolonijama bakterija koje svoju energiju i život crpu iz vodoničnih sulfida – jedinjenja krajnje otrovnih za površinska stvorenja – koji neprekidno kuljaju iz otvora. To je svet nezavisan od Sunčeve svetlosti, kiseonika ili bilo čega drugog što se obično vezuje za život. To je ži- vi sistem koji se ne zasniva na fotosintezi, već na hemosintezi, aranžmanu koji bi biolozi odbacili kao nešto nečuveno, samo da je neko bio dovoljno maštovit da ukaže na njegovo postojanje.
Ti otvori ispuštaju ogromne količine toplote i energije. Njih dvadesetak zajedno proizvedu onoli- ko energije koliko i oveća elektrana, a raspon temperatura oko njih je ogroman. Temperatura na mestu izlaza može biti čak i 400 Celzijusovih stepeni, dok je nekoliko metara dalje voda možda samo dva ili tri stepena iznad temperature smrzavanja. Vrsta crva zvana alvinelidi pronađena je kako živi na sa- mim rubovima, sa vodom čija je temperatura za 78 stepeni Celzijusovih bila toplija kod njihovih gla- va nego kod repova. Pre toga smatralo se da nijedan složeni organizam ne može da preživi temperatu- re više od 54 stepena Celzijusova, a ovde je postojao jedan koji je preživljavao više temperature od toga i ekstremnu hladnoću pride. To otkriće preobrazilo je naše poimanje uslova za život.
To je takođe dalo odgovor na jednu od velikih zagonetki okeanografije – na nešto što mnogi od nas nisu ni shvatali kao zagonetku – naime, zašto okeani vremenom ne postaju sve slaniji. Sa rizikom da tvrdim nešto očigledno, u moru ima veoma mnogo soli – dovoljno da se svako parčence kopna na planeti pokopa do dubine od oko 150 metara. Vekovima se već zna da reke nose minerale do mora i da se ti minerali u okeanskoj vodi kombinuju i formiraju soli. Za sada, nema problema. Ali zbunjuju- će je bilo to što je nivo saliniteta u moru bio stabilan. Milioni galona slatke vode isparavaju svakod- nevno iz okeana i ostavljaju za sobom svoje soli, pa bi logično bilo da mora sa godinama koje prola- ze postaju sve slanija, ali to se ne događa. Nešto uzima iz vode količinu soli ekvivalentnu onoj koja u nju stiže. Veoma dugo niko nije mogao da prokljuvi šta bi moglo biti odgovorno za to.
Alvinovo otkriće otvora u dubokom moru dalo je odgovor. Geofizičari su shvatili da se ti otvori ponašaju veoma nalik na filtere u akvarijumu. Dok voda silazi u Zemljinu koru, biva lišena soli da bi se na kraju slatka voda iznova izbacila napolje kroz dimnjake. Taj proces nije brz – čišćenje okeana može potrajati i do deset miliona godina – ali ako se ne žurite, to je čudesno efikasna stvar.
* * *
Možda ništa ne govori jasnije o našoj psihološkoj udaljenosti od okeanskih dubina od toga da je
glavni cilj za okeanografe tokom Međunarodne godine geofizike, 1957/8, bio da izuče „mogućnost korišćenja okeanskih dubina za bacanje radioaktivnog otpada”. Shvatate, to nije bio nikakav tajni za- datak, već gordo javno hvalisanje. U stvari, iako to nije mnogo publikovano, 1957/8. godine bacanje radioaktivnog otpada već se odvijalo, sa izvesnom užasavajućom marljivošću, duže od decenije. Od 1946. godine, Sjedinjene Američke Države su prevozile burad od 55 galona sa radioaktivnim đubre- tom do ostrvlja Falaron, pedesetak kilometara od obale Kalifornije, blizu San Franciska, gde su ih jednostavno bacale sa palube.
Sve je to bilo izuzetno aljkavo. Ta burad su većinom bila upravo kao ona koja vidite kako rđaju iza benzinskih pumpi ili stoje ispred fabrika, bez ikakve zaštitne obloge. Kada nisu tonula, a to je obično bio slučaj, mornarički mitraljesci su ih rešetali mecima kako bi unutra ušla voda (i naravno, kako bi izašli plutonijum, uranijum i stroncijum). Pre nego što je to bacanje otpada zaustavljeno to- kom devedesetih, Sjedinjene Američke Države su bacile stotine hiljada buradi na oko pedeset okean- skih lokacija – samo kod Falarona gotovo pedeset hiljada. Ali Sjedinjene Američke Države nipošto u tome nisu bile same. Ostali revnosni đubretari bili su Rusija, Kina, Japan, Novi Zeland i gotovo sve evropske države.
A kakav je sve to moglo da ima uticaj na život pod morem? Pa, mali, nadamo se, ali zapravo ne- mamo pojma. Zapanjujuće je koliko smo mnogo i veselo neupućeni u život pod morem. Često su nam i najmasivnija okeanska bića malo poznata – čak i najmoćnije od njih, veliki plavi kit, stvorenje ta- ko levijatanskih proporcija da je (citirajmo Dejvida Atenboroa) njegov „jezik težak kao slon, srce mu je veliko kao automobil, a neki krvni sudovi toliko su mu široki da biste u njima mogli da plivate”. To je najogromnija zver koju je Zemlja do sada proizvela, veća čak i od najglomaznijih dinosaura. A opet, život plavih kitova za nas je najvećim delom tajna. Uglavnom nemamo pojma gde se oni nala- ze – na primer, kuda idu da se pare, ili kojim putevima idu tamo. Ono malo što znamo o njima potiče gotovo u potpunosti od prisluškivanja njihovih pesama, ali čak su i one prava misterija. Plavi kitovi ponekad prekinu pesmu, a onda je nastave baš na tom istom mestu šest meseci kasnije. Ponekad zape- vaju novu pesmu, koju nijedan od njih nije ranije mogao da čuje, ali svi je već znaju. Nismo ni blizu da shvatimo kako i zašto to rade. A to su životinje koje krajnje rutinski izranjaju na površinu da bi di- sale.
Tajnovitost životinja koje nikada ne moraju da izrone na površinu ume još više da izluđuje. Pomi- slite samo na ono što znamo o bajkovitoj džinovskoj sipi. Iako ni prineti veličini plavog kita, to je ne- sumnjivo masivna životinja, sa očima velikim kao fudbalske lopte i pipcima koji se za njom vuku do dužine od 18 metara. Teška je gotovo čitavu tonu i najveći je beskičmenjak na Zemlji. Kad biste jed- nu ubacili u bazen za plivanje, unutra ne bi ostalo mnogo mesta za bilo šta drugo. A opet nijedan na- učnik – baš niko, koliko znamo – nikada nije video živu džinovsku sipu. Zoolozi su čitave karijere posvetili pokušajima da uhvate, ili makar načas ugledaju živu džinovsku sipu i nikada nisu uspeli u tome. Za njih se zna prevashodno zbog toga što ih more izbaci na obalu – posebno, iz neznanih ra- zloga, na plaže novozelandskog Južnog ostrva. Sigurno ih ima u velikom broju, pošto čine glavno jelo glavate ulješure, a glavatoj ulješuri treba mnogo hrane46
Po jednoj proceni, u moru možda živi i do trideset miliona vrsta, od kojih većina još nije otkrive- na. Prva naznaka toga koliko je život u dubokim morima zaista obilan pojavila se tek po pronalasku epibentičkih sanki šezdesetih godina dvadesetog veka – sprave koja se vuče i hvata organizme koji ne samo da su blizu morskog dna, ili na njemu, već su i ukopani u naslagama ispod njega. Posle jed- nog jedinog jednosatnog povlačenja mreže duž kontinentalnog platoa, na dubini od oko l ,5 kilometa- ra, okeanografi iz Vuds hola Hauard Sendler i Robert Hesler uhvatili su više od dvadeset pet hiljada stvorenja – gliste, morske zvezde, morske krastavce i slično – koja su predstavljala 365 vrsta. Čak
i na dubinama od gotovo 5 kilometara, pronašli su oko 3.700 stvorenja koja su predstavljala gotovo dve stotine vrsta organizama. Ali povlačenje mreže moglo je da uhvati samo bića previše spora ili previše glupa da joj se sklone s puta. Krajem šezdesetih pomorskom biologu Džonu Ajzaksu palo je na pamet da spusti kameru sa prikačenim mamcem, i otkrio još njih, naročito gusta jata uskoprcanih, primitivnih jeguljastih stvorenja,47 kao i strelovita jata ribe grenadira. Tamo gde se odjednom pojavi izvor dobre hrane – na primer, kada kit ugine i potone na dno – pronađe se čak 390 vrsta morskih bića koja su na njega navalila. Začudo, ustanovilo se da mnoga od tih bića dolaze iz otvora udaljenih i 1.600 kilometara. Među njima su i takva poput dagnji i ostriga, koje ne bije glas da su veliki putnici. Sada se smatra da larve izvesnih organizama mogu plutati kroz vodu sve dok, pomoću nekih neznanih hemijskih sredstava, ne ustanove da su stigle do izvora hrane i navale na njega.
* * *
Pa zašto se onda mora, kad su već toliko ogromna, tako lako precenjuju? Pa, za početak, svetska mora ne obiluju životom jednoobrazno. Sveukupno, manje od jedne desetine okeana smatra se prirodno produktivnom. Vodene vrste većinom vole da obitavaju u plitkim vodama, gde ima toplote, svetlosti i izobilja organske materije za glavni lanac ishrane. Na primer, koralni grebeni zauzimaju manje od 1 procenta okeanskog prostora, ali predstavljaju dom za oko 25 procenata ribljeg sveta.
Drugde okeani nisu ni izbliza tako bogati. Na primer, kod Australije. Sa 36.735 kilometara obale i više od 23 miliona kvadratnih kilometara teritorijalnih voda, nju zapljuskuje više mora nego ijednu drugu zemlju, a opet, kao što zapaža Tim Flaneri, ona se nije plasirala čak ni u pedeset prvih država po ulovu ribe. Štaviše, Australija je veliki neto uvoznik morske hrane. To je zato što je dobar deo au- stralijskih voda isti kao i najveći deo same Australije, praktično pust. (Veliki izuzetak je greben Veli- ka barijera kod Kvinslenda, koji je veoma plodan.) Pošto joj je tlo siromašno, ono praktično ne proi- zvodi nikakve hranljive materije koje bi slivovima došle do mora.
Čak i tamo gde život cveta, često je krajnje osetljiv na poremećaje. Sedamdesetih su, ribari iz Au- stralije i, u manjoj meri, sa Novog Zelanda, otkrili jata malo poznatih riba koje su živele na dubini od oko 800 metara, na njihovim kontinentalnim platoima. Poznate kao „narandžasti rafi”,48 izvanredno su ukusne i postojale su u velikom broju. Za tili čas, ribarske flote izvlačile su 40.000 tona ove ribe godišnje. Onda su pomorski biolozi otkrili neke zabrinjavajuće stvari. To su ribe koje izuzetno dugo žive i sporo sazrevaju. Neke mogu biti stare i 150 godina; svaka koju ste pojeli mogla je biti rođena u vreme kada je Viktorija bila kraljica. Te su ribe usvojile krajnje ležeran način života zbog toga što su vode u kojima žive toliko siromašne izvorima hrane. U takvim vodama ima riba koje se mreste samo jednom u životu. Očigledno, takva vrsta populacije ne može da izdrži velike poremećaje. Nažalost, u vreme kada su ljudi to shvatili, rezerve su bile drastično ispražnjene. Čak i sa dobrim upravljanjem, proći će decenije pre nego sto se populacija oporavi, ako se to ikada desi.
Drugde, međutim, zloupotreba okeana bila je više obesna nego nesmotrena. Mnogi ribari „peraji- šu” ajkule – to jest, odsecaju im peraja, a onda ih bacaju natrag u vodu da uginu. Godine 1998, ajku- lino peraje prodavalo se na Dalekom istoku za više od 110 dolara po kilogramu, a činija čorbe od aj- kulinog peraja u Tokiju je u maloprodaji koštala 100 dolara. Fond za divlje životinje sveta procenio je 1994. da je broj ubijenih ajkula svake godine između 40 miliona i 70 miliona.
Od 1995. godine, oko 37.000 ribarskih brodova industrijske veličine, plus oko milion manjih bar- ki, zajedno je vadilo iz mora dvostruko više ribe nego pre samo dvadeset pet godina. Ribarski brodo- vi sa povlačnom mrežom ponekad su veliki kao krstarice i za sobom vuku mreže dovoljno velike da se u njih smesti desetak džambo-džetova. Neki koriste čak i izviđačke avione kako bi locirali riblja
jata iz vazduha.
Procenjuje se da oko četvrtine svake izvučene ribarske mreže sadrži „nuz-ulov” – ribe koje se ne mogu koristiti zato što su premale ili su pogrešne vrste ili uhvaćene u pogrešno doba. Kao što je je- dan posmatrač rekao Ekonomistu: „Još smo u mračnom srednjem veku. Prosto spustimo mrežu i gle- damo šta će da se pojavi.” Možda i svih 22 miliona tona tako neželjene ribe biva bačeno natrag u mo- re svake godine, uglavnom u vidu leševa. Sa svakim kilogramom sakupljenih škampi, uništi se oko četiri kilograma ribe i drugih morskih stvorenja.
Čak sedam puta godišnje, ovi brodovi počiste velika područja dna Severnog mora, a to je stepen poremećaja koji nijedan ekosistem ne može da izdrži. Najmanje dve trećine vrsta riba u Severnom moru, po mnogim procenama, preterano se lovi. Stvari nisu ništa bolje ni sa druge strane Atlantika. Plovca je nekada bilo toliko mnogo u blizini Nove Engleske da su brodovi mogli dnevno da nahvata- ju i po 20.000 funti svaki. Sada je plovac kod severnoameričke obale gotovo iskorenjen.
Međutim, ništa ne može da se poredi sa sudbinom bakalara. Krajem petnaestog veka, istraživač Džon Kebot pronašao je neverovatne količine bakalara na istočnim obalama Severne Amerike – to su plitka vodena područja naseljena ribama koje se hrane na dnu, kao što je bakalar. Riba je bilo toli- ko, izvestio je zapanjeni Kebot, da su ih mornari vadili korpama. Neka od tih obalskih područja su ogromna. Obalno područje Džordž kod Masačusetsa prostranije je od države koju obrubljuje. Veliko obalno područje kod Njufaundlenda još je veće i vekovima je bilo gusto naseljeno bakalarom. Sma- tralo se da je bakalar neiscrpan. Naravno, bio je sve samo ne to.
Do 1960. godine, broj bakalara koji su se mrestili u severnom Atlantiku pao je na procenjenih 1,6 miliona tona. Do 1990. godine to je potonulo na 22.000 tona. U komercijalnom smislu, bakalar je izu- mro. „Ribari su ih”, napisao je Mark Kurlanski u svojoj fascinantnoj istoriji, Bakalar, „sve pohvata- li.” Moguće je đa je bakalar zauvek nestao iz severnog Atlantika. Godine 1992. u Velikom obalnom području lov na bakalara je potpuno zabranjen, ali do jeseni 2002, sudeći po izveštaju iz Prirode, za- lihe se još nisu popunile. Kurlanski beleži da je riba od kojih su se prvobitno pravili riblji fileti i kroketi bila bakalar, ali da ju je kasnije zamenila vahnja, potom semga, a odnedavno i pacifički baka- lar zvani „bakalarka”. Danas, primećuje on suvo, „’riba’ je ono što je preostalo”.
Slično važi i za mnoge druge vrste morske hrane. U fabrike za preradu ribe u Novoj Engleskoj kod Rod Ajlenda, nekada su se rutinski dovlačili jastozi teški i po 9 kilograma. Ponekad su dosezali čak i 13 kilograma. Ako ih ne dirate, jastozi mogu da žive decenijama – smatra se, čak i 70 godina – i nikada ne prestaju da rastu. Danas ima malo jastoga težih od kilograma kada ih uhvate. „Biolozi”, po Njujork tajmsu, „procenjuju da se 90 odsto jastoga ulovi u roku od godinu dana pošto dosegnu svoj zakonski minimum starosti od oko šest godina.” Uprkos sve manjim ulovima, ribari iz Nove Engleske i dalje uživaju državne i savezne poreske olakšice koje ih podstiču – u nekim slučajevima gotovo primoravaju – da nabave veće brodove i intenzivnije žanju mora. Danas su ribari iz Masačusetsa spali na to da love grozne parazitske, jeguljaste ribe, za koje postoji malo tržište na Dalekom istoku, ali čak i njihov broj sada opada.
Neverovatno koliko malo znamo o dinamici koja vlada životom u moru. Dok je morski život siro- mašniji nego što bi trebalo da bude u područjima gde se riba preterano lovila, u nekim prirodno osi- romašenim vodama ima daleko više života nego što bi trebalo da bude. Južni okeani oko Antarktika proizvode samo oko 3 procenta svetskog fitoplanktona – premalo, čini se, da se održi jedan složeni ekosistem, a taj fitoplankton uspeva u tome. Foke krabožderke nisu vrsta životinje za koju je većina nas čula, ali možda su, posle ljudskih bića, druga najbrojnija krupna životinjska vrsta na Zemlji. Mo- žda ih čak 15 miliona živi na ledu oko Antarktika. Ima tamo takođe i nekih 2 miliona Vedelovih foka, najmanje pola miliona carskih pingvina i možda čak i 4 miliona adeli pingvina. Stoga je lanac ishrane
beznadežno otežan na vrhu, ali nekako funkcioniše. Začudo, niko ne zna kako.
Sve ovo je veoma zaobilazan način da kažemo kako znamo veoma malo o najvećem Zemljinom si- stemu. Ali opet, kao što ćemo videti na stranicama koje su nam preostale, kad jednom počnete da pri- čate o životu, ima mnogo stvari koje ne znamo – da ne pominjemo to kako se on uopšte pojavio.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
19
Uspon života
Godine 1953. Stenli Miler, diplomac sa Univerziteta Čikago, uzeo je dve pljoske – u jednoj je bilo malo vode, i ona je predstavljala praokean, dok je u drugoj bila mešavina gasova metana, amonijaka i vodonik-sulfida, kako bi predstavljala Zemljinu prvobitnu atmosferu – spojio ih gumenim cevima i ubacio malo električnih varnica koje su zamenile gromove. Posle nekoliko dana, voda u pljoskama postala je zelena i žuta u gustoj čorbi amino-kiselina, masnih kiselina, šećera i drugih organskih sa- stojaka. „Ako Bog to nije odradio na ovaj način”, primetio je oduševljeni Milerov mentor, dobitnik Nobelove nagrade Harold Juri, „propustio je dobru priliku.”
Novinski izveštaji iz tog vremena bili su takvi da se činilo da je potrebno samo da neko dobro prodrma pljoske pa da život ispuzi odatle. Kao što je vreme pokazalo, to nije bilo ni blizu toliko jed- nostavno. Uprkos daljim istraživanjima koja su potrajala pola veka, nismo nimalo bliži sintetizovanju života nego što smo bili 1953. godine – a mnogo smo dalje od pomisli da to možemo da izvedemo. Naučnici su sada prilično sigurni da prvobitna atmosfera nije uopšte bila tako spremna za dalji razvoj kao Milerov i Jurijev gasni paprikaš, već je pre bila mnogo manje reaktivna mešavina azota i ugljen- dioksida. Ponavljanjem Milerovih eksperimenata sa tim zahtevnijim sastojcima do sada je dobijena samo jedna prilično primitivna amino-kiselina. U svakom slučaju, stvaranje amino-kiselina i nije pra- vi problem. Problem su proteini.
Proteini su ono što dobijete kada nanižete amino-kiseline, a nama ih je potrebno mnogo. Niko to zaista ne zna, ali moguće je da postoji čak i milion vrsta proteina u ljudskom telu, a svaki od njih je pravo malo čudo. Po svim zakonima verovatnoće, proteini ne bi trebalo da postoje. Da biste stvorili protein, treba da prikupite amino-kiseline (koje zbog duge tradicije moram da pomenem kao lego- kockice života”) posebnim redosledom, prilično nalik na način na koji posebnim redosledom priku- pljate slova kako biste napisali reč. Problem je u tome što su reči ispisane azbukom amino-kiselina često preterano dugačke. Da biste napisali „kolagen”, naziv uobičajenog tipa proteina, treba da pore- đate sedam slova pravim redosledom. Da biste napravili kolagen, treba da poređate 1.055 amino-ki- selina u tačno određenom nizu. Ali – i tu je očigledna ali krucijalna stvar – vi ga ne pravite. On se pravi sam, spontano, bez uputstava, i zbog toga je sve to malo verovatno.
Šanse da se molekul od 1.055 sekvenci kao što je kolagen spontano stvori sam od sebe, iskreno, nisu nikakve. To se jednostavno neće dogoditi. Da biste pojmili koliko su mali izgledi za njegovo po- stojanje, zamislite standardnu slot-mašinu iz Las Vegasa, ali veoma proširenu – na nekih 27 metara, da budemo precizni – tako da u nju može da stane 1.055 točkova koji se okreću, umesto uobičajena tri ili četiri, i sa po dvadeset simbola na svakom točku (po jedan za svaku običnu amino-kiselinu).49 Koliko dugo bi trebalo da povlačite ručicu da bi se svih 1.055 simbola pojavilo odgovarajućim redo- sledom? Praktično, čitavu večnost. Čak i da smanjite broj točkova na 200, što je zapravo tipičniji broj amino-kiselina za jedan protein, šanse da se svih 200 poklope u propisanoj sekvenci jesu 1 u 10260 (to je 1, praćeno s 260 nula). Samo po sebi, to je veći broj od broja svih atoma u vasioni.
Ukratko, proteini su složeni entiteti. Hemoglobin je dugačak samo 146 amino-kiselina, prcvoljak po proteinskim standardima, a opet čak i on nudi 10190 mogućih kombinacija amino-kiselina, zbog če-
ga je hemičaru sa Univerziteta u Kembridžu Maksu Perucu trebalo dvadeset tri godine – manje-više čitava jedna karijera – da ga rasplete. A slučajni događaji koji proizvode čak i jedan jedini protein izgledali bi zapanjujuće neverovatno – kao vihor koji zaduva po otpadu da bi za sobom ostavio pot- puno sklopljen džambo-džet, po živopisnom poređenju astronoma Freda Hojla.
A opet govorimo o nekoliko stotina hiljada vrsta proteina, možda i o milionu, od kojih je svaki je- dinstven i svaki je, koliko znamo, od životne važnosti za održavanje vašeg zdravlja i sreće. I odatle ide dalje. Da bi bio koristan, protein ne samo da mora da sklopi amino-kiseline u odgovarajućem ni- zu, već mora da se potom sklopi u neku vrstu hemijskog origamija i presavije se u veoma specifičan oblik. Čak i kada postigne tu složenost strukture, protein vam ništa ne vredi ako ne može da se repro- dukuje, a proteini to ne mogu. Za to vam je potrebna DNK. DNK je čudotvorac kada je u pitanju umnožavanje – sebe može da iskopira za samo nekoliko sekundi – ali ne može da radi praktično ni- šta drugo. I tako imamo paradoksalnu situaciju. Proteini ne mogu da postoje bez DNK, a DNK nema nikakvu svrhu bez proteina. Da li, dakle, treba da pretpostavimo da su oni nastali istovremeno sa svr- hom da pruže potporu jedno drugome? Ako i jesu: au!
A ima još toga. DNK, proteini i druge komponente života ne bi mogle da prosperiraju bez neke vr- ste membrane u kojoj bi se nalazile. Nijedan atom ili molekul nije samostalno postigao život. Uzmite bilo koji atom iz svog tela i videćete da je živ koliko i zrnce peska. Tek kada se spoje u hranljivom zaklonu ćelije, ti raznovrsni materijali mogu da odigraju ulogu u neverovatnom plesu koji nazivamo životom. Bez ćelije, oni nisu ništa više od interesantnih hemikalija. Ali bez hemikalija, ćelija nema svrhe. Kao što to Dejvis kaže: „Ako je svemu potrebno sve drugo, kako se zajednica molekula uopšte prvi put pojavila?” Pre će biti kao da se svi sastojci iz vaše kuhinje nekako spoje i sami naprave tor- tu – ali takvu tortu koja može dalje da se deli kada postane neophodno i da stvara još torti. Nimalo ne čudi što to nazivamo čudom života. Isto tako nimalo ne čudi što smo jedva počeli da ga razumemo.
* * *
Dakle, šta je odgovorno za svu tu čudesnu složenost? Pa, jedna mogućnost je da to možda i nije toli- ko – ne toliko – čudesno kao što se isprva čini. Na primer, ti zapanjujuće neverovatni proteini. Ču- do koje vidimo u njihovom sklapanju potiče iz pretpostavke da su pristigli na scenu formirani u pot- punosti. Ali šta ako se proteinski lanci nisu sklopili odjednom? Šta ako su, u velikoj slot-mašini stva- ranja, neki točkovi mogli da se zadrže, kao što kockar može da zadrži određeni broj trešnjica koje obećavaju pogodak? Šta ako, drugim rečima, proteini nisu nastali iznenada i naglo, već su evoluirali? Zamislite da ste uzeli sve sastojke koji čine ljudsko biće – ugljenik, vodonik, kiseonik i tako da- lje – i stavili th u posudu s malo vode, žustro ih promešali, a odatle je izašao kompletan čovek. To bi bilo zapanjujuće. E, pa to je praktično gledište koje Hojl i drugi (uključujući i mnoge strasne krea- cioniste) zastupaju kada pretpostavljaju da su se proteini spontano odjednom formirali. Ali nisu – nisu ni mogli. Kao što Ričard Dokins tvrdi u Slepom časovničaru, mora da je to bila neka vrsta pro- cesa kumulativne selekcije koja je omogućila aminokiselinama da se okupe u grupama. Možda su se dve ili tri amino-kiseline povezale za neku jednostavnu svrhu, a potom naletele na neki drugi sličan
mali grozd i tada „otkrile” neko dodatno poboljšanje.
Hemijske reakcije one vrste koja se asocira sa životom zapravo su prilično obične. Možda ne mo- žemo da ih skuvamo u laboratoriji, a la Stenli Miler i Harold Juri, ali vasiona to sasvim spremno či- ni. Dosta molekula u prirodi okuplja se da bi formiralo dugačke lance koji se zovu polimeri. Šećeri se neprestano okupljaju da bi formirali skrobove. Kristali mogu da izvedu izvestan broj živahnih stvari – da se umnože, reaguju na stimulacije iz okruženja, da poprime složenu shemu. Naravno, oni
nikada nisu postigli sam život, ali neprekidno demonstriraju da je složenost prirodan, spontan, sasvim pouzdan događaj. U čitavoj vasioni može, a i ne mora biti mnogo života, ali nema nestašice uređenog samoorganizovanja, u svemu, od zapanjujuće simetrije snežnih pahuljica do dražesnih Saturnovih pr- stenova.
Taj prirodni impuls za okupljanjem toliko je moćan da mnogi naučnici sada veruju da je život mo- žda bio neizbežniji nego što mislimo – da je on, po rečima belgijskog biohemičara i dobitnika No- belove nagrade Kristijana de Divea, „obavezna manifestacija materije, koja će obavezno nastati kad god uslovi za to budu prikladni”. De Dive je smatrao verovatnim da se na takve uslove može naići možda milion puta u svakoj galaksiji.
Svakako da ne postoji ništa veoma egzotično u hemikalijama koje nas animiraju. Ako poželite da stvorite drugo živo biće, bila to zlatna ribica, glavica salate ili čovek, trebaju vam zapravo samo če- tiri glavna elementa, ugljenik, vodonik, kiseonik i azot, uz male količine nekoliko drugih elemenata, prevashodno sumpora, fosfora, kalcijuma i gvožđa. Pomešajte ih u tridesetak ili četrdesetak kombina- cija da obrazuju malo šećera, kiselina i drugih osnovnih sastojaka i moći ćete da sazdate sve što živi. Kao što Dokins zapaža: „Nema ničeg posebnog u vezi sa supstancama od kojih su živa bića sazdana. Živa bića su skupovi molekula, kao i sve ostalo.”
Suština je da je život zapanjujuć i prijatan, možda čak i čudesan, ali teško da je nemoguć – što iz- nova i iznova dokazujemo sopstvenom skromnom egzistencijom. Naravno, mnogi fini detalji vezani za nastanak života i dalje prilično izmiču proceni. Svaki scenario koji ste ikada pročitali u vezi s uslovima neophodnim za život obuhvata vodu – od „tople barice” gde je, po Darvinovoj pretpostav- ci, život započeo, do bućkavih morskih otvora koji su sada najpopularniji kandidati za početke živo- ta – ali svi oni zanemaruju činjenicu da je za pretvaranje monomera u polimere (što će reći, za po- četak stvaranja proteina) potrebna vrsta reakcije poznata u biologiji kao „lanac dehidracije”. Kao što to objašnjava jedan od vodećih bioloških tekstova, sa možda najblažom mogućom naznakom nelagod- nosti: „Istraživači su saglasni da takve reakcije ne bi bile energetski pogodne u primitivnom moru, pa čak ni u jednoj vodenoj sredini, zbog zakona akcije mase.” To je donekle kao da stavite šećer u čašu vode, a od njega nastane kockica. To ne bi trebalo da se dogodi, ali u prirodi se nekako događa. Stvarna hemija svega ovoga malo je previše tajanstvena za ciljeve ovog teksta, ali dovoljno je znati da ukoliko nakvasite monomere, oni se neće pretvoriti u polimere – osim kada su stvorili život na Zemlji. Kako i zašto se to desilo tada, a ne i u drugim prilikama, jedno je od najvećih pitanja biologi- je koja su ostala bez odgovora.
Jedno od najvećih iznenađenja u naukama o zemlji u skorijim decenijama bilo je otkriće da je ži- vot nastao veoma rano u istoriji Zemlje. Dobrano u pedesetim godinama dvadesetog veka, smatralo se da je život star manje od šest stotina miliona godina. Do sedamdesetih, malobrojne avanturistički nastrojene duše smatrale su da on poseže možda čak i do dve i po milijarde godina u prošlost. Ali sa- dašnji datum od 3,85 milijardi godina je zapanjujuće star. Površina Zemlje je očvrsla pre oko 3,9 mi- lijardi godina.
„Iz te brzine možemo samo zaključimo da nije ’teško’ životu na bakterijskom nivou da se razvije na planetama s odgovarajućim uslovima”, primetio je Stiven Džej Guld u Njujork tajmsu 1996. godi- ne. Ili, kao što je to drugde objasnio, teško je izbeći zaključak da je „životu bilo hemijski suđeno da se pojavi tako rano”.
Zapravo, život se pojavio tako brzo da neki autoriteti misle da je sigurno imao pomoć – možda i dosta pomoći. Zamisao da je zemaljski život mogao doći iz svemira ima iznenađujuće dugu, pa po- vremeno čak i slavnu istoriju. Sam veliki lord Kelvin je pomenuo tu mogućnost još 1871. godine na sastanku Britanskog društva za razvoj nauke, kada je sugerisao da su „klice života možda došle na ze-
mlju s nekim meteoritom”. Ali ta zamisao ostala je prilično skrajnuta sve do jedne nedelje u septem- bru 1969. godine, kada su se desetine hiljada Australijanaca prepale zbog serijskog probijanja zvuč- nog zida i prizora vatrene lopte koja je proletela s istoka na zapad preko neba. Vatrena lopta je bila pri prolasku propraćena čudnim pucketanjem i ostavila je za sobom miris koji je neke podsetio na de- naturisani špiritus dok su drugi rekli da je jednostavno grozan.
Vatrena lopta je eksplodirala iznad Merčisona, grada sa šest hiljada ljudi u dolini Gulbern severno od Melburna i zasula ga komadima od kojih su neki bili teži i od pet kilograma. Na svu sreću, niko ni- je bio povređen. Taj meteorit je pripadao retkoj vrsti poznatoj kao ugljenički hondrit, a stanovnici su revnosno sakupili i doneli devedesetak kilograma njegovog materijala. Trenutak teško da je mogao da bude bolji. Manje od dva meseca pre toga, astronauti iz Apola 11 vratili su se na Zemlju s vrećom punom lunarnog kamenja, pa su laboratorije širom sveta bile spremne – štaviše, jedva su čekale – da dobiju kamenje vanzemaljskog porekla.
Ustanovljeno je da je meteorit iz Merčisona star četiri i po milijarde godina i da vrvi amino-kise- linama – ukupno sedamdeset četiri vrste, od kojih je osam bilo uključeno u formiranje zemaljskih proteina. Krajem 2001. godine, više od trideset godina posle njegovog pada, ekipa u Istraživačkom centru Ejms u Kaliforniji objavila je da kamen iz Merčisona sadrži takođe i složene nizove šećera zvanih polioli, koji ranije nisu bili pronađeni van Zemlje.
Još nekoliko ugljeničkih hondrita zalutalo je do Zemljine putanje od 1969. godine – jedan koji je pao blizu jezera Tegiš u kanadskom Jukonu januara 2000. primećen je širom Severne Amerike – a i oni su potvrdili da je vasiona zapravo bogata organskim jedinjenjima. Sada se smatra da oko 25 pro- cenata Halejeve komete sadrži organske molekule. Ako se dovoljno njih sruši na pogodno mesto – na Zemlju, recimo – imaćete osnovne elemente koji su vam potrebni za život.
Postoje dva problema kod zamisli o panspermiji, kako se nazivaju teorije o vanzemaljskom pore- klu života. Prvi je da ona ne odgovara ni na jedno pitanje o tome kako je život nastao, već naprosto drugde premešta odgovornost za to. Drugi je da panspermija ponekad ume da uzbudi čak i najcenjeni- je pristalice toliko da se nivo njihovih spekulacija bezbedno može nazvati nerazumnim. Frensis Krik, suotkrivač strukture DNK, i njegov kolega Lesli Orgel, sugerisali su da su Zemlju „namerno životom zasejali inteligentni vanzemaljci”, što je, po Gribinu, bila zamisao „na samom rubu naučne respekta- bilnosti” – ili, rečeno na drugi način, zamisao koju bi ljudi smatrali krajnje ludačkom da ju je izneo ma ko drugi osim dobitnika Nobelove nagrade. Fred Hojl i njegov kolega Čandra Vikramasinge dalje su potkopali entuzijazam prema panspermiji sugestijom, kao što je navedeno u Poglavlju 3, da nam spoljni svemir nije doneo samo život, već i mnoge bolesti kao što je grip i bubonska kuga, a te ideje su lako opovrgli biohemičari.
Šta god da je podstaklo početak života, dogodilo se samo jednom. To je najizuzetnija činjenica u biologiji, možda najizuzetnija činjenica za koju znamo. Sve što je ikada živelo, bilo da pripada bilj- nom ili životinjskom svetu, potiče iz istog praiskonskog trzaja. U nekom trenutku u nezamislivo dale- koj prošlosti neka vrećica hemikalija uskoprcala se i oživela. Apsorbovala je nešto hranljivih materi- ja, blago zapulsirala, potrajala kratko. Isto to dešavalo se možda i ranije, mnogo puta. Ali ovaj pake- tić-predak učinio je nešto dodatno i izuzetno: podelio se i proizveo naslednika. Maleni svežanj genet- skog materijala prešao je iz jednog živog entiteta u drugi i od tada nije prestao da se kreće. To je za sve nas bio trenutak stvaranja. Biolozi to ponekad zovu Velikim porođajem.
„Kud god da odete u svetu, koju god životinju, biljku, bubu ili kap pogledate, ako je živo, koristiće isti rečnik i poznavaće istu šifru. Sav život je jedno”, kaže Mat Ridli. Svi smo rezultat jednog jedinog genetskog trika koji se prenosi s generacije na generaciju već gotovo četiri milijarde godina, do te mere da možete uzeti fragment ljudskih genetskih uputstava i ubaciti ga u manjkavu ćeliju kvasca, da
bi ga ćelija kvasca upotrebila kao da je njen. U jednom veoma stvarnom smislu, on i jeste njen.
* * *
Osvit života – ili nešto veoma nalik tome – nalazi se na polici u kancelariji prijazne geohemičarke izotopa po imenu Viktorija Benet u zgradi za nauke o Zemlji u Australijskom nacionalnom univerzite- tu u Kanberi. Gospođica Benet je 1989. došla na ANU iz Kalifornije po dvogodišnjem ugovoru i ostala tamo. Kada sam je posetio krajem 2001. godine, pružila mi je kamen skromnih dimenzija sasta- vljen od tankih naizmeničnih pruga belog kvarca i sivozelenog materijala zvanog klinopiroksen. Ka- men potiče s ostrva Akilija kod Grenlanda, gde je 1997. godine pronađeno neobično drevno kamenje. Kamenje je staro 3,85 milijardi godina i predstavlja najstarije ikada pronađene morske sedimente.
„Ne možemo biti sigurni da je ono što držite nekada sadržalo žive organizme pošto biste morali da ga smrvite kako biste to ustanovili”, rekla mi je Benetova. „Ali potiče iz istih naslaga gde je iskopan najstariji život, tako da je u njemu verovatno bilo života.” A zaista ne biste pronašli fosilizovane mi- krobe, koliko god pažljivo da ih tražite. Avaj, svi jednostavni organizmi izgoreli bi u procesima koji su pretvorili okeansko blato u kamen. Umesto toga, ono što bismo videli ako bismo smrvili kamen i pregledali ga pod mikroskopom bili bi hemijski ostaci koje su organizmi ostavili za sobom – izoto- pe ugljenika i vrstu fosfata zvanu apatit, što zajedno čini dobar dokaz da je kamen nekada sadržao ko- loniju živih bića. „Možemo samo da nagađamo kako su ti organizmi izgledali”, rekla je Benetova.
„Verovatno je to bio najosnovniji mogući život – ali, ipak, život. To je živelo. Razmnožavalo se.” I na kraju dovelo do nas.
Ako ste zaluđeni veoma starim kamenjem, kao što gospođica Benet nesumnjivo jeste, ANU je odavno pravo mesto za vas. Za to uglavnom ima da zahvali izuzetnom čoveku po imenu Bil Komp- ston, koji je sada u penziji, ali je sedamdesetih godina napravio prvu svetsku osetljivu jonsku mikro- sondu visoke rezolucije – ili ŠRIMP, kao što je od milošte poznatija po svojim inicijalima.50 To je mašina koja meri brzinu raspada uranijuma u malim mineralima koji se zovu cirkoni. Cirkoni se poja- vljuju u većini stena, ako se izuzmu bazalti, i ekstremno su izdržljivi, tako da preživljavaju svaki pri- rodni proces izuzev geološkog povlačenja. Najveći deo Zemljine kore je u nekom trenutku bio uvučen natrag, unutra, ali ponegde – na primer, u Zapadnoj Australiji ili na Grenlandu – geolozi su nalazili gomile stena koje su zauvek ostale na površini. Kompstonova mašina omogućila je da se starost tih stena odredi s neuporedivom preciznošću. Prototip ŠRIMP-a napravljen je i mašinski izrađen u radi- onici katedre za nauke o Zemlji i izgledao je kao nešto skrpljeno od rezervnih delova s malo novca, ali sjajno je funkcionisao. Prilikom svog prvog formalnog testa, 1982. godine, odredio je starost naj- starije ikada pronađene stvari – kamena starog 4,3 milijarde godina iz Zapadne Australije.
„Tada je to izazvalo prilično komešanje”, rekla mi je Benetova, „jer je nešto tako važno otkriveno tako brzo primenom najnovije tehnologije.”
Povela me je niz hodnik da pogledam novi model, ŠRIMP II. Bio je to veliki, težak aparat od ne- rđajućeg čelika, dužine oko tri i po metra i visine metar i po, izrađen robusno kao sonda za velike morske dubine. Za konzolom ispred nje bio je čovek po imenu Bob s Kenterberijskog univerziteta s Novog Zelanda i pazio je na nizove brojki na ekranu koje su se neprestano menjale. Rekao mi je da je tamo od 4 ujutro. Tada tek što je prošlo 9, i mašina je pripadala Bobu sve do podneva. ŠRIMP II radi dvadeset četiri sata dnevno; toliko ima kamenja čiju starost treba utvrditi. Pitajte dvoje geohemičara kako nešto slično tome funkcioniše i oni će početi da pričaju o izotopnom izobilju i nivoima jonizaci- je s entuzijazmom koji je pre dirljiv nego dokučiv. Glavna stvar, međutim, jeste to što je mašina u sta- nju da otkrije suptilne razlike u količini olova i uranijuma u uzorcima cirkona tako što bombarduje
uzorak kamena strujama nabijenih atoma, pa se pomoću toga starost kamenja može precizno ustanovi- ti. Bob mi je rekao da je potrebno oko sedamnaest minuta da se pročita jedan cirkon i da je neophod- no pročitati desetine iz svakog kamena kako bi podaci bili pouzdani. U praksi, taj proces je izgleda obuhvatao otprilike isti nivo aktivnosti na raznim mestima, uz podjednaku količinu stimulacije kao i poseta automatskoj perionici. Međutim, Bob je izgledao veoma zadovoljno; ali opet, ljudi s Novog Zelanda obično tako izgledaju.
Sedište katedre za nauke o Zemlji bilo je čudna kombinacija stvari – delom kancelarija, delom laboratorija, delom šupa za odlaganje mašinerije. „Sve smo ovde pravili”, rekla je ona. „Imali smo čak i sopstvenog duvača stakla, ali on je otišao u penziju. Ali i dalje imamo dvojicu razbijača kame- nja, zaposlenih s punim radnim vremenom.” Uhvatila je moj pogled blagog iznenađenja. „Obrađuje- mo mi mnogo kamenja. A ono mora biti veoma pažljivo pripremljeno. Morate biti sigurni da nema kontaminacije od prethodnih uzoraka – da nema prašine niti bilo čega drugog. To je veoma precizan proces.” Pokazala mi je mašine za mrvljenje kamenja, koje su zaista bile besprekorne, iako su razbi- jači kamenja izgleda otišli na kafu. Kraj mašina nalazile su se velike kutije s kamenjem svih oblika i veličina. Ljudi sa ANU-a zaista obrađuju mnogo kamenja.
Kada sam se vratio u kancelariju Benetove posle našeg obilaska, primetio sam da na njenom zidu visi plakat s umetničkom živopisno maštovitom interpretacijom izgleda Zemlje od pre tri i po milijar- de godina, baš kada je život otpočeo, u drevnom razdoblju koje je u nauci o Zemlji poznato kao ar- hejsko. Na plakatu se video tuđinski pejzaž sa ogromnim, veoma aktivnim vulkanima, i zapenušano more bakarne boje ispod surovog crvenog neba. Plićaci u prvom planu bili su načičkani stromatoliti- ma, vrstom bakterijskog kamena. To nije mnogo ličilo na pogodno mesto za stvaranje i održavanje ži- vota. Upitao sam je da li je ta slika tačna.
„Pa, po jednoj školi mišljenja tada je zapravo bilo hladno, zato što je sunce bilo mnogo slabije.” (Kasnije sam saznao da biolozi, kad su raspoloženi za šalu, to pominju kao „problem kineskog resto- rana” – pošto smo imali tamnije sunce.)51„Bez atmosfere, ultraljubičasti zraci sunca, čak i slabog sunca, obično su raskidali sve početne veze među molekulima. A opet tamo” – kucnula je tada po stromatolitima – „imate organizme gotovo na površini. Prava zagonetka.”
„Dakle, ne znamo kakav je svet bio u to doba?”
„Mmmm”, saglasila se zamišljeno.
„Kako god bilo, ne čini se naročito pogodno za život.”
Prijazno je klimnula glavom. „Ali mora da je postojalo nešto što je pogodovalo životu. Inače ne bismo bili ovde.”
* * *
Nama svakako ne bi pogodovalo. Kada biste izašli iz vremeplova u taj drevni arhejski svet, vrlo brzo biste zaždili natrag, jer je na Zemlji u to doba bilo isto toliko kiseonika za disanje koliko ga danas ima na Marsu. Osim toga, sve je bilo puno kužnih isparenja hlorovodoničnih i sumpornih kiselina do- voljno jakih da progrizu odeću i izazovu plikove na koži. A ne bi tamo bilo ni čistih i svetlucavih pre- dela prikazanih na plakatu iz kancelarije Viktorije Benet. Hemijska kaša tadašnje atmosfere dopuštala je samo veoma maloj količini Sunčeve svetlosti da stigne do površine Zemlje. Ono malo što biste bili u stanju da vidite bilo bi samo načas osvetljeno jarkim i čestim blescima munja. Ukratko, to jeste bila Zemlja, ali Zemlja koju ne bismo prepoznali kao svoju.
U arhejskom svetu rođendani su bili retki i u dugim intervalima. Dve milijarde godina bakterijski organizmi su bili jedini oblik života. Živeli su, reprodukovali se, rojili se, ali nisu pokazivali nikakvu
naročitu sklonost da pređu na drugi, izazovniji nivo postojanja. U nekom trenutku tokom prvih mili- jardu godina života, cijanobakterije, ili plavozelene alge, naučile su kako da se hrane iz raspoloživog izvora – iz vodonika kojeg u vodi ima u spektakularnom izobilju. Apsorbovale su molekule vode, hranile se vodonikom i ispuštale kiseonik kao otpad, izumevši pri tom fotosintezu. Kako zapažaju Margulis i Segan, fotosinteza je „nesumnjivo najvažnija metabolička inovacija u istoriji života na planeti” – a nisu je izumele biljke, već bakterije.
Kako su se cijanobakterije umnožavale, tako je svet počeo da sadrži sve više 02, na užas onih or- ganizama za koje je on bio otrovan – to jest, u to doba, za sve njih. U anaerobnom svetu (ili svetu koji ne koristi kiseonik), kiseonik je ekstremno otrovan. Naša bela krvna zrnca zapravo koriste kiseo- nik da bi ubila bakterije koje nas napadaju. To da je kiseonik fundamentalno otrovan često predsta- vlja iznenađenje za one među nama koji ga smatraju toliko važnim za našu dobrobit, ali to je samo za- to što smo evoluirali tako da ga koristimo. Za druge stvari on je pravi užas. Od njega užegne buter, a gvožđe zarđa. Čak i mi možemo da ga trpimo samo donekle. Nivo kiseonika u našim ćelijama iznosi samo oko desetine nivoa koji se nalazi u atmosferi.
Novi organizmi koji su koristili kiseonik imali su dve prednosti. Kiseonik je bio efikasniji način proizvodnje energije i uklanjao je konkurentne organizme. Neki su se povukli u sluzavi, anaerobni svet močvara i jezerskog dna. Drugi su uradili isto tako, ali su se kasnije (mnogo kasnije) preselili u digestivne traktove stvorenja kao što ste vi i ja. Veliki broj tih praiskonskih entiteta živ je u ovom tre- nutku u vašem telu, pomaže vam da svarite hranu, ali užasava se i najmanje naznake prisustva O2. Bezbroj drugih nije uspelo da se prilagodi, pa su izumrli.
Cijanobakterije su postigle neviđeni uspeh. Isprva, višak kiseonika koji su proizvodile nije se aku- mulirao u atmosferi, već se kombinovao s gvožđem i formirao okside gvožđa, koji su tonuli na dna primitivnih mora. Milionima godina, svet je bukvalno rđao – taj fenomen je živopisno zabeležen u naslagama gvožđa koje nam danas daju toliko svetske gvozdene rude. Mnogo desetina miliona godina nije se dešavalo bogzna šta pored toga. Ako biste se vratili u taj rani proterozoički svet, ne biste zate- kli mnogo naznaka koje bi nagovestile budući život na Zemlji. Možda biste ovde-onde u zaklonjenim jezercima zatekli sloj žive skrame ili sjajne zelene i mrke premaze na stenama duž obale, ali bi inače život ostao nevidljiv.
Ali pre oko 3,5 milijardi godina počelo je da se primećuje nešto jasnije. Gde god je more bilo plitko, počele su da se pojavljuju vidljive strukture. Dok su obavljale svoje hemijske rutine, cijano- bakterije su postale malčice lepljive i ta lepljivost je hvatala mikročestice prašine i peska, koje su se vezivale i formirale pomalo čudne, ali čvrste strukture – stromatolite koji su se pojavili u plićacima na plakatu na zidu u kancelariji Viktorije Benet. Bilo je raznih oblika i veličina stromatolita. Ponekad su izgledali kao ogromni karfioli, ponekad kao čupavi madraci (stromatolit potiče od grčke reči za madrac); ponekad su poprimali oblik stubova i izdizali se desetinama metara iznad površine vode – ponekad čak i do 100 metara. U svim svojim manifestacijama, oni su bili neka vrsta živog kamenja i predstavljali su prvi svetski kooperativni poduhvat, s nekim vrstama primitivnih organizama koji su živeli na samoj površini i drugim koji su živeli tik ispod, tako da su koristili prednosti uslova koje je stvarala ona druga vrsta. Svet je dobio svoj prvi ekosistem.
Naučnici su mnogo godina znali za stromatolite zahvaljujući fosilnim formacijama, ali 1961. godi- ne su se zaista iznenadili kada su otkrili zajednicu živih stromatolita u Zalivu ajkula na zabačenoj se- verozapadnoj obali Australije. To je bilo sasvim neočekivano – zapravo, toliko neočekivano da je naučnicima trebalo nekoliko godina da do kraja shvate šta su tačno pronašli. Međutim, danas je Zaliv ajkula turistička atrakcija – ili makar u onoj meri u kojoj je to moguće za mesto stotinama milja uda- ljeno od bilo čega. Napravljeni su daščani nogostupi koji se pružaju u zaliv, da bi posetioci mogli da
se prošetaju iznad vode i dobro pogledaju stromatolite koji nemo dišu tik ispod površine. Oni su bez sjaja, sivi i izgledaju, kako sam to već zapisao u jednoj ranijoj knjizi, kao veoma velika kravlja bale- ga. Ali obuzme vas neobična vrtoglavica kada shvatite da zurite u žive ostatke Zemlje kakva je bila pre tri i po milijarde godina. Kao što je rekao Ričard Forti: „Ovo je zaista putovanje kroz vreme, i da svet ume da prepozna svoja stvarna čudesa, ovo mesto bilo bi poznato koliko i piramide u Gizi.” Iako to nikada ne biste pretpostavili, to tupo stenje vrvi životom, sa procenjenih (pa, očigledno precenje- nih) tri milijarde pojedinačnih organizama na svakom kvadratnom jardu kamena. Ponekad, kada pa- žljivo pogledate, možete da vidite kako se mali nizovi mehurića dižu do površine dok ti organizmi oslobađaju kiseonik. U dve milijarde godina takvi mali napori podigli su nivo kiseonika u Zemljinoj atmosferi na 20 procenata, pripremivši put za sledeće, složenije poglavlje istorije života.
Nagovešteno je da su cijanobakterije u Zalivu ajkula organizmi sa možda najsporijom evolucijom na Zemlji, a sada su svakako među najređim. Pošto su pripremili put za složenije oblike života, isko- renili su ih gotovo svugde isti ti organizmi čije su postojanje omogućili. (Oni postoje u Zalivu ajkula zato što je voda previše slana za stvorenja koja bi se inače njima gostila.)
Jedan od razloga za tako sporo usložnjavanje života bilo je i to što je svet morao da sačeka da jednostavniji organizmi u dovoljnoj meri zasite atmosferu kiseonikom. „Životinje nisu mogle da pri- kupe energiju da bi funkcionisale”, kako je to rekao Forti. Bilo je potrebno oko dve milijarde godina, otprilike 40 procenata Zemljine istorije, da nivoi kiseonika dosegnu manje-više sadašnje nivoe kon- centracije u atmosferi. Ali kada je jednom scena bila postavljena, i naizgled sasvim iznenada, poja- vio se potpuno novi tip ćelije – one koja sadrži jezgro i druga telašca zvana organele (od grčke reči koja znači „mali alat”). Smatra se da je proces započeo kada je neka nesmotrena ili avanturistički na- strojena bakterija uhvatila neku drugu bakteriju ili bila uhvaćena, pa se ispostavilo da to pogoduje obema. Smatra se da je uhvaćena bakterija postala mitohondrija. Ta mitohondrijalna invazija (ili en- dosimbiotički događaj, kao što biolozi vole to da nazovu), omogućila je složeni život. (Kod biljaka slična invazija proizvela je hloroplaste, koji biljkama omogućuju fotosintezu.)
Mitohondrije manipulišu kiseonikom na način koji oslobađa energiju iz hranljivih materija. Bez tog dobrog i olakšavajućeg trika, danas bi se život na Zemlji sastojao samo od mulja jednostavnih mi- kroba. Mitohondrije su veoma male – možete ih spakovati milijardu u prostor koji zauzima zrnce pe- ska – ali su isto tako veoma gladne. Gotovo sve hranljive materije koje apsorbujete odlaze na njiho- vu ishranu.
Ne bismo mogli da živimo ni dva minuta bez njih, a opet čak i posle milijardu godina mitohondrije se ponašaju kao da misle da se nećemo najbolje slagati. One zadržavaju sopstvenu DNK, RNK i ri- bozome. Ne razmnožavaju se kada i njihove ćelije-domaćini. Izgledaju kao bakterije, dele se kao bakterije, a ponekad i reaguju na antibiotike kao bakterije. Ne govore čak ni istim genetskim jezikom kao ćelija u kojoj žive. Ukratko, koferi su im stalno spakovani. Kao da imate nekog stranca u kući, ali to traje već milijardu godina.
Nova vrsta ćelija poznata je kao eukariote (što znači: „zaista sa jezgrom”), nasuprot staroj vrsti zvanoj prokariote („pre-jezgra”), i po fosilnim ostacima čini se da su stigle iznenada. Najstarija do sada poznata eukariota, zvana Grypania, otkrivena je 1922. godine u gvozdenim naslagama u Mičige- nu. Takvi fosili su pronađeni samo jednom, a zatim ih nema sledećih pet stotina miliona godina.
Zemlja je načinila svoj prvi korak u pravcu da postane zaista zanimljiva planeta. U poređenju s novim eukariotama, stare prokariote jedva da su bile nešto više od „vrećica hemikalija”, da pozajmi- mo taj izraz od britanskog geologa Stivena Drurija. Eukariote su bile veće – na kraju, čak deset hi- ljada puta veće – od svojih jednostavnijih rođaka, i mogle su da nose čak hiljadu puta veću količinu DNK. Postepeno, zahvaljujući tim probojima, život je postao složen i stvorio je dve vrste organiza-
ma – one koje izbacuju kiseonik (kao što su biljke) i one koje ga uzimaju (kao što smo vi i ja).
Jednoćelijske eukariote nekad su se zvale protozoe („pre-životinja”), ali taj termin je sve prezre- niji. Danas je za njih uobičajen izraz protisti. U poređenju s bakterijama koje su im prethodile, ti novi protisti su bili pravo čudo dizajna i sofisticiranosti. Jednostavna ameba, samo jedna velika ćelija bez ikakvih drugih ambicija osim da postoji, sadrži četiri stotine miliona bita genetskih informacija u svojoj DNK – dovoljno, kao što je primetio Karl Segan, da ispuni osamdeset knjiga od pet stotina stranica.
Na kraju su eukariote naučile jedan još jedinstveniji trik. Dugo je potrajalo – oko milijardu godi- na – ali kada su jednom ovladale njime, ispostavilo se da je zaista dobar. Naučile su da zajedno obrazuju složena višećelijska bića. Zahvaljujući toj inovaciji, omogućeno je postojanje krupnih, kom- plikovanih, vidljivih entiteta kao što smo mi. Planeta Zemlja bila je spremna da pređe u svoju slede- ću ambicioznu fazu.
Ali pre nego što se previše uzbudimo zbog toga, vredi prisetiti se da svet. kao što ćemo već videti, još pripada veoma malim stvarima.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
20
Mali svet
Verovatno nije mnogo pametno ispoljavati preterano lično interesovanje za sopstvene mikrobe. Luj Paster, veliki francuski hemičar i bakteriolog, toliko se zaokupio svojim mikrobima da je počeo kri- tički da gleda kroz lupu u svaku posudu koju bi izneli pred njega, što je bila navika zbog koje ga ljudi verovatno nisu mnogo puta ponovo pozivali na večeru.
U stvari, nema svrhe da pokušavate da se sakrijete od svojih bakterija, jer one su jednako na vama i oko vas, u tolikom broju da ne možete čak ni da ga zamislite. Ako ste dobrog zdravlja i prosečno marljivi kada je higijena u pitanju, imate krdo od oko jednog biliona bakterija koje pasu po vašim mesnatim ravnicama – oko stotinu hiljada na svakom kvadratnom centimetru kože. One se tamo goste desetinama milijardi kožnih ljuspica koje vam svakodnevno otpadaju, kao i svim onim ukusnim ulji- ma i učvršćujućim mineralima koji vam curkaju iz svake pore i otvora. Za njih ste vi najbolji mogući švedski sto, topli ste pride i još se jednako krećete. U znak zahvalnosti, one vam daju telesni zadah.
A to su samo bakterije koje vam nastanjuju kožu. Bilioni drugih ušuškani su vam u stomaku i nazal- nim prolazima, okačeni su vam o kosu i trepavice, plivaju vam po površini očiju, buše vam gleđ na zubima. Samo vaš sistem za varenje domaćin je za više od stotinu biliona mikroba, koji spadaju u najmanje četiri stotine tipova. Neki se bave šećerima, neki skrobovima, neki napadaju druge bakteri- je. Iznenađujući broj njih, poput sveprisutnih crevnih spiroheta, nema nikakvu razaznatljivu funkciju. Samo se čini da im se dopada da budu sa vama. Svako ljudsko telo sastoji se od oko deset triliona ćelija, ali je ujedno domaćin za oko stotinu triliona bakterijskih ćelija. Ukratko, one čine naš veliki deo. Naravno, sa bakterijske tačke gledišta, mi činimo njihov prilično mali deo.
Pošto smo mi, ljudi, dovoljno veliki i pametni da proizvodimo i koristimo antibiotike i sredstva za dezinfekciju, lako nam je da se ubedimo da smo prognali bakterije na rubove egzistencije. Nemojte poverovati u to. Možda bakterije ne dižu gradove niti vode zanimljiv društveni život, ali biće ovde kada Sunce bude postalo crveni džin. Ovo je njihova planeta i mi smo na njoj samo zato što nam one to dozvoljavaju.
Nemojte nikada zaboraviti da su se bakterije milijardama godina snalazile i bez nas. Mi bez njih ne bismo preživeli niti jedan dan. One prerađuju naše otpadne materije i dovode ih u stanje da pono- vo mogu da se upotrebe; bez njihovog vrednog grickanja ništa ne bi trulilo. One pročišćavaju našu vodu i zahvaljujući njima zemlja nam je plodna. Bakterije sintetišu vitamine u našem stomaku, pretva- raju stvari koje pojedemo u korisne šećere i polisaharide, i odlaze da ratuju protiv stranih mikroba koji nam skliznu niz jednjak.
U potpunosti zavisimo od bakterija koje uzimaju azot iz vazduha i pretvaraju ga u za nas korisne nukleotide i amino-kiseline. To je marljiv i prijatan rad. Kao što zapažaju Margulis i Segan, da bi in- dustrijski radili isto to (kao kada prave đubrivo) proizvođači moraju da zagreju izvorne materijale do 500 stepeni Celzijusovih i da ih podvrgnu 300 puta većem pritisku od normalnog. Bakterije sve vre- me rade isto to bez ikakve frke, i bogu hvala za to, jer nema tog većeg organizma koji bi mogao da preživi bez azota koji one prenose dalje. Iznad svega, mikrobi nas i dalje snabdevaju vazduhom koji udišemo i održavaju stabilnost atmosfere. Mikrobi, uključujući i savremene verzije cijanobakterija,
snabdevaju planetu većim delom kiseonika koji se može udisati. Alge i drugi mali organizmi koji iz- bacuju mehuriće u moru svake godine izbace oko 150 milijardi kilograma toga.
A one su zapanjujuće plodne. One malo mahnitije mogu da izrode novu generaciju za manje od de- set minuta. Clostridium perfringens, gadan mali organizam koji izaziva gangrenu, može da se reprodu- kuje za devet minuta, a onda počne ponovo da se deli. Takvom brzinom, jedna jedina bakterija teorij- ski može za dva dana da izrodi potomstvo u broju jednakom broju protona u vasioni. „Sa adekvatnim izvorom hranljivih materija, jedna jedina bakterijska ćelija može da stvori 280.000 milijardi novih ćelija u samo jednom danu”, smatra belgijski biohemičar i dobitnik Nobelove nagrade Kristijan de Dive. U istom periodu, ljudska ćelija jedva može da se jednom podeli.
Otprilike jednom na svakih milion podela, bakterije proizvedu mutanta. Za mutanta je to obično zlosrećna stvar – promena je uvek rizična za svaki organizam – ali povremeno se dogodi da nova bakterija bude obdarena nekom dodatnom prednošću, kao što je sposobnost da izbegne napadu antibi- otika, ili da ih se otrese. Uz tu sposobnost evoluiranja ide druga, još strašnija prednost. Bakterije de- le informacije. Svaka bakterija može da preuzme deo genetskog koda od svake druge. U suštini, kao što kažu Margulis i Segan, sve bakterije plivaju u jednom genetskom basenu. Svaka promena usmere- na na prilagođavanje koja se dogodi u jednom delu bakterijske vasione, može da se raširi na ma koji drugi deo. To je otprilike kao kad bi ljudsko biće moglo da se obrati insektu da bi dobilo genetski kod neophodan da mu izniknu krila ili da hoda po plafonima. To znači da su bakterije s genetske tačke gledišta postale jedan jedini superorganizam – majušan, raštrkan, ali nepobediv.
One mogu da žive i napreduju na gotovo svemu što prospete, ispljunete ili otkačite od sebe. Samo im dajte malo vlage – kao kada pređete vlažnom krpom preko radne površine – i one će procvetati kao da su stvorene ni iz čega. Ješće drvo, lepak u tapetama, metale u stvrdnutoj farbi. Naučnici su u Australiji pronašli mikrobe poznate kao Ihiobacillus concretivorans koji su živeli u koncentracijama sumporne kiseline dovoljno jakim da rastvore metal – štaviše, nisu mogli da žive bez njih. Vrsta zvana Micrococcus radiophilus pronađena je kako uživa u otpadnim rezervoarima nuklearnih reaktora i prežderava se plutonijumom i svim drugim materijama koje su se tamo nalazile. Neke bakterije raz- lažu hemijske materijale iz kojih, koliko mi to možemo da ustanovimo, ne mogu da steknu nikakvu ko- rist.
Pronađene su kako žive u proključalim blatnim izvorima i jezerima kaustične sode, duboko u ste- nju, na dnu mora, u skrivenim jezercima ledene vode u Suvim dolinama Mekmerdo na Antarktiku, i 11 kilometara duboko u Tihom okeanu, gde su pritisci više od hiljadu puta veći nego na površini, ili ekvivalentni težini pedeset džambo-džetova. Izgleda da su neke od njih praktično neuništive. Deino- coccus radiodurans je, po Ekonomistu, „gotovo imun na radioaktivnost”. Zapljusnite njegovu DNK radijacijom i komadi će se smesta ponovo spojiti „kao uskoprcani udovi neupokojenog stvorenja iz nekog horor filma”.
Možda najspektakularniji do sada otkriveni slučaj preživljavanja odnosi se na bakteriju streptoko- ke koja je izvađena između nepropusno slepljenih sočiva kamere koja je dve godine stajala na Mese- cu. Ukratko, malo je tih sredina gde bakterije nisu spremne da žive. „Sada, pri spuštanju sondi u oke- anske otvore koji su toliko vreli da same sonde počinju da se tope, čak i tamo pronalaze bakterije”, rekla mi je Viktorija Benet.
Tokom dvadesetih godina dva naučnika sa Čikaškog univerziteta, Edson Bastin i Frenk Grir, obja- vili su da su iz bušotina nafte izolovali vrste bakterija koje su živele na dubinama od 600 metara. Ta zamisao je odbačena kao fundamentalno nečuvena – na dubini od 600 metara nema ničega od čega bi se moglo živeti – i pedeset godina se pretpostavljalo da su njihovi uzorci bili kontaminirani povr- šinskim mikrobima. Sada znamo da postoji mnogo mikroba koji žive duboko u Zemlji, a mnogi od
njih nemaju nikakve veze s konvencionalno organskim svetom. Oni jedu kamenje ili, radije, materije koje su u kamenju – gvožđe, sumpor, mangan i tako dalje. A i udišu čudne stvari – gvožđe, hrom, kobalt, uranijum čak. Takvi procesi mogu biti ključni za koncentrisanje zlata, bakra i drugih dragoce- nih metala, a moguće i depozita nafte i prirodnog gasa. Čak je nagovešteno da je njihovo neumorno grickanje stvorilo Zemljinu koru.
Neki naučnici sada misle da bi pod našim nogama moglo da živi i svih 100 biliona tona bakterija u onome što se zove potpovršinski litoautotrofni mikrobski ekosistemi – ukratko, SLUZ.52 Tomas Gold sa Univerziteta Kornel izneo je procenu po kojoj, ako uzmete sve bakterije iz Zemljine unutra- šnjosti i istovarite ih na površinu, prekriće planetu do dubine od 15 metara – što je visina četvoro- spratnice. Ako su procene tačne, ispod Zemlje bi moglo da bude više života nego povrh nje.
Na dubini, mikrobi se smanjuju i ekstremno usporavaju. Najživahniji među njima možda se ne dele češće od jednom u sto godina, neki možda ne češće od jednom u petsto godina. Kao što to piše u Eko- nomistu: „Izgleda da je ključ za dugovečnost da se ne radi previše.” Kada zaista prigusti, bakterije su spremne da poisključuju sve sisteme i sačekaju bolja vremena. Godine 1997. naučnici su uspešno ak- tivirali neke spore antraksa koje su spavale osamdeset godina u jednom muzejskom eksponatu u Trondhajmu, u Norveškoj. Drugi mikroorganizmi naglo su oživeli kada su bili pušteni iz konzerve me- sa stare 118 godina i flaše piva stare 166 godina. Godine 1996. naučnici Ruske akademije nauka ob- javili su da su oživeli bakterije zaledene u sibirskoj tundri tri miliona godina. Ali rekord u izdržljivo- sti pripada onome što su otkrili Rasel Vrilend i njegove kolege na Univerzitetu Vestčester u Pensilva- niji godine 2000, kada su objavili da su oživeli bakteriju staru 250 miliona godina, po imenu Bacillus permians, koja je bila uhvaćena u naslagama soli 600 metara pod zemljom u Karlsbadu, u Novom Meksiku. Ako je tako, taj mikrob je stariji od kontinenata.
Izveštaj je naišao na razumljivu sumnjičavost. Mnogi biohemičari smatrali su da bi u takvom vre- menskom rasponu komponente mikroba postale beskorisne usled razgradnje osim ako se bakterija ni- je s vremena na vreme budila. Međutim, ako se bakterija povremeno i meškoljila, nije postojao pri- hvatljiv interni izvor energije koji bi mogao tako dugo da traje. Podozriviji naučnici pretpostavili su da je uzorak možda bio kontaminiran, ako ne za vreme njegovog uzimanja, onda možda dok je još bio zakopan. Godine 2001, ekipa sa Univerziteta Tel Aviv ustvrdila je da je B. permians gotovo identičan sa vrstom savremene bakterije, Bacillus marismortui, pronađene u Mrtvom moru. Samo su se dve nji- hove genetske sekvence razlikovale, i to vrlo malo.
„Zar treba da poverujemo”, napisali su izraelski istraživači, „da je za 250 miliona godina B. per- mians akumulirao istu količinu genetskih razlika koja se može postići u laboratoriji, za samo 3–7 da- na?” U svom odgovoru, Vrilend je sugerisao da „bakterije brže evoluiraju u laboratoriji nego u di- vljini”.
Možda.
* * *
Uznemirujuća je činjenica da duboko u svemirskoj eri većina udžbenika deli živi svet na samo dve kategorije – biljke i životinje. Mikroorganizmi jedva da se i pojavljuju. Amebe i slični jednoćelijski organizmi tretirani su kao proto-životinje, a alge kao proto-biljke. I bakterije se obično podvode pod biljke, iako svi znaju da ne pripadaju tamo. Još krajem devetnaestog veka, nemački prirodnjak Ernst Hekel nagovestio je da bakterije zaslužuju da se svrstaju u zasebno kraljevstvo, koje je on nazvao Monera, ali ta zamisao počela je da pušta koren među biolozima tek tokom šezdesetih godina dvade- setog veka, a i tada samo među nekima. (Primećujem da moj pouzdani stoni rečnik Američko nasleđe
iz 1969. godine ne poznaje taj termin.)
Tradicionalna podela je učinila lošu uslugu i mnogim organizmima iz vidljivog sveta. Gljivice, grupa koja obuhvata pečurke, plesni, buđi, kvasce i puhare, gotovo uvek su tretirane kao predmet bo- tanike, iako zapravo gotovo ništa u vezi s njima – način na koji se razmnožavaju i dišu, kako se gra- de – ne odgovara bilo čemu u biljnom svetu. Strukturno, one imaju više zajedničkog sa životinjama po tome što ćelije grade iz hitina, materijala koji im daje osobenu teksturu. Ista supstanca se koristi za oklope insekata i kandže sisara, mada nije ni blizu tako ukusna u bubi jelenku kao u pečurci „portobe- lo”. Iznad svega, za razliku od svih biljaka, pečurke ne vrše fotosintezu, pa nemaju hlorofila i zato ni- su zelene. Umesto toga, one rastu direktno na izvoru svoje hrane, što može biti gotovo bilo šta. Gljivi- ce će pojesti sumpor sa betonskog zida ili materiju koja vam se raspada među prstima na nogama – a to su dve stvari koje nijedna biljka ne radi. Gotovo jedina biljna osobina koju imaju jeste da pušta- ju korenje.
Još manje pogodna za kategorizaciju bila je osobena grupa organizama koji se formalno zovu mik- somicete, ali su poznatiji kao sluzava buđ. To ime nesumnjivo ima veze s činjenicom da su tako nepo- znati. Naziv koji bi zvučao malo dinamičnije – „ambulantna samoaktivirajuća protoplazma”, reci- mo – a manje kao nešto što pronađete kada posegnete duboko u zapušeni slivnik, gotovo sigurno bi neposrednije doneo tim izuzetnim entitetima deo pažnje koju inače zaslužuju, jer sluzava buđ je, da ne pogrešimo, jedan od najzanimljivijih organizama u prirodi. U dobra vremena, ona postoji u obliku jednoćelijskih jedinki, prilično nalik na amebe. Ali kada se uslovi pogoršaju, te jedinke dopuze do centralnog mesta za okupljanje i pretvore se, gotovo čudesno, u puža. Puž nije bogzna kako lepa stvar i ne prevaljuje velike udaljenosti – obično samo od dna gomile opalog lišća pa do vrha, gde se nade u malo izloženijem položaju – ali milionima godina to je verovatno bio najbolji trik u vasioni.
1 tu se ne zaustavlja. Pošto se izvukla na povoljniju poziciju, sluzava buđ se ponovo preobrazi i poprimi oblik biljke. Po nekom čudno urednom procesu, ćelije se prekonfigurišu, kao pripadnici ne- kog malog bleh-orkestra u maršu, da bi obrazovale stabljiku na čijem je vrhu lukovica poznata kao plodno telo. Unutar plodnog tela nalaze se milioni spora koje se, u odgovarajućem trenutku, puste da ih vetar oduva kako bi postale jednoćelijski organizmi koji će započeti proces iznova.
Godinama su zoolozi za sluzavu buđ tvrdili da je protozoa, a mikolozi da je gljivica, mada su ljudi većinom uviđali da ona zapravo ne spada nigde. Kada su bila omogućena genetska ispitivanja, ljudi u laboratorijskim mantilima iznenadili su se kada su ustanovili da je sluzava buđ toliko osobena i čud- na da nije u direktnoj vezi ni sa čim u prirodi, a ponekad čak ni sama sa sobom.
Godine 1969. u pokušaju da unese nekakav red u sve neadekvatniju klasifikaciju, ekolog sa Korne- la po imenu R. H. Vitaker izneo je u časopisu Nauka predlog da se život podeli na pet glavnih ograna- ka – carstava, kao što su ti ogranci poznati: životinjski svet, biljni svet, gljivice, protiste i monere. Protista je modifikacija ranijeg termina, Protoctista, koji je predložio škotski biolog Džon Hog, i tre- balo je da opiše svaki organizam koji nije bio ni biljka ni životinja.
lako je Vitakerova nova shema donela veliko poboljšanje, protiste su ostale loše definisane. Neki taksonomi rezervisali su taj termin za krupne jednoćelijske organizme – eukariote – ali drugi su ga tretirali kao biološku fioku za rasparene čarape i tamo trpali sve što se nigde drugde nije uklapalo. Protiste su obuhvatale (u zavisnosti od teksta koji ste čitali) sluzavu buđ, amebe, čak i morsku travu pored mnogih drugih stvari. Po jednom proračunu, tamo je bilo sveukupno čak i dve stotine hiljada različitih vrsta organizama. To je baš mnogo rasparenih čarapa.
Ironično je da se, baš kada je Vitakerova klasifikacija sa pet carstava počela da nalazi put do udžbenika, skromni akademik sa Univerziteta Ilinoisa probijao prema otkriću koje će sve promeniti. Njegovo ime bilo je Karl Vouz (rimuje se sa „rouz”) i od sredine šezdesetih godina – odnosno, ono-
liko rano koliko je to bilo moguće – on je tiho izučavao genetske sekvence u bakterijama. U prvo vreme to je bio izuzetno pipav postupak. Rad na jednoj jedinoj bakteriji mogao je lako da potraje go- dinu dana. Tada se, po Vouzu, znalo samo za petstotinak vrsta bakterija, što je manje od broja vrsta koje imate u ustima. Danas je taj broj oko deset puta veći, mada je i dalje daleko manji od 26.900 vr- sta algi, 70.000 gljivica i 30.800 ameba i srodnih organizama čije su biografije ispunile anale biolo- gije.
Ukupan broj nije i dalje mali samo zbog puke ravnodušnosti. Bakterije mogu biti toliko teške za pronalaženje i izučavanje da to izaziva očajanje. Samo oko jedan odsto bakterija će rasti u kulturi. Ako se ima u vidu to koliko su neobuzdano prilagodljive u prirodi, čudno je da jedino mesto gde iz- gleda ne žele da žive jeste laboratorijska posuda. Ubacite ih u agar i mazite ih koliko god vam volja, većinom će samo da leže tamo i odbijaće svaki podsticaj da se razvijaju. Svaka bakterija koja napre- duje u laboratoriji po definiciji je izuzetna, a opet, to su gotovo isključivo bili organizmi koje su mi- krobiolozi proučavali. Bilo je to, rekao je Vouz, „kao da o životinjama učite iz poseta zoo-vrtu”.
Međutim, geni su Vouzu dozvolili da priđe mikroorganizmima iz drugog ugla. Dok je radio, Vouz je shvatio da postoje fundamentalnije podele u svetu mikroba nego što je to iko podozrevao. Mnogo ma- lih organizama koji su ličili na bakterije i ponašali se kao bakterije zapravo su bili nešto sasvim dru- go – nešto što se odavno odvojilo od bakterija u poseban ogranak. Vouz je te organizme nazvao arhi- bakterijama, što je kasnije skraćeno u naziv arhea.
Mora se reći da atributi koji izdvajaju arhee od bakterija nisu takvi da bi izazvali ubrzanje pulsa kod nekoga ko nije biolog. To su mahom razlike u njihovim mastima i nedostatak nečega što se zove peptidoglikan. Ali u praksi, to je ogromna razlika. Arhee se više razlikuju od bakterija nego vi i ja od krabe ili pauka. Sam-samcat, Vouz je otkrio nepoznatu podelu živog sveta, toliko fundamentalnu da je stajala iznad nivoa carstva na vrhu Univerzalnog drveta života, kao što se to naziva, sa prilično po- štovanja.
Godine 1976. on je zaprepastio svet – ili makar onaj njegov delić koji je obraćao pažnju na to – ponovnim crtanjem Drveta života koje više nije obuhvatalo pet podela, već dvadeset tri. Njih je on grupisao u tri nove glavne kategorije – bakterije, arhee i eukarije (koje se ponekad pišu Euca- rya) – koje je nazvao domenima. Novi aranžman bio je sledeći:
Bakterije: cijanobakterije, ljubičaste bakterije, gram-pozitivne bakterije, zelene nesumporne bakterije, flavobakterije i termotogale
Arhee: halofilne arhee, metanosarcine, metanobakterije, metanokoke, termoceler, termoproteus i pirodiktijum
Eukarije: diplomade, mikrosporidije, trihomonade, flagele, entamebe, sluzave buđi, cilijati, bilj- ke, gljivice i životinje
Vouzove nove podele nisu naprečac osvojile biološki svet. Neki su otpisali taj sistem kao pretera- no opterećen mikrobima. Mnogi su ga naprosto ignorisali. Vouz je bio, kako kaže Frensis Eškroft,
„gorko razočaran”. Ali njegova nova shema polako je počela da pušta koren među mikrobiolozima. Botaničari i zoolozi mnogo su sporije prihvatali njene vrline. Nije teško uvideti zašto. U Vouzovom modelu, svetovi botanike i zoologije bili su smešteni na nekoliko grančica najisturenije grane eukarij- skog dela stabla.
„Ti ljudi su učeni da klasifikuju na osnovu velikih morfoloških sličnosti i razlika”, rekao je Vouz novinaru koji ga je intervjuisao 1996. godine. „Mnogi od njih teško su mogli da progutaju zamisao da se to čini na osnovu molekularne sekvence.” Ukratko, ako nisu mogli rođenim očima da uvide razliku,
nije im se dopadalo. 1 tako su uporno insistirali na konvencionalnoj podeli na pet carstava – što je aranžman za koji Vouz kaže da „nije naročito koristan” kada bira reči, odnosno da „definitivno navodi na pogrešne zaključke” u najvećem broju ostalih slučajeva. „Biologija, kao i fizika pre nje”, napisao je Vouz, „prešla je na nivo gde se predmeti interesovanja i njihove interakcije često ne mogu primetiti direktnim posmatranjem.”
Godine 1998. veliki i stari harvardski zoolog Ernst Majer (koji je tada bio u svojoj devedeset če- tvrtoj godini, a u vreme kada ovo pišem bliži se stotoj i još se dobro drži,53 dodatno je uskomešao duhove izjavivši da bi trebalo da postoje samo dve primarne podele života – on ih je nazvao „car- stvima”. U radu objavljenom u Spisima Nacionalne akademije nauka, Majer je rekao da su Vouzova otkrića zanimljiva, ali na sasvim pogrešnom tragu, primetivši da „Vouz nije obrazovan kao biolog i sasvim prirodno ne poseduje ekstenzivno poznavanje principa klasifikacije”, što će reći da nema poj- ma o čemu govori.
Pojedinosti Majerove kritike su veoma tehničke – obuhvataju pitanja mejotičke seksualnosti, he- nigijanske klasifikacije i kontroverzne interpretacije genoma Methanobacterium thermoautrophicum-a pored mnogo drugih stvari – ali se praktično svodi na to da Vouzov aranžman unosi neravnotežu u Drvo života. Majer zapaža da se prostor koji pripada bakterijama sastoji od samo nekoliko hiljada vrsta dok arhejski sadrži pukih 175 primeraka, sa još možda nekoliko hiljada koje tek treba otkriti –
„ali jedva više od toga” Nasuprot tome, eukariotski prostor – što će reći, komplikovani organizmi čije ćelije imaju jezgro, poput nas – broji već milione vrsta. U cilju „principa ravnoteže”, Majer za- stupa gledište da se jednostavni bakterijski organizmi iskombinuju u jednoj kategoriji, kategoriji Pro- kariota, da bi se složeniji i „veoma evoluirani” ostatak smestio u carstvo Eukariota, koje bi stajalo uz prvu kategoriju kao jednako. Drugačije rečeno, on zastupa gledište da se stvari manje-više zadrže kao što su bile ranije. Ta podela na jednostavne ćelije i složene ćelije „jeste ta velika podela u živom svetu”.
Ako nas Vouzov novi aranžman ičemu uči, onda je to da je život zaista raznovrstan, a da je najveći broj tih njegovih različitih vidova mali, jednoćelijski i nepoznat. U ljudskoj je prirodi da misli o evo- luciji kao o dugačkom lancu poboljšanja, o beskrajnom napretku prema veličini i složenosti – rečju, prema nama. Laskamo sebi. Najmnogobrojnije stvarne raznovrsnosti u evoluciji javljaju se kod malih bića. Mi, krupna stvorenja, samo smo srećan ishod – zanimljiva sporedna grana. Od dvadeset tri glavne podele života, samo tri – biljke, životinje i gljivice – dovoljno su velike da se vide ljud- skim okom, a čak i one sadrže vrste mikroskopske veličine. Štaviše, po Vouzu, ako biste sabrali ukup- nu biomasu planete – svako živo stvorenje, uključujući i biljke – mikrobi bi činili najmanje 80 pro- cenata svega što postoji, možda i više. Svet pripada veoma malim bićima – i tako je već veoma du- go.
* * *
U nekom trenutku svog života sigurno ćete upitati zašto onda mikrobi tako često žele da nam naude. Kakvo bi to zadovoljstvo jedan mikrob mogao da ima zato što nam podigne temperaturu ili nas ras- hladi, unakazi čirevima ili na kraju krajeva ubije? Na kraju krajeva, mrtav domaćin teško da može da pruži dugoročnu gostoljubivost.
Započetak, vredi upamtiti da je većina mikroorganizama neutralna ili čak doprinosi ljudskom bla- gostanju. Najinfektivniji organizam na Zemlji, bakterija zvana volbahija, uopšte ne škodi ljudima – niti, kad smo već kod toga, bilo kom drugom kičmenjaku – ali ako ste račić, glista ili voćna mušica, ume da vas natera da poželite da se nikad niste ni rodili. Po Nešenel džiografiku, sveukupno, tek je-
dan mikrob u hiljadu patogen je za ljude – mada, znajući šta neki od njih mogu da urade, može nam se oprostiti pomisao da je to sasvim dovoljno. Čak i ako je većina njih benigna, mikrobi su i dalje ubica broj tri u Zapadnom svetu – a čak i mnogi koji nas ne ubiju nateraju nas da zažalimo što posto- je.
Mikrob ima izvesne koristi od domaćina koji se ne oseća dobro. Simptomi bolesti često pomažu njegovom širenju. Povraćanje, kijanje i proliv izvrsni su metodi izlaska iz domaćina i pripreme za ukrcavanje u sledećeg. Najefektnija strategija od svih jeste pribaviti pomoć pokretne treće strane. In- fektivni organizmi vole komarce zato što ih ubod komarca isporuči direktno u krvotok gde mogu da se daju pravo na posao pre nego što odbrambeni mehanizmi žrtve stignu da ustanove šta ih je napalo. Zbog toga tako mnogo najtežih bolesti – malarija, žuta groznica, groznica denga, encefalitis i još sto- tinak manje slavnih, ali često gramzivih bolesti – počinje ujedom komarca. Za nas je prava sreća i slučajnost što HIV, agens side, nije među njima – bar još ne. Svaki HIV koji komarac usisa tokom svojih putovanja rastvori se u komarčevom metabolizmu. Kad nastupi dan da virus mutacijom to zao- biđe, možemo se naći u stvarnim neprilikama.
Međutim, pogrešno je posmatrati tu stvar previše pažljivo sa stanovišta logike zato što mikroorga- nizmi očigledno nisu proračunati entiteti. Njih nije briga šta će vam učiniti, baš kao što vas nije briga za to kakve im nevolje nanosite kada ih ubijate u milionima dok se sapunjate pod tušem ili dok nano- site dezodorans. Jedina prilika kada vaše trajno blagostanje ima neki uticaj na patogene jeste kada vas oni previše efikasno ubiju. Ako vas eliminišu pre nego što uspeju da se presele dalje, mogu i sa- mi umreti. Džared Dajamond primećuje da je istorija puna bolesti koje su „nekada izazivale zastrašu- juće epidemije, da bi zatim nestale podjednako tajanstveno kao što su se i pojavile”. On navodi robu- snu, ali milostivo prolaznu englesku bolest znojenja koja je besnela od 1485. do 1552. godine i pri tom pobila hiljade ljudi, pre nego što je sagorela. Preterana efikasnost nije dobra stvar ni za jedan in- fektivni organizam.
Mnoge bolesti ne javljaju se zbog onoga što vam je organizam uradio, već zbog onoga što vaše te- lo pokušava da uradi organizmu. U svom pohodu čiji je cilj da telo oslobodi patogena, imunološki si- stem ponekad uništava ćelije ili oštećuje kritična tkiva, tako da često kada vam nije dobro ne osećate patogene već sopstvene imunološke reakcije. U svakom slučaju, razboljevanje je razumna reakcija na infekciju. Bolesni ljudi se povuku u postelju i tako predstavljaju manju pretnju široj zajednici.
Pošto napolju ima toliko stvari s potencijalom da vam naude, vaše telo drži mnogo različitih vrsta odbrambenih belih krvnih zrnaca – ukupno desetak miliona tipova, a svaka je sačinjena tako da pre- pozna i uništi određenu vrstu napadača. Bilo bi nemoguće neefikasno održavati deset miliona različi- tih stajaćih vojski, pa tako svaka vrsta belih krvnih zrnaca zadržava u aktivnoj službi samo nekoliko izviđača. Kada neki infektivni agens – poznat pod nazivom antigen – pređe u napad, relevantni iz- vidnici prepoznaju napadača i pozovu odgovarajuća pojačanja. Dok vam telo proizvodi te vojske, najčešće se osećate slomljeno. Oporavak počinje kada se trupe konačno aktiviraju.
Bele ćelije su nemilosrdne i loviće i ubiti i poslednjeg patogena kojeg mogu da pronađu. Da bi iz- begli izumiranje, napadači su razvili dve elementarne strategije. Ili udaraju brzo i prelaze na novog domaćina, kao kod uobičajenih infektivnih bolesti poput gripa, iti se preruše tako da ih bela krvna zrnca ne ugledaju, kao kod HlV-a, virusa odgovornog za sidu, koji može godinama da čeka bezopasan i neprimetan u jezgrima ćelija pre nego što krene u akciju.
Jedan od neobičnijih aspekata infekcije jeste da nam inače neškodljivi mikrobi ponekad dospeju u pogrešne delove tela i „malčice polude”, po rečima doktora Brajana Marša, specijaliste za infektivne bolesti u Medicinskom centru Dartmut-Hičkok u Libanu, Nju Hempšir. „To se jednako dešava sa au- tomobilskim nesrećama, kada ljudi pretrpe unutrašnje povrede. Inače bezazleni mikrobi iz stomaka
dospeju u druge delove tela – krvotok, na primer – i izazovu pravi haos.”
Trenutno najstrašniji, najnekontrolisaniji bakterijski poremećaj jeste bolest zvana nekrotirajući fa- scitis, kada bakterije praktično izjedu žrtvu iznutra i prožderu unutrašnje tkivo, ostavljajući za sobom kašaste, kužne ostatke. Pacijenti se često jave sa relativno blagim pritužbama obično osipom na koži i temperaturom – ali to se stanje onda dramatično pogorša. Kada ih otvore, često ustanove da su jed- nostavno pojedeni. Jedino lečenje je nešto što se zove „radikalna operacija ekscizije” – isecanje svakog komadića inficirane oblasti. Sedamdeset procenata žrtava umre; mnoge od preostalih ostanu grozno unakažene. Izvor infekcije je obična bakterija zvana streptokok grupe A, koja obično izaziva samo upalu grla. Veoma retko, iz nepoznatih razloga, neke od tih bakterija prodru kroz oblogu grla i uđu u samo telo, gde naprave potpuni, destruktivni haos. One su sasvim otporne na antibiotike. Oko hiljadu slučajeva godišnje dogodi se u Sjedinjenim Američkim Državama, a niko ne može da tvrdi da se to neće pogoršati.
Baš isto to dogodilo se s meningitisom. Najmanje 10 procenata mlađih punoletnika, i možda 30 procenata starijih maloletnika, nosioci su smrtonosne bakterije meningokoke, ali ona sasvim bezopa- sno obitava u grlu. Samo povremeno – kod otprilike jedne mlade osobe u stotinu hiljada – ona do- spe u krvotok i takva osoba se poprilično razboli. U najgorim slučajevima, smrt nastupi za dvanaest sati. To je šokantno brzo. „Osoba koja je savršeno zdrava za doručkom, uveče već može biti mrtva”, kaže Marš.
Imali bismo mnogo više uspeha s bakterijama da nismo toliko neumereni u upotrebi svog najboljeg oružja protiv njih: antibiotika. Začudo, po jednoj proceni 70 odsto antibiotika koji se koriste u razvi- jenom svetu daje se domaćim životinjama, često rutinski u stočnoj hrani, da bi se jednostavno pobolj- šao rast i sprečile infekcije. Takva primena daje bakterijama idealnu priliku da razviju otpornost na njih. Tu priliku one su iskoristile s mnogo entuzijazma.
Godine 1952. penicilin je bio sasvim efikasan protiv svih vrsta bakterija stafilokoke, do te mere da je početkom šezdesetih ministar zdravlja SAD Vilijam Stjuart sa velikim samopouzdanjem obja- vio: „Došlo je vreme da se zatvori knjiga o infektivnim bolestima. Praktično smo izbrisali infekcije iz Sjedinjenih Američkih Država.” Međutim, još dok je to govorio, oko 90 procenata tih vrsta razvi- jalo je imunitet na penicilin. Ubrzo je jedna od tih novih vrsta, zvana meticilin-rezistentni zlatni stafi- lokok, počela da se pojavljuje u bolnicama. Samo jedan tip antibiotika, vanomicin, ostao je efikasan protiv njega, ali godine 1997. iz jedne bolnice u Tokiju javljeno je da se pojavila vrsta otporna čak i na to. Za samo nekoliko meseci, ona se proširila na još šest japanskih bolnica. Na sve strane, mikrobi ponovo počinju da dobijaju rat: samo u američkim bolnicama umre oko četrnaest hiljada ljudi godi- šnje od infekcija koje tamo dobiju. Kao što je primetio Džejms Surovjecki u članku za Njujorker, ako mogu da biraju između razvoja antibiotika koje će ljudi uzimati svakodnevno dve sedmice i antide- presanata koje će ljudi uzimati svakodnevno zauvek, farmaceutske kompanije radije biraju potonje, što nimalo ne čudi. Iako je nekoliko antibiotika malo ojačano, farmaceutska industrija nam još od se- damdesetih godina nije dala nijedan potpuno nov antibiotik.
Naš nemar još više zabrinjava od otkrića da mnoga druga oboljenja mogu imati bakterijsko pore- klo. Proces otkrivanja započeo je 1983. godine kada je Bari Maršal, lekar iz Perta, u Zapadnoj Au- straliji, otkrio da mnoge želudačne kancere i mnoge želudačne čireve izaziva bakterija zvana Helico- bacter pylori. Iako je njegova otkrića bilo lako ispitati, ta zamisao bila je toliko radikalna da je pro- šlo više od decenije pre nego što je postala opšteprihvaćena. Američki Nacionalni instituti zdravlja, na primer, nisu zvanično prihvatili tu zamisao sve do 1994. godine. „Stotine, čak hiljade ljudi sigurno su umrle od čira, a da nisu morale”, rekao je Maršal novinaru iz Forbsa 1999. godine.
Od tada, dalja istraživanja pokazala su da postoji, ili da bi mogla da postoji, bakterijska kompo-
nenta u svim vrstama drugih poremećaja – srčanim bolestima, astmi, artritisu, multipl sklerozi, neko- liko tipova mentalnih poremećaja, mnogim kancerima, pa čak i, kako je nagovešteno (ni manje ni više nego u Nauci) u gojaznosti. Možda nije daleko dan kada će nam zatrebati efikasan antibiotik, ali neće- mo imati nijedan na koji bismo se oslonili.
Možda je donekle utešno znati da i bakterije mogu da se razbole. Njih ponekad inficiraju bakterio- fage (ili jednostavno fage), tip virusa. Virus je čudan i odbojan entitet – „parče nukleinske kiseline okruženo lošim vestima” po pamćenja vrednoj frazi dobitnika Nobelove nagrade Pitera Medavara. Manji i jednostavniji od bakterija, virusi sami po sebi nisu živi. U izolaciji su nepokretni i bezopasni. Ali ako ih unesete u pogodnog domaćina, daće se na posao – oživeće. Zna se za oko pet hiljada tipo- va virusa, i oni nam donose mnogo stotina bolesti, od gripa i obične prehlade do onih koje su najopa- sniji po ljudsko blagostanje: velikih boginja, besnila, žute groznice, ebole, polija i side.
Virusi napreduju tako što otmu genetski materijal žive ćelije i upotrebe ga za proizvodnju novih virusa. Fanatično se razmnožavaju, a onda eksplodiraju u potrazi za novim ćelijama koje bi okupirali. Pošto sami po sebi nisu živi organizmi, mogu sebi dozvoliti da budu veoma jednostavni. Mnogi, uključujući i HIV, imaju deset gena ili manje, dok i najjednostavnija bakterija zahteva nekoliko hilja- da. Oni su takođe veoma mali, premali da bi se videli konvencionalnim mikroskopom. Tek kada je 1943. izmišljen elektronski mikroskop, nauka ih je prvi put pogledala. Ali oni mogu naneti ogromnu štetu. Velike boginje su, po nekim procenama, samo u dvadesetom veku ubile trista miliona ljudi.
Oni takođe imaju zastrašujuće svojstvo da se naglo pojave u svetu u nekom novom, zaprepašćuju- ćem obliku, a onda ponovo nestanu jednakom brzinom kao što su i došli. Godine 1916, u jednom ta- kvom slučaju, ljudi u Evropi i Americi počeli su da pate od čudne bolesti spavanja, koja je postala poznata kao encefalitis letargika. Žrtve bi zaspale i ne bi se budile. Sa velikim teškoćama mogle su da budu probuđene kako bi uzele hranu ili otišle u toalet, i razumno su odgovarale na pitanja – znale su ko su i gde se nalaze – mada su se uvek ponašale apatično. Međutim, istog trenutka kada bi im se dozvolilo da počinu, smesta bi potonule u najdublji san i ostale u tom stanju sve dok ih neko ponovo ne bi probudio. Neke žrtve tako su obitavale mesecima do smrti. Veoma malo ih je preživelo i došlo svesti, ali ne i ranijoj živahnosti. Egzistirale su u stanju duboke apatije, „kao presahli vulkani”, po re- čima jednog lekara. Za deset godina, ta bolest je ubila oko pet miliona ljudi, a onda tiho nestala. Nije zaslužila mnogo trajne pažnje zato što je u međuvremenu još gora epidemija – štaviše, najgora u istoriji – zapljusnula svet.
Ponekad se to naziva Velika epidemija svinjskog gripa, a ponekad Velika epidemija španskog gri- pa, ali u svakom slučaju, bila je žestoka. Prvi svetski rat ubio je za četiri godine 21 milion ljudi; svinjski grip učinio je isto to u svoja prva četiri meseca. Gotovo 80 procenata američkih žrtava iz Pr- vog svetskog rata nije palo od neprijateljske vatre, već od gripa. U nekim jedinicama smrtnost je bila čak i 80 odsto.
Svinjski grip je nastao iz normalnog, nesmrtonosnog gripa u proleće 1918. godine, ali nekako, to- kom sledećih meseci – niko ne zna ni kako ni gde – ovaj je mutirao u nešto mnogo ozbiljnije. Peti- na žrtava patila je samo od blagih simptoma, ali je ostatak teško oboleo i mnogi su umrli. Neki su podlegli za samo nekoliko sati; drugi su se držali i nekoliko dana.
U Sjedinjenim Američkim Državama prve smrti zabeležene su među mornarima u Bostonu krajem avgusta 1918. godine, ali epidemija se brzo raširila na sve krajeve zemlje. Škole su zatvorene, mesta za javnu zabavu takođe, ljudi su svuda nosili maske. To je bilo od male pomoći. Između jeseni 1918. i proleća sledeće godine, 548.452 ljudi umrlo je od gripa u Americi. Broj mrtvih u Britaniji bio je 220.000, sa sličnim brojkama u Francuskoj i Nemačkoj. Niko ne zna globalni broj mrtvih, jer su po- daci iz zemalja trećeg sveta često bili loši, ali on nije manji od dvadeset miliona, a verovatno je bliži
broju od pedeset miliona. Neke procene su ukupan globalni broj popele čak na stotinu miliona.
U pokušaju da pronađu vakcinu, medicinske vlasti izvele su eksperimente na dobrovoljcima u voj- nom zatvoru na Ostrvu jelena u bostonskoj luci. Zatvorenicima je obećano pomilovanje ako prežive niz testova. Ti testovi su, u najmanju ruku, bili rigorozni. Najpre je pacijentima ubrizgano plućno tki- vo uzeto od mrtvih, a onda su ih prskali po očima, nosu i ustima zaraznim rastvorima. Ako i dalje ne bi podlegli, mazali bi im grla brisevima uzetih direktno od bolesnika na samrti. Ako bi sve drugo za- kazalo, zahtevali bi od njih da sede otvorenih usta dok bi se ozbiljno bolesna žrtva malo pridigla i za- kašljala im se u lice.
Donekle zapanjujuće je da su od trista ljudi koji su se dobrovoljno javili, lekari odabrali šezdeset dvojicu za testiranje. Nijedan nije dobio grip – niti jedan. Jedina osoba koja se razbolela bio je le- kar s tog odeljenja koji je ubrzo umro. Verovatno objašnjenje za to jeste da je epidemija nekoliko ne- delja ranije prošla kroz zatvor, pa su dobrovoljci, koji su svi listom preživeli tu posetu, stekli prirod- ni imunitet.
Mnogo toga vezanog za epidemiju gripa iz 1918. loše je ili nimalo shvaćeno. Jednu zagonetku predstavlja njegova iznenadna erupcija, na sve strane, na mestima koja razdvajaju okeani, planinski venci i druge zemaljske prepreke. Virus ne može da preživi duže od nekoliko sati izvan tela domaći- na, pa kako je onda mogao da se u istoj nedelji pojavi u Madridu, Bombaju i Filadelfiji?
Odgovor je verovatno da se inkubirao i da su ga širili ljudi koji su imali samo blage ili nikakve simptome. Čak i kod normalnih epidemija, oko 10 procenata ljudi u svakoj datoj populaciji ima grip, ali nesvesno je toga zato što ne oseća nikakve loše efekte. A pošto se i dalje kreću, oni su obično sjajni raznosioci bolesti.
To bi objasnilo široku distribuciju epidemije iz 1918. godine, ali i dalje ne objašnjava kako je vi- rusu uspelo da se pritaji nekoliko meseci pre nego što je tako eksplozivno izbio manje-više istovre- meno po čitavom svetu. Još zagonetnije je to što je najpogubniji bio za ljude u najboljim godinama. Grip obično najteže pogodi bebe i starije ljude, ali tokom epidemije iz 1918. smrt je preovlađivala među ljudima dvadesetih i tridesetih godina. Stariji su možda imali koristi od otpornosti stečene rani- jim izlaganjem istoj vrsti, ali ne zna se zbog čega su bili pošteđeni i oni veoma mladi. Najveća zago- netka od svih jeste pitanje zbog čega je grip iz 1918. bio tako žestoko smrtonosan kada većina njih to nije. I dalje nemamo pojma.
S vremena na vreme određene vrste virusa se vrate. Neprijatan ruski virus zvani HlNl izazvao je jaku epidemiju u velikim područjima 1933. godine, a onda opet pedesetih i ponovo tokom sedamde- setih godina. Ne zna se gde je odlazio u međuvremenu. Po jednoj sugestiji virusi se neprimetno kriju u populacijama divljih životinja pre nego što okuse novu generaciju ljudi. Niko ne može isključiti mogućnost da epidemija velikog svinjskog gripa ponovo podigne glavu.
A ako to ne učini, druge bi mogle. Sve vreme niču novi zastrašujući virusi. Ebola, lasa i marburška groznica obično bi se razbuktale i ponovo zamrle, ali niko ne može da tvrdi da one negde tiho ne mu- tiraju, ili prosto čekaju pravu mogućnost da izbiju na katastrofalan način. Sada je očigledno da je sida među nama mnogo duže nego što je iko to prvobitno pretpostavljao. Istraživači iz Kraljevske bolnice u Mančesteru otkrili su da je jedan mornar koji je umro od tajanstvenih, neizlečivih uzroka 1959. go- dine zapravo imao sidu. A opet, iz nekih razloga, bolest je ostala uglavnom mirna još dvadeset godi- na.
Čudo je što druge takve bolesti nisu podivljale. Lasa groznica, koja je otkrivena tek 1969. godine u Zapadnoj Africi, ekstremno je virulentna i malo shvaćena. Godine 1969. jedan lekar iz laboratorije na Univerzitetu Jejl u Nju Hejvenu, u Konektikatu, koji je izučavao lasa groznicu, zarazio se njom. Preživeo je, ali ono što više zabrinjava jeste da se tehničar iz obližnje laboratorije, koji joj nije bio
direktno izložen, takođe razboleo i umro.
Na svu sreću, epidemija se tu zaustavila, ali ne možemo uvek računati na to da ćemo imati toliko sreće. Način na koji živimo priziva epidemiju. Vazdušna putovanja omogućuju širenje zaraznih agena- sa po planeti zapanjujućom lakoćom. Virus ebole mogao bi da osvane, recimo, u Beninu, a da završi dan u Njujorku, Hamburgu ili Najrobiju, ili na sva tri mesta. To takođe znači da medicinske vlasti moraju sve bolje poznavati gotovo svaku bolest koja bilo gde postoji, ali naravno da to nije slučaj. Godine 1990. jedan Nigerijac koji je živeo u Čikagu bio je izložen lasa groznici prilikom posete za- vičaju, ali simptome je dobio tek kada se vratio u Sjedinjene Američke Države. Umro je u jednoj či- kaškoj bolnici bez dijagnoze, a oni koji su ga negovali nisu preduzeli nikakve posebne predostrožno- sti, nesvesni toga da je imao jednu od najsmrtonosnijih i najzaraznijih bolesti na planeti. Začudo, niko drugi nije se zarazio. Sledeći put možda nećemo imati toliko sreće.
I s tom otrežnjujućom napomenom, vreme je da se vratimo svetu vidljivog života.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
21
Život ide dalje
Nije lako postati fosil. Sudbina gotovo svih živih organizama – preko 99,9 odsto – jeste da se pre- tvore u ništavilo. Kada vaša iskra zgasne, svaki molekul koji posedujete biće izgrickan sa vas ili is- pran kako bi se upotrebio u nekom drugom sistemu. To prosto tako ide. Čak i ako se plasirate u malu grupu organizama, manju od 0,1 procenta, koji ne završe proždrani, izgledi da budete fosilizovani ve- oma su mali.
Nekoliko stvari mora da se dogodi da biste postali fosil. Najpre, morate umreti na odgovarajućem mestu. Samo oko 15 procenata kamena može da očuva fosile, tako da nema svrhe zakovrnuti na budu- ćem kamenolomu granita. U praktičnom smislu, preminuli mora biti pokopan u naslazi gde može da ostavi otisak, kao list u vlažnom blatu, ili da se raspadne bez izlaganja kiseoniku, što će dozvoliti da molekuli u njegovim kostima i tvrdim delovima (a veoma retko i u mekšim delovima) budu zamenjeni rastvorenim mineralima, tako da se stvori okamenjena kopija originala. Onda, dok Zemljini procesi nemarno pritiskaju, savijaju i muvaju unaokolo naslage u kojima fosil leži, on nekako mora da zadrži prepoznatljiv oblik. I na kraju, ali to je najvažnije, posle desetina ili možda stotina miliona godina koje je fosil proveo krijući se, neko ga mora pronaći i prepoznati kao nešto vredno čuvanja.
Smatra se da samo otprilike jedna kost od milijardu bude fosilizovana. Ako je to tačno, to znači da će kompletno fosilno nasleđe svih danas živih Amerikanaca – što će reći, 270 miliona ljudi sa po 206 kostiju svaki – biti samo pedesetak kostiju, jedna četvrtina kompletnog skeleta. Naravno, to ne znači da će ijedna od tih kostiju ikada zaista biti pronađena. Ako se ima u vidu da one mogu biti po- kopane bilo gde na području od preko 9,3 miliona kvadratnih kilometara, od kojih će mala površina biti prekopana, a kamoli istražena, bilo bi pravo čudo da ih neko nade. Fosili su u svakom smislu ne- viđeno retki. Ono što je živelo na Zemlji najvećim delom nije za sobom ostavilo nikakve tragove. Procenjuje se da je manje od jedne vrste u deset hiljada dospelo među fosile. To je samo po sebi za- panjujuće infinitezimalna proporcija. Međutim, ako prihvatite uobičajenu procenu da je Zemlja proi- zvela trideset milijardi vrsta stvorenja u svoje vreme, kao i tvrdnju Ričarda Likija i Rodžera Luina (u Šestom izumiranju) da među fosilima postoji 250.000 vrsta, to proporciju umanjuje na samo jednu u
120.000. Kako god bilo, ono što imamo najmanji je mogući uzorak sveukupnog života koji je Zemlja iznedrila.
Staviše, fosili koje imamo beznadežno su izobličeni. Naravno, većina kopnenih životinja ne umire u naslagama. One se sruše na otvorenom i završe pojedene, ostavljene da istrule ili da ih vremenske prilike potpuno unište. Sledstveno tome, fosili su gotovo apsurdno naklonjeni morskim stvorenjima. Oko 95 procenata svih fosila koje imamo potiču od životinja koje su nekada živele pod vodom, uglavnom u plitkim morima.
* * *
Sve to pominjem da bih objasnio zbog čega sam jednog sivog februarskog dana otišao u Muzej pri-
rodnjačke istorije u Londonu da upoznam veselog, malčice zbrčkanog, veoma simpatičnog paleonto- loga Ričarda Fortija.
Forti zna veoma mnogo toga o mnogo čemu. On je pisac uvrnute, sjajne knjige s naslovom Život: neautorizovana biografija, koja pokriva čitavu paradu stvaranja života. Ali njegova prva ljubav je vr- sta morskih stvorenja zvana trilobiti, od kojih su nekada vrvela ordovicijska mora, ali već dugo ne postoje, osim u fosilizovanom obliku. Za sve trilobite bila je zajednička osnovna telesna struktura od tri dela, ili režnja – glave, repa, grudnog koša – odakle im i potiče ime. Forti je svog prvog trilobi- ta pronašao kao dečak, dok se verao po stenama u zalivu Svetog Davida u Velsu. Tada se doživotno navukao.
Odveo me je u galeriju s visokim metalnim ormarima. Svaki ormar bio je ispunjen plitkim fioka- ma, a svaka fioka bila je ispunjena kamenim trilobitima – ukupno dvadeset hiljada primeraka.
„To izgleda mnogo”, saglasio se on, „ali morate imati na umu da su milioni i milioni trilobita žive- li milionima i milionima godina u drevnim morima, tako da dvadeset hiljada i nije neki ogroman broj. A i to su većinom delimični primerci. Otkriće kompletnog fosila trilobita je i dalje veliki trenutak za jednog paleontologa.”
Trilobiti su se najpre pojavili – sasvim formirani, naizgled niotkud – pre oko 540 miliona godi- na, početkom velikog naleta složenog života popularno nazvanog Kambrijska eksplozija, a onda ne- stali, zajedno sa većinom drugih stvari, u velikom i još zagonetnom permskom izumiranju tristotinak hiljada milenijuma kasnije. Kao i kod svih izumrlih stvorenja, prisutno je prirodno iskušenje da se ona smatraju neuspešnim, ali trilobiti su zapravo bili među najuspešnijim životinjama koje su ikada postojale. Vladali su trista miliona godina – dvaput duže od dinosaura, koji se i sami ubrajaju u vr- ste koje su najuspešnije opstajale u istoriji. Ljudska bića, ističe Forti, za sada vremenski opstaju sa- mo pola procenta u odnosu na njih.
Sa toliko vremena na raspolaganju, trilobiti su se neumorno razmnožavali. Većinom su ostali mali, otprilike veličine savremenih buba, ali neki su izrasli veliki kao poslužavnici. Sveukupno, formirali su najmanje pet hiljada rodova i šezdeset hiljada vrsta – mada se neprestano pojavljuju novi. Forti je nedavno bio na jednoj konferenciji u Južnoj. Americi gde mu se obratila profesorka sa malog uni- verziteta iz unutrašnjosti Argentine. „Imala je kutiju punu zanimljivosti – trilobita koji nikada ranije nisu bili viđeni u Južnoj Americi, niti bilo gde, i mnogo drugih stvari. Nije imala istraživačku opremu potrebnu da ih izučava, kao ni sredstva da dalje traga za njima. Ogromni delovi sveta još su neistra- ženi.”
„U pogledu trilobita?”
„U svakom pogledu.”
* * *
Tokom devetnaestog veka trilobiti su bili gotovo jedini poznati oblik ranog složenog života, i iz tog razloga ljudi su ih marljivo sakupljali i izučavali. Velika zagonetka vezana za njih bilo je njihovo iz- nenadno pojavljivanje. Čak i sada, kao što Forti kaže, možete se zapanjiti kada odete do odgovaraju- će formacije stena i počnete da se probijate naviše kroz eone, ne nailazeći ni na kakve vidljive trago- ve života, da bi vam zatim najednom „čitav Profallotaspis ili Elenellus velik kao kraba iskočio u ruke koje ga željno očekuju”. To su bila stvorenja sa udovima, škrgama, nervnim sistemom, antenama za opipavanje, „nekom vrstom mozga”, po Fortijevim rečima, i najčudnijim očima koje su ikada viđene. Sazdane od štapića kalcita, istog onog što tvori krečnjak, te oči bile su najraniji poznati vizuelni si- stemi. Više od toga, najraniji trilobiti nisu se sastojali samo od jedne preduzimljive vrste već od de-
setina, i nisu se pojavljivali na jednoj ili dve lokacije, već posvuda. Mnogi mislioci devetnaestog ve- ka videli su u tome dokaz božjeg dela i razlog da se odbace Darvinovi evolucioni ideali. Ako je evo- lucija išla sporo, pitali su oni, kako je onda mogao da objasni iznenadno pojavljivanje složenih, pot- puno formiranih bića? Činjenica je da nije.
I tako se činilo da je predodređeno da stvari ostanu večito nerazjašnjenje, do jednog dana 1909. godine, tri meseca pre pedesete godišnjice objavljivanja Darvinovog Porekla vrsta, kada je paleonto- log Čarls Dulitl Volkot u Kanadskim Stenovitim planinama došao do izuzetnog otkrića.
Volkot je rođen 1850. godine i rastao je blizu Jutike, u državi Njujork, u porodici skromnog imo- vinskog stanja, koje je postalo još skromnije posle iznenadne smrti njegovog oca, kada je Čarls još bio beba. Kao dečak, Volkot je otkrio da je nadaren za pronalaženje fosila, pogotovo trilobita, pa je prikupio zbirku koja se toliko isticala da ju je otkupio Luis Agasiz za svoj muzej na Harvardu i platio za nju čitavo malo bogatstvo oko 45.000 funti u današnjem novcu. Iako je jedva završio srednju školu i bio samouk kada je nauka u pitanju, Volkot je postao vodeći autoritet za trilobite i bio je prva osoba koja je ustanovila da su oni bili zglavkari (artropodi), grupa koja obuhvata savremene insekte i lju- skare.
Godine 1879. Volkot se zaposlio kao terenski istraživač u tek osnovanom Geološkom zavodu Sje- dinjenih Američkih Država i toliko se dobro pokazao u službi da je posle petnaest godina postao njen šef. Godine 1907. postavljen je za sekretara Smitsonovog instituta, gde je ostao do 1927. kada je umro. Uprkos administrativnim obavezama, nastavio je da se bavi terenskim radom i bio je plodan pisac. Po Fortiju, „njegove knjige mogu da ispune čitavu policu u biblioteci”. Nimalo slučajno, on je isto tako bio osnivač i direktor Nacionalne savetničke komisije za aeronautiku, koja je kasnije posta- la Nacionalna agencija za svemir i aeronautiku, ili NASA, pa se tako s pravom smatra dedom svemir- skog doba.
Ali ono po čemu ga sada pamtimo jeste pronicljivo ali srećno otkriće u Britanskoj Kolumbiji, vi- soko iznad gradića zvanog Fild, u kasno leto 1909. godine. Uobičajena verzija priče glasi da je Vol- kot, u pratnji svoje žene, jahao planinskom stazom kada se konj njegove žene okliznuo na labavom ka- menju. Kada je sjahao da joj pomogne, Volkot je otkrio da je konj prevrnuo ploču glinovitog škriljca u kojoj su bili fosilni ljuskari izuzetno drevne i neobične vrste. Padao je sneg – zima rano stiže u Kanadske Stenovite planine – pa se nisu duže zadržavali, ali sledeće godine, čim mu se ukazala pri- lika za to, Volkot se tamo vratio. Prateći pretpostavljeni put odrona kamenja, popeo se nekih 750 sto- pa, blizu vrha planine. Tamo, na 8.000 stopa nadmorske visine, pronašao je izbočinu od glinovitog škriljca dugačku otprilike kao jedan gradski blok, sa neuporedivo raznovrsnim fosilima koji su poti- cali iz vremena nešto posle trenutka kada je složeni život prsnuo u zaslepljujućem izobilju čuvene Kambrijske eksplozije. Praktično, Volkot je otkrio sveti gral paleontologije. Ta izbočina dobila je ime Berdžesov škriljac, po imenu grebena na kojem je pronađena, i dugo je predstavljala naš „jedini pogled na početak savremenog života u svoj njegovoj potpunosti”, kao što je zapisao pokojni Stiven Džej Guld u svojoj popularnoj knjizi Čudesni život.
Uvek obzirni Guld ustanovio je posle čitanja Volkotovih dnevnika da je priča o otkriću Berdžeso- vog škriljca izgleda dobiberena – Volkot nigde ne pominje konja koji se okliznuo niti sneg koji je padao – ali ne može se poreći da je to otkriće bilo izuzetno.
Gotovo je nemoguće da mi, čije je vreme na Zemlji ograničeno na nekoliko kratkotrajnih decenija, pojmimo koliko je vremenski daleko od nas bio Kambrijski prasak. Kad biste mogli da odletite una- zad, u prošlost, brzinom od jedne godine u sekundi, trebalo bi vam oko pola sata da dospete u Hristo- vo doba, i malo više od tri nedelje da se vratite do nastanka ljudskih bića. Ali bilo bi vam potrebno dvadeset godina da stignete to kambrijskog perioda. Drugim rečima, bilo je to izuzetno davno, a svet
se veoma razlikovao od današnjeg.
Kao prvo, pre petsto miliona godina i više, kada je formiran Berdžesov škriljac, on se nije nalazio na vrhu planine, već u podnožju. Tačnije, bio je u plitkom okeanskom basenu u dnu strme litice. Mora tog vremena vrvela su životom, ali životinje obično o tome nisu ostavljale nikakve tragove zato što su im tela bila meka i raspadala se posle smrti. Međutim, kod Berdžesa se litica srušila, a stvorenja is- pod nje, sahranjena u blatnom odronu, bila su spljeskana kao cvetovi u knjizi i njihovi oblici sačuva- ni su sa čudesnim detaljima.
Na svojim godišnjim letnjim putovanjima od 1910. do 1925. godine (tada je već imao sedamdeset pet godina), Volkot je iskopao desetine hiljada primeraka (Guld kaže osamdeset hiljada; Nešenel dži- ografik, koji obično besprekorno proverava podatke, kaže šezdeset hiljada), koje je doneo sa sobom u Vašington radi daljeg proučavanja. Toj zbirci nije bilo ravne, kako po pukom broju, tako i po razno- vrsnosti. Neki fosili sa Berdžesa imali su ljušture; mnogi drugi nisu. Neka stvorenja bila su obdarena vidom, druga slepa. Raznovrsnost je bila ogromna, i po jednom izvoru tamo je bilo 140 vrsta. „Ber- džesov škriljac je obuhvatio disparitet anatomskih oblika na način koji nikada ponovo nije dosegnut, a ni danas mu nisu ravna sva stvorenja koja postoje u svetskim okeanima”, napisao je Guld.
Nažalost, po Guldu, Volkot nije uspeo da uoči značaj onoga što je otkrio. „Ugrabivši poraz iz če- ljusti pobede”, napisao je Guld u drugom svom delu, Osam prasića, „Volkot je onda nastavio da po- grešno tumači te veličanstvene fosile na najgori mogući način”. Smestio ih je u savremene grupe, uči- nio ih precima današnjih glista, meduza i drugih stvorenja, te tako propustio da shvati njihovu veliči- nu. „Po takvom tumačenju”, uzdahnuo je Guld, „život je počeo u praiskonskoj jednostavnosti i kretao se neumoljivo, predvidivo i postajao sve brojniji i bolji.”
Volkot je umro 1927. godine, a fosili sa Berdžesa bili su gotovo zaboravljeni. Skoro pola veka stajali su zatvoreni u fiokama Američkog muzeja prirodnjačke istorije u Vašingtonu, gde su ih retko zagledali i nikada ih nisu ispitivali. Onda je 1973. jedan postdiplomac sa Univerziteta Kembridž, po imenu Sajmon Konvej Moris, posetio kolekciju. Bio je zapanjen onim što je zatekao. Fosili su bili daleko raznovrsniji i veličanstveniji nego što je Volkot naveo u svojim napisima. U taksonomiji je ka- tegorija koja opisuje osnovnu telesnu strukturu organizma filum, a ovde su se, zaključio je Konvej Moris, nalazile fioke i fioke takvih anatomskih singulariteta – i začudo i neobjašnjivo, čovek koji ih je pronašao uopšte ih nije prepoznao.
Sa svojim mentorom Harijem Vitingtonom i kolegom postdiplomcem Derekom Brigsom, Konvej Moris je proveo sledećih nekoliko godina u sistematskoj reviziji čitave kolekcije i stvarao je jednu uzbudljivu monografiju za drugom kako su se otkrića gomilala. Mnoga stvorenja imala su telesnu strukturu koja ne samo da jednostavno nije ličita ni na šta viđeno pre ili posle toga, već je bila bizar- no drugačija. Jedno, opabinija, imalo je pet očiju i gubicu nalik na štrcaljku s kandžama na kraju. Drugo, biće u obliku diska nazvano pejotija, izgledalo je gotovo komično kao okrugli režanj ananasa. Treće se očigledno teturalo unaokolo na redovima štulastih nogu, i nimalo ne čudi što su ga nazvali Halucinogenija. Bilo je toliko mnogo neprepoznatih noviteta u zbirci da je u jednom trenutku po otva- ranju nove fioke Konvej Moris navodno promrmljao: „O, jebote, nije valjda opet novi filum.”
Revizije engleske ekipe pokazale su da je kambrija bila doba neviđene inovacije i eksperimenti- sanja u telesnim strukturama. Gotovo četiri milijarde godina život je besposličario bez bilo kakve primetne ambicije da se usložni, a onda je odjednom, u razdoblju od samo pet ili deset miliona godi- na, stvorio sve osnovne telesne strukture koje su i dan-danas u upotrebi. Navedite neko stvorenje, od nematodne gliste do Kameron Dijaz, i sva ona koriste arhitekturu koja je stvorena na kambrijskoj žur- ci.
Međutim, najviše je iznenadilo toliko mnoštvo telesnih struktura koje su se pokazale neuspešnim,
da tako kažemo, i nisu ostavile potomstvo. Sveukupno, po Guldu, najmanje petnaest, a možda čak i dvadeset životinja sa Berdžesa nije pripadalo niti jednom poznatom filumu. (Taj broj je ubrzo nara- stao po nekim popularnim mišljenjima čak na 100 – daleko više nego što su naučnici iz Kembridža ikada zaista tvrdili.) „Istorija života”, napisao je Guld, „jeste priča o velikom uklanjanju propraće- nom diferencijacijom unutar nekoliko preživelih loza, a ne konvencionalna pripovest o neprekidnom postizanju poboljšanja, složenosti i raznovrsnosti.” Evolucioni uspeh je, čini se, bio prava lutrija.
Jedno stvorenje kojem je uspelo da se provuče, glisti slično biće zvano Pikaia gracilens, pronađe- no je sa primitivnim kičmenim stubom, tako da je ono najraniji poznati predak svih kasnijih kičmenja- ka, uključujući i nas. Pikaia nije nipošto bila obilno zastupljena među fosilima sa Berdžesa, tako da bog sveti zna koliko je blizu bila izumiranju. Guld u svom slavnom citatu ne ostavlja nikakvu sumnju da vidi uspeh naše loze kao stvar čiste sreće i slučajnosti: „Premotajte traku života unatrag do prai- skonskog doba Berdžesovog škriljca; pustite je ponovo sa iste početne tačke, i šanse da će stvar po- put ljudske inteligencije uveličati reprizu svojim prisustvom postaju neviđeno male.”
Guldov Čudesni život objavljen je 1989. godine na opšte oduševljenje kritike i postigao je veliki komercijalni uspeh. Ono što generalno nije bilo poznato jeste da se mnogi naučnici uopšte nisu slaga- li sa Guldovim zaključcima, i da će sve ubrzo poprimiti veoma ružnu sliku. U kontekstu kambrije,
„eksplozija” će ubrzo imati više veze sa savremenim temperamentom nego sa drevnim fiziološkim či- njenicama.
* * *
U stvari, sada to znamo, složeni organizmi postojali su najmanje sto miliona godina pre kambrije. Trebalo je to mnogo ranije da shvatimo. Gotovo četrdeset godina posle Volkotovog otkrića u Kanadi, na drugoj strani planete, u Australiji, mladi geolog po imenu Redžinald Sprig pronašao je nešto još starije i na svoj način jednako izuzetno.
Godine 1946. Sprig, mladi pomoćnik državnog geologa Južne Australije, poslat je da pogleda na- puštene rudnike u brdima Edijakaran u lancu Flinders, prostranoj i vreloj zabiti na nekih 500 kilome- tara od Adelaide. Trebalo je da proveri postoji li neki stari rudnik koji bi mogao ponovo da se akti- vira pomoću novih tehnologija i donese zaradu, tako da on uopšte nije izučavao stene na površini, a kamoli fosile. Ali jednog dana, dok ;e ručao, Sprig je dokono prevrnuo komad peščanog kamena i iz- nenadio se – to je blag izraz – kada je video da je površina kamena prekrivena finim fosilima, veo- ma sličnim otiscima lišća u blatu. To kamenje bilo je starije od Kambrijske eksplozije. Gledao je u osvit vidljivog života.
Sprig je poslao rad Prirodi, ali tamo su ga odbili. Umesto toga, pročitao ga je na sledećem godi- šnjem sastanku Australijskog i novozelandskog udruženja za unapređenje nauke, ali nije uspeo da se umili šefu udruženja koji je rekao da su edijakaranski otisci samo „slučajni neorganski tragovi” – šare koje su napravili vetar, kiša ili plima i oseka, ali ne živa bića. Pošto mu sve nade još nisu propa- le, Sprig je otputovao u London i predstavio svoje otkriće na Međunarodnom geološkom kongresu 1948. godine, ali nije uspeo da izazove ni interesovanje niti verovanje u te nalaze. Konačno, u nedo- statku boljeg mesta, objavio je otkriće u zborniku Radovi Kraljevskog društva Južne Australije. Onda je napustio državnu službu i počeo da se bavi traganjem za naftom.
Devet godina kasnije, 1957, učenik Džon Mejson je, u šetnji šumom Čarnvud u srednjoj Engleskoj, pronašao kamen sa neobičnim fosilom, sličnim savremenom morskom dupljaru i u dlaku istim kao i neki primerci koje je Sprig pronašao i potom pokušavao svima to da kaže. Učenik je to predao jed- nom paleontologu na Lesterskom univerzitetu, koji je smesta shvatio da fosil potiče iz perioda pre
kambrije. Mladom Mejsonu je objavljena slika u novinama i ophodili su se prema njemu kao prema starmalom junaku; još se nalazi u mnogim knjigama. Primerak je u njegovu čast nazvan Charnia maso- tii.
Danas neki od Sprigovih prvobitnih edijakaranskih primeraka, zajedno s mnogima od ostalih hilja- du i petsto, koliko je potom pronađeno širom lanca Flinders, mogu da se vide u staklenoj vitrini na spratu stamenog i ljupkog Muzeja Južne Australije u Adelaidi, ali ne privlače veliku pažnju. Delikat- no urezane šare prilično su slabe i nisu mnogo zanimljive za neobučeno oko. Primerci su uglavnom mali i u obliku diska, a povremeno se za njima vuku nejasno ocrtane trake. Forti ih je opisao kao
„čudna bića mekih tela”.
I dalje postoji veliko neslaganje o tome šta su te stvari bile i kako su živele. Koliko se može za- ključiti, nisu imale usta niti anus kojima bi uzimale i izbacivale materijale za varenje, kao ni unutra- šnje organe koji bi ih usput prerađivali. „U životu”, kaže Forti, „većina njih verovatno je jednostavno ležala na površini peskovitog taloga, kao meke, bezoblične i nepokretne ribe listovi.” U najživahni- jem izdanju nisu bile složenije od meduza. Sva edijakaranska stvorenja bila su diploblastična, što znači da su bila sazdana od dva sloja tkiva. Sa izuzetkom meduza, sve životinje su danas triplobla- stične.
Neki stručnjaci smatraju da to uopšte nisu bile životinje, već više nalik na biljke ili gljivice. Ra- zlike između biljaka i životinja čak ni sada nisu baš sasvim jasne. Savremeni sunđer provodi život pričvršćen za jedno mesto i nema oči, mozak niti srce koje kuca, a opet je životinja. „Kad se vratimo u prekambrijsko doba, razlike između biljaka i životinja verovatno su još nejasnije”, kaže Forti. „Ne postoji nikakvo pravilo koje kaže da morate vidljivo biti ili jedno ili drugo.”
Nije usaglašeno ni to da su edijakaranski organizmi na bilo koji način preci bilo čemu što danas zivi (sa mogućim izuzetkom nekih meduza). Mnogi autoriteti gledaju na njih kao na neku vrstu propa- log eksperimenta, neuspeli pokušaj da se postigne složenost, možda zato što su spore edijakaranske organizme proždrale ili nadmašile gipkije i sofisticiranije životinje iz kambrijskog perioda.
„Danas ne postoji ništa živo što bi iole ličilo na njih”, napisao je Forti. „Teško ih je tumačiti kao bilo kakvu vrstu prethodnice onoga što će uslediti.”
Opšte mišljenje bilo je da oni, na kraju krajeva, nisu bili mnogo važni za razvoj života na Zemlji. Mnogi autoriteti veruju da je došlo do masovnog istrebljenja na razmeđi prekambrije i kambrije i da su sva edijakaranska stvorenja (sa mogućim izuzetkom meduza) propustila da pređu na sledeću fazu. Drugim rečima, pravi složeni život dao se na posao posle Kambrijske eksplozije. U svakom slučaju, tako je Guld gledao na to.
* * *
Što se tiče revizije fosila sa Berdžesovog škriljca, ljudi su gotovo odmah počeli da preispituju tuma- čenja i, posebno, Guldova tumačenja raznih tumačenja. „Isprva je jedan broj naučnika sumnjao u ono što je Stiv Guld zastupao, ali svi su oni bili oduševljeni načinom na koji je to radio”, napisao je Forti u Životu. I to je blago rečeno.
„Samo kad bi Stiven Guld mogao da misli tako jasno kao što piše!”, lanuo je akademik iz Oksfor- da Ričard Dokins u prvoj rečenici prikaza Čudesnog života (u Sandej telegrafu). Dokins je priznao da knjiga „ne može da se ostavi” i da je „književni tour-de-force”, ali je optužio Gulda da se upustio u
„grandomanski elokventno i gotovo podmuklo” pogrešno tumačenje činjenica sugestijom da su revizi- je Berdžesa zaprepastile paleontološku zajednicu. „Gledište koje on napada – da evolucija neumo- ljivo maršira prema vrhuncu oličenom u čoveku – niko ne zastupa već 50 godina”, besneo je Dokins.
Ta suptilna stvar izmakla je mnogim kritičarima. Jedan, koji je to napisao u Književnoj reviji Nju- jork tajmsa, veselo je nagovestio da je Guldova knjiga navela naučnike „da odbace neke predrasude koje generacijama nisu ispitivali. Oni, nevoljno ili sa elanom, prihvataju zamisao da su ljudska bića podjednako slučaj prirode, koliko i proizvod urednog razvoja.”
Ali prava frka usmerena na Gulda digla se iz verovanja da su mnogi njegovi zaključci jednostavno bili pogrešni ili nemarno naduvani. Dokins je u napisu za časopis Evolucija napao Guldove tvrdnje da je „evolucija u kambriji bila drugačija vrsta procesa nego danas” i naveo da ga izluđuje Guldova jednako ponavljana sugestija da je „kambrija bila period evolutivnog ’eksperimenta’, evolutivnih ’pokušaja i grešaka’, evolutivnih ’pogrešnih početaka’... bilo je to plodno vreme kada su izmišljene sve velike ’fundamentalne telesne strukture’. Sada se evolucija samo bakće starim telesnim struktura- ma. Onomad u kambriji, nastajali su novi filumi i nove klase. Sada imamo samo nove vrste!”
Primetivši koliko se često koristi ta zamisao – da ne postoje nove telesne strukture, Dokins kaže:
„To je kao da neki vrtlar pogleda stablo hrasta i začuđeno primeti: ’Nije li čudno što se na ovom dr- vetu već mnogo godina nisu pojavile nove velike grane? Izgleda da danas sve novo raste na nivou grančica.’”
„Bilo je to čudno vreme”, kaže Forti sada, „naročito kad pomislite da je u pitanju bilo nešto što se dogodilo pre petsto miliona godina, ali strasti su zaista uzavrele. U jednoj svojoj knjizi našalio sam se da se osećam kao da bi trebalo da stavim zaštitni šlem na glavu pre nego što počnem da pišem o kambrijskom periodu, ali zaista je bilo donekle tako.”
Najčudnija je bila reakcija jednog od junaka Čudesnog života, Sajmona Konveja Morisa, koji je mnoge u paleontološkoj zajednici zaprepastio kada se naglo obrušio na Gulda u sopstvenoj knjizi, Is- kušenje stvaranja. „Nikada nisam naišao na takvu zlovolju u knjizi koju je napisao jedan profesiona- lac”, napisao je Forti kasnije. „Običan čitalac Iskušenja stvaranja, koji ne zna čitav istorijat, nikada ne bi shvatio da su piščeva gledišta nekada bila bliska (ako ne i jednaka) Guldovim.”
Kada sam upitao Fortija o tome, on je rekao: „Pa, bilo je to veoma čudno, zapravo prilično šo- kantno, jer je Guld njega predstavio veoma laskavo. Mogao sam samo da pretpostavim da je Sajmona bilo sramota. Znate, nauka se menja, ali knjige su trajne i pretpostavljam da je zažalio što je tako ne- popravljivo bio asociran sa gledištima koja više nije sasvim zastupao. Bilo je tamo sve ono tipa: ’O, jebote, još jedan filum’ i pretpostavljam da mu je bilo krivo što se time proslavio. Kada čitate Saj- monovu knjigu, ne može da vam padne na pamet da su njegova gledišta nekada bila gotovo identična Guldovim.”
Sve u svemu, fosili s početka kambrije podvrgnuti su u tom periodu kritičkom razmatranju. Forti i Derek Brigs – jedan od ostalih glavnih likova iz Guldove knjige – koristili su metod zvani kladisti- ka kako bi poredili različite fosile sa Berdžesa. Jednostavno rečeno, kladistika se sastoji od organi- zovanja organizama na osnovu zajedničkih karakteristika. Forti nam daje primer za tu zamisao pore- đenjem rovčice i slona. Ako pomislite na slonovu veličinu i snažnu surlu, možete zaključiti da on ima malo toga zajedničkog s malenom, njuškavom rovčicom. Ali ako i jedno i drugo uporedite sa gušte- rom, videćete da su zapravo i slon i rovčica sazdani po gotovo istoj strukturi. U suštini, ono što Forti govori jeste da je Guld video slonove i rovčice tamo gde su on i Brigs videli sisare. Stvorenja sa Berdžesa, verovali su oni, nisu bila toliko čudna i raznovrsna kao što je na prvi pogled izgledalo.
„Često nisu bila ništa čudnija od trilobita”, kaže Forti sada. „Jednostavno, imali smo vek ili nešto vi- še da se naviknemo na trilobite. Znate, familijarnost rada familijarnost.”
Trebalo bi da kažem da do ovoga nije došlo zbog aljkavosti ili nedostatka pažnje. Očigledno, tu- mačenje oblika i odnosa prastarih životinja na osnovu često izobličenih i fragmentarnih dokaza var- ljiv je posao. Edvard O. Vilson je primetio da, ako biste uzeli odabrane vrste savremenih insekata i
predstavili ih kao fosile u stilu Berdžesa, niko nikada ne bi ni pomislio da svi oni potiču iz istog filu- ma, zato što su im telesne strukture tako različite. Veliku pomoć prilikom revizija pružila su takođe otkrića još dva nalazišta s početka kambrije, jedno na Grenlandu i jedno u Kini, kao i malo raštrkani- ja nalazišta koja su zajedno dala mnoge dodatne i često bolje primerke.
Ishod je to da je ustanovljeno da fosili sa Berdžesa i nisu toliko različiti. Ispostavilo se da je Ha- lucinogenija bila rekonstruisana naopako. Štulaste noge bile su zapravo šiljci na njenim leđima. Usta- novljeno je da Pejotija, čudno stvorenje koje je ličilo na krišku ananasa, i nije bila posebno stvore- nje, već samo deo krupnije životinje zvane Anomalokaris. Mnogi primerci sa Berdžesa danas su pri- pisani živim filumima – baš tamo gde ih je Volkot isprva smestio. Smatra se da su Halucinogenija i neki drugi u srodstvu sa Onikoforom, grupom životinja sličnih gusenicama. Drugi su preklasifikovani kao prethodnici savremenih anelida. U stvari, kaže Forti, „postoji relativno malo kambrijskih struktu- ra koje su u potpunosti nove. Češće se ispostavi da su one samo zanimljive varijacije dobro usposta- vljenih struktura.” Kao što je napisao u Životu: „Ništa nije bilo toliko čudno kao današnji krpelj, niti groteskno kao kraljica termita.”
I tako primerci sa Berdžesovog škriljca i nisu bili toliko spektakularni. To ih nije učinilo, kao što je Forti napisao, „ništa manje zanimljivim, ili čudnim, samo objašnjivijim”. Njihove čudne telesne strukture bile su samo neka vrsta mladalačkog preterivanja – evolutivni ekvivalent, recimo, šiljate frizure i kuglica u jeziku. Forme su se na kraju smirile u ozbiljnom i stabilnom srednjem dobu.
Ali to je i dalje ostavilo trajno pitanje mesta s kog su sve te životinje potekle – kako to da su se odjednom pojavile niotkuda?
Avaj, ispostavilo se da Kambrijska eksplozija izgleda nije ni bila toliko eksplozivna. Danas se misli da su kambrijske životinje verovatno sve vreme bile prisutne, ali su bile premale da bi se vide- le. Još jednom su upravo trilobiti ukazali na odgovor – posebno ta naizgled zbunjujuća pojava razli- čitih tipova trilobita na raštrkanim lokacijama širom planete, manje-više istovremena.
Sama po sebi, iznenadna pojava mnoštva potpuno formiranih ali raznovrsnih bića kao da podržava čudo Kambrijskog praska, ali zapravo čini sasvim suprotno. Jedno je imati dobro formirano stvorenje kao što je trilobit koje naglo istupa iz izolacije – to je uistinu čudesno – ali kad se mnogo njih, oso- benih i očito u srodstvu, pojavi istovremeno među fosilima na mestima međusobno udaljenim kao Ki- na i Njujork, to jasno ukazuje đa nam je promakao veliki deo njihove istorije. Nema jačeg dokaza za to da su prosto morala da imaju pretka – neku dedovsku vrstu koja je začela liniju mnogo ranije u prošlosti.
A sada se smatra da tu raniju vrstu nismo pronašli zato što je bila premala da bi bila primećena. Forti veli: „Nije neophodno da budete veliki da biste bili savršeno funkcionalan, složen organizam. More danas vrvi majušnim zglavkarima koji za sobom ne ostavljaju nikakav fosilni trag.” On navodi malog veslonosca, kojeg u savremenim morima ima na bilione i roji se u jatima u dovoljno velikom broju da ogromni delovi okeana poprime crnu boju, a opet naše ukupno znanje o njegovom poreklu jeste jedan jedini primerak pronađen u telu drevne fosilizovane ribe.
„Kambrijska eksplozija, ako je to prava reč, verovatno je pre bila uvećanje veličine nego iznenad- na pojava novih telesnih struktura”, kaže Forti. „ A to je moglo da se dogodi prilično brzo, tako da u tom smislu pretpostavljam da i jeste bila eksplozija.” Smatra se da su, baš kao što su sisari čekali stotinu miliona godina svoj trenutak, da nestanu dinosauri i da se onda oni naizgled naglo u izobilju pojave širom planete, možda i zglavkari i drugi triploblasti čekali u polumikroskopskoj anonimnosti da kucne sudnji dan dominantnim edijakarskim organizmima. Forti kaže: „Znamo da su se sisari baš dramatično uvećali posle odlaska dinosaura – mada kad kažem baš naglo mislim, naravno, u geolo- škom smislu. I dalje govorimo o milionima godina.”
Uzgred, Redžinald Sprig je na kraju dobio izvesna zakasnela priznanja za zasluge. Jedan od glav- nih ranih rodova, Sprigina, dobio je ime u njegovu čast, kao i nekoliko vrsta, a sve je to postalo po- znato kao edijakarska fauna po brdima na kojima je on tragao. Međutim, u to vreme su Sprigovi dani lova na fosile odavno već prošli. Pošto je ostavio geologiju, osnovao je uspešnu naftnu kompaniju i na kraju se povukao na imanje u svom voljenom lancu Flinders gde je stvorio životinjski rezervat. Umro je kao bogataš 1994. godine.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
22
Zbogom svemu tome
Kad razmislite o tome s ljudske tačke gledišta, a jasno je da je nama teško da radimo drugačije, život je čudna stvar. Jedva je dočekao da počne, ali onda, kad je već krenuo, kao da mu se nije žurilo da nastavi dalje.
Pomislite samo na lišajeve. Lišajevi su najneprimetniji organizmi na Zemlji, ali spadaju i među najneambicioznije. Sasvim zadovoljno će rasti na osunčanom crkvenom groblju, ali izuzetno napredu- ju u okruženjima u koja se nijedan drugi organizam ne bi zaputio – na vetrovitim planinskim vrhovi- ma arktičkih pustara, gde ima samo kamena, kiše i hladnoće, gotovo bez ikakve konkurencije. Na An- tarktiku gde praktično ništa drugo neće rasti, možete pronaći ogromna područja pod lišajevima – ima ih 400 različitih vrsta – koji se odano drže za svaki vetrom šibani kamen.
Ljudi dugo nisu mogli da shvate kako im to uspeva. Pošto su lišajevi rasli na golom kamenu bez očiglednog izvora hrane ili proizvodnje semena, mnogi ljudi – obrazovani ljudi – verovali su da je to kamenje uhvaćeno usred procesa pretvaranja u biljke. „Neorganski kamen se spontano pretvara u živu biljku!”, oduševljavao se jedan posmatrač, izvesni doktor Hornščuč 1819. godine.
Bliže ispitivanje pokazalo je da su lišajevi pre zanimljivi nego magični. U stvari, oni predstavlja- ju ortakluk između gljivica i algi. Gljiviceizbacujukiselinekojerastvarajupovršinukamena i oslobađa- ju minerale koje alge pretvaraju u hranu dovoljnu da prehrani i jedne i druge. To nije naročito uzbu- dljiv aranžman, ali je upadljivo uspešan. U svetu postoji više od dvadeset hiljada vrsta lišajeva.
Kao i većina stvari koje uspevaju u negostoljubivom okruženju, lišajevi sporo rastu. Lišaju treba i više od pola veka da dosegne dimenzije dugmeta za košulju. Prema tome, „oni koji su veliki kao ta- njiri za večeru”, piše Dejvid Atenboro, „verovatno su stari stotinama, ako ne i hiljadama godina”. Bi- lo bi teško zamisliti besmisleniju egzistenciju. „Oni jednostavno postoje”, dodaje Atenboro, „i sve- doče o dirljivoj činjenici da se život čak i na svom najjednostavnijem nivou pojavljuje, čini se, samo sebe radi.”
Lako je prenebregnuti tu pomisao da život prosto postoji. Kao ljudska bića, skloni smo da smatra- mo kako život mora imati neku svrhu. Mi imamo planove, težnje i želje. Želimo neprestano da koristi- mo prednost sveg tog omamljujućeg postojanja kojim smo obdareni. Ali šta je život za lišajeve? A opet, njihov impuls za egzistencijom, za bivstvom, podjednako je snažan kao i naš – možda čak i snažniji. Da mi je neko rekao da ću morati da provedem decenije kao čupavo rastinje na nekom ka- menu u šumi, verujem da bih izgubio volju da dalje živim. Lišajevima se to ne dešava. Kao praktično sva živa stvorenja, i oni će istrpeti sve poteškoće, oćutati svaku uvredu, samo da bi još koji trenutak postojali. Ukratko, život jednostavno želi da bude. Ali – i evo zanimljive stvari – uglavnom ne želi da bude bogzna šta.
To je možda malo čudno, zato što je život imao dovoljno vremena da postane ambiciozan. Ako za- mislite da je 4.500 miliona godina Zemljine istorije sabijeno u jedan normalan zemaljski dan, onda život počinje veoma rano, oko 4 ujutro, sa nastankom prvih jednostavnih, jednoćelijskih organizama, ali zatim ne napreduje dalje sledećih šesnaest sati. Tek negde oko pola devet uveče, pošto je prošlo već pet šestina dana, Zemlja ima šta da pokaže vasioni pored nemirne skrame sačinjene od mikroba.
Tada se, konačno, pojavljuju prve morske biljke, praćene dvadeset minuta kasnije prvim meduzama i zagonetnom edijakarskom faunom koju je prvi ugledao Redžinald Sprig u Australiji. U 21:04 na scenu isplivavaju trilobiti, koje manje-više odmah slede elegantna stvorenja sa Berdžesovog škriljca. Ne- posredno pre deset uveče, na kopnu počinju da niču biljke. Ubrzo zatim, s manje od dva sata preosta- la do kraja dana, slede ih prva kopnena stvorenja.
Zahvaljujući blagotvornom vremenu koje je potrajalo nekih desetak minuta, do 22.24 Zemlja je već prekrivena karbonskim šumama čiji nam ostaci daju ugalj, a pojavili su se i prvi krilati insekti. Dinosauri će da se dogegaju na pozornicu neposredno pre 23:00 i zadržaće se tamo tri frtalja sata. U dvadeset jedan minut pre ponoći oni će nestati, a započeće doba sisara. Ljudi se pojavljuju u minut i sedamnaest sekundi pre ponoći. Čitava naša pisana istorija, u tom rasponu, ne bi trajala duže od ne- koliko sekundi, a jedan ljudski vek bio bi puki tren. Tokom tog veoma ubrzanog dana kontinenti klize unaokolo i sudaraju se krajnje nemarno. Planine se dižu i tope, okeanski baseni se pojavljuju u nesta- ju, ledeni prekrivači napreduju i povlače se. I za sve to vreme, otprilike tri puta u svakom minutu, ne- gde na planeti blesne svetlost koja obeleži udar meteora veličine Mensona ili većeg. Pravo je čudo što išta može da preživi u tako izubijanom i nemirnom okruženju. Zapravo, nema mnogo stvari kojima to dugo uspeva.
Možda još efikasniji način da pojmimo koliko smo krajnje nedavni kao deo te slike stare 4,5 mili- jardi godina jeste da raširimo ruke koliko god možemo i zamislimo da ta širina obuhvata čitavu isto- riju Zemlje. U tom rasponu, po Džonu Makfiju u knjizi Kotlina i masiv, udaljenost od vrhova prstiju na jednoj ruci do ručnog zgloba druge ruke jeste prekambrija. Sav složeni život nalazi se u jednoj ša- ci, „a jednim potezom turpijice za nokte srednje granulacije mogli biste da izbrišete ljudsku istoriju”.
Na svu sreću, taj trenutak se nije dogodio, ali dobri su izgledi da hoće. Ne želim na ovom mestu da ubacim turobne tonove, ali činjenica je da postoji jedan ekstremno značajan kvalitet života na Zemlji: on izumire. Sasvim redovno. I pored sveg truda koji vrste ulažu u sopstveno okupljanje i očuvanje, one neverovatno rutinski venu i umiru. A čini se da što su složenije, to brže izumiru. Što je možda je- dan od razloga zašto tolikim delom život nije preterano ambiciozan.
* * *
I tako, kad god život učini nešto hrabro, to je zaista veliki događaj, a u malo navrata bio je veći nego kada je život prešao na sledeću pozornicu u našoj pripovesti i izašao iz mora.
Kopno je zastrašujuće okruženje: vrelo, suvo, zapljusnuto jakim ultraljubičastim zračenjem, bez potiska koji kretanje u vodi čini lišenim gotovo svakog napora. Da bi živela na kopnu, stvorenja mo- raju u potpunosti da izvrše reviziju svoje anatomije. Ako uhvatite ribu za oba kraja, ona će se ulegnuti po sredini, zato što joj je kičma previše slaba. Da bi preživela izvan vode, morska stvorenja morala su da razviju novu unutrašnju arhitekturu za nošenje tereta – a takva vrsta prilagođavanja nije nešto što se dešava preko noći. Iznad svega, što je i krajnje očigledno, svako kopneno biće mora da razvije način da uzima kiseonik direktno iz vazduha umesto da ga filtrira iz vode. Savladavanje tih izazova nije bilo jednostavno. S druge strane, postojao je moćan podsticaj da se napusti voda: tamo je posta- lo veoma opasno. Sporo spajanje kontinenata u jednu kopnenu masu, Pangeu, značilo je da postoji mnogo manje obala nego ranije, pa tako i manje obalskih habitata. Zato je konkurencija bila žestoka. Na pozornici se takođe pojavio i uznemirujući novi grabljivac-svežder, tako savršeno skrojen za na- pad da se jedva izmenio tokom svih dugih eona od kada se pojavio: ajkula. Bilo je krajnje vreme da se pronađe alternativno okruženje umesto vode.
Biljke su započele proces kolonizacije kopna pre oko 450 miliona godina, praćene iz nužde maju-
šnim grinjama i drugim organizmima koji su im bili potrebni da razlažu i recikliraju mrtvu organsku materiju u njihovu korist. Krupnijim životinjama trebalo je malo duže da se pojave, ali pre oko četiri stotine miliona godina i one su se zaputile van vode. Popularne ilustracije nas podstiču da zamislimo prve preduzetne stanovnike kopna kao neku vrstu ambicioznih riba – nešto nalik na savremenog gla- voča, koji može da skakuće od lokve do lokve u vreme suše – ili čak kao sasvim formiranu amfibiju. U stvari, prvi vidljivi pokretni stanovnici kopna verovatno su bili nalik na savremene mokrice, pone- kad takođe poznate kao bube-pilule ili babure. To su bubice (zapravo, ljuskari) koje se obično uzmu- vaju kada prevrnete neki kamen ili kladu.
Za one koji su naučili kako da dišu kiseonik iz vazduha, vremena su bila dobra. Nivo kiseonika u periodima devona i karbona kada je kopneni život najpre procvetao, bio je čak i 35 procenata (nasu- prot današnjih oko 20 procenata). To je životinjama omogućilo da izuzetno brzo izrastu i postanu izu- zetno velike.
Možete se s razlogom zapitati kako naučnici mogu da znaju koliki je bio nivo kiseonika pre više stotina miliona godina? Odgovor leži u donekle nepoznatom, ali ingenioznom polju rada poznatom kao izotopna geohemija. Davna mora iz karbona i devona vrvela su majušnim planktonima koji su imali oko sebe male zaštitne ljušture. Tada, kao i danas, planktoni su stvarali svoje ljušture tako što su uzimali kiseonik iz atmosfere i kombinovali ga sa drugim elementima (pogotovo s ugljenikom) da bi formirali izdržljiva jedinjenja poput kalcijum-karbonata. To je isti onaj hemijski trik koji se prime- njuje u dugoročnom ugljeničnom ciklusu (i na drugom mestu se razmatra u vezi s njim) – to je proces koji nije mnogo zanimljiv za priču, ali je od životne važnosti za stvaranje nastanjive planete.
Na kraju tog procesa svi mali organizmi uginu i potonu na morsko dno, gde se polako ispresuju u krečnjak. Među malim atomskim strukturama koje planktoni nose sa sobom u grob nalaze se i dva ve- oma stabilna izotopa – kiseonik-16 i kiseonik-18. (Ako ste zaboravili šta su to izotopi, nema veze, mada tek đa napomenemo, to su atomi sa neuobičajenim brojem neutrona.) Tu uskaču geohemičari, zato što se izotopi akumuliraju različitom brzinom u zavisnosti od toga koliko kiseonika ili ugljen-di- oksida ima u atmosferi u vreme njihovog nastanka. Poređenjem starih brzina izbacivanja dva izotopa geohemičari mogu da pročitaju uslove koji su vladali u drevnom svetu – nivoe kiseonika, temperatu- re vazduha i okeana, trajanje i vreme nastanka i prestanka ledenih doba i još mnogo toga. Kombino- vanjem svojih izotopskih nalaza sa drugim fosilnim ostacima koji ukazuju na druge uslove, poput ni- voa polena i tako dalje – naučnici mogu, sa znatnom sigurnošću, da rekonstruišu čitave pejzaže koje ljudsko oko nikada nije videlo.
Glavni razlog za to što su nivoi kiseonika bili u stanju da tako robusno narastu u vreme početaka zemaljskog života leži u činjenici da su najvećim delom svetskog pejzaža dominirale džinovske pa- prati i ogromni ritovi koji su, po svojoj močvarnoj prirodi, remetili normalan proces reciklaže uglje- nika. Umesto da u potpunosti istrule, opale paprati i druge mrtve biljne materije akumulirale su se u bogatim, vlažnim naslagama, stisnutim na kraju u ogromna ležišta uglja koja čak i danas pokreću veli- ki deo privrednih aktivnosti.
Očito je da su visoki nivoi kiseonika podsticali preterani rast. Najstariji trag neke površinske ži- votinje koji je do sada pronađen jeste otisak koji je pre 350 miliona godina ostavilo stvorenje nalik na stonogu na jednom kamenu u Skotskoj. Bilo je duže od metra. Pre završetka tog doba bilo je stono- ga koje su dosegle i više nego dvostruko veću dužinu od te.
Ako se ima u vidu da su takva stvorenja lunjala okolo, možda i ne iznenađuje da su insekti iz tog razdoblja razvili trik koji im je omogućio da se drže na bezbednoj udaljenosti od jezika: naučili su da lete. Neki su prigrlili taj novi način kretanja s neverovatnom lakoćom da od tada pa nadalje nisu ni najmanje izmenili tehniku letenja. I tada, kao i sada, vilin-konjici su mogli da lete brzinom od preko
50 kilometara na sat, da se momentalno zaustave, ostanu da lebde, polete unazad i uzdignu se, propor- cionalno, mnogo više nego sve leteće mašine koje su ljudska bića smislila. „Američka ratna avijaci- ja”, napisao je jedan komentator, „stavila ih je u tunele sa vetrom da bi ustanovila kako oni to rade, a onda pala u očajanje.” I oni su halapljivo gutali bogat vazduh. U šumama karbona vilin-konjici su bili veliki kao gavrani. Drveće i drugo rastinje takođe je imalo prevelike proporcije. Rastavić i papratni- ce rasli su do visine od 15 metara, a prečice do 40 metara.
Prvi zemaljski kičmenjaci – što će reći, prve kopnene životinje iz kojih ćemo se ispiliti mi – predstavljaju neku vrstu misterije. To je delom zbog nedostatka relevantnih fosila, ali delom i zbog jednog idiosinkratičnog Šveđanina po imenu Erik Jarvik, čija su čudna tumačenja i tajanstveno pona- šanje ukočili napredak u okviru ovog pitanja za gotovo pola veka. Jarvik je bio deo ekipe skandinav- skih naučnika koji su išli na Grenland tokom tridesetih i četrdesetih godina dvadesetog veka u potragu za fosilnim ribama. Posebno su tragali za ribom sa bočnim perajima koja je navodno bila predak na- ma i svim drugim hodajućim stvorenjima, zvanim tetrapodi.
Životinje su većinom tetrapodi, a svi živi tetrapodi imaju jednu stvar zajedničku: četiri uda, od ko- jih se svaki završava s najviše pet prstiju. Dinosauri, kitovi, ptice, ljudska bića, čak i ribe – sve su to tetrapodi, što jasno ukazuje na to da potiču od jednog istog, zajedničkog pretka. Pretpostavljalo se da će trag koji će dovesti do tog pretka biti pronađen u periodu devona, pre oko četiri stotine miliona godina. Pre tog vremena, ništa nije hodalo po kopnu. Posle tog vremena, mnoga stvorenja jesu. Na svu sreću, ekipa je pronašla baš takvo biće, metar dugačku životinju nazvanu Ihtiostega. Analiza fosi- la zapala je Jarviku, koji je započeo izučavanje 1948. godine i nastavio s njim sledećih četrdeset osam godina. Nažalost, Jarvik je odbio da dozvoli da bilo ko drugi izučava njegovog tetrapoda. Pale- ontolozi širom sveta morali su da se zadovolje sa dva štura među-rada u kojima je Jarvik naveo da je stvorenje imalo pet prstiju na svakom od četiri uda, što je potvrdilo njegov predački značaj.
Jarvik je umro 1998. godine. Posle njegove smrti, drugi paleontolozi su revnosno ispitali primerak i ustanovili da je Jarvik grdno pogrešio prebrojavajući prste na udovima – bilo ih je zapravo po osam na svakom udu – i propustio da primeti da ta riba nikako nije mogla da hoda. Struktura peraja bila je takva da bi se ona srušila pod sopstvenom težinom. Ne treba ni napominjati da to nije mnogo doprinelo našem shvatanju prvih kopnenih životinja. Danas su poznata tri rana tetrapoda, a nijedan od njih nema pet prstiju. Ukratko, nismo sasvim sigurni odakle potičemo.
Ali odnekud smo došli, iako dosezanje našeg trenutnog stanja uzvišenosti, naravno, nije uvek bilo pravolinijsko. Otkad je započeo život na kopnu, sastojao se od četiri megadinastije, kao što se pone- kad nazivaju. Prva se sastojala od primitivnih, tromih ali ponekad prilično moćnih amfibija i reptila. Najpoznatija životinja iz tog doba bio je dimetrodon, stvorenje sa jedrom na leđima, koje se često br- ka sa dinosaurima (uključujući, napominjem, i potpis ispod slike u knjizi Karla Segana Kometa). Di- metrodon je zapravo bio sinapsid. Isto tako, nekad davno, to smo bili i mi. Sinapsidi su jedna od četi- ri glavne grupe ranih reptila, pored anapsida, euriapsida i diapsida. Imena se jednostavno odnose na broj i lokaciju malih otvora koji sa strane krase lobanje njihovih vlasnika. Sinapsidi su imali po je- dan otvor ispod slepoočnica; diapsidi po dva; euriapsidi su imali samo jedan otvor koji se nalazio na nešto većoj visini.
Vremenom, svaka ta glavna grupa podelila se u podgrupe, od kojih su neke napredovale, dok su druge propale. Anapsidi su izrodili kornjače, koje su neko vreme, što možda izgleda neverovatno, imale priliku da prevladaju kao najnaprednija i najsmrtonosnija vrsta na planeti, pre nego što ih evo- lutivni trzaj nije okrenuo dugotrajnosti umesto dominaciji. Sinapsidi su se podelili u četiri struje, od kojih je samo jedna preživela perm. Na svu sreću, bila je to struja kojoj smo pripadali i mi, i ona se razvila u porodicu protosisara poznatih pod imenom terapsidi. Oni su formirali Megadinastiju 2.
Na nesreću po terapside, njihovi rođaci diapsidi takođe su se vrlo produktivno razvijali, i to u di- nosaure (pored drugih stvari), što se postepeno pokazalo prevelikim zalogajem za terapside. Nespo- sobni da se direktno takmiče sa tim novim agresivnim stvorenjima, terapsidi su gotovo sasvim nestali iz fosilnih tragova. Međutim, veoma mali broj je evoluirao u mala, krznena, rijuća bića koja su veo- ma dugo čekala svoj trenutak kao sitni sisari. Najveći među njima nisu rasli više od kućne mačke, a većina ih nije bila krupnija od miševa. Na kraju, ispostaviće se da ih je to izbavilo, ali moraće da če- kaju gotovo 150 miliona godina da se Megadinastija 3, doba dinosaura, naglo okonča i ustupi mesto Megadinastiji 4 i našem dobu sisara.
Svaka od tih masivnih transformacija, kao i mnogo manjih koje su se u međuvremenu dogodile, za- visila je od tog paradoksalno značajnog motora napretka: izumiranja. Neobična je činjenica da je na Zemlji smrt vrste, u krajnje bukvalnom smislu, put prema životu. Niko ne zna koliko je mnogo vrsta organizama postojalo od osvita života. Obično se navodi brojka od trideset milijardi, ali postoje pro- cene koje idu čak i do četiri hiljade milijardi. Koliko god bio stvarni zbir, 99,99 odsto svih vrsta koje su ikada živele nije više s nama. „Po prvoj proceni”, kao što voli da kaže Dejvid Raup sa Čikaškog univerziteta, „sve vrste su izumrle.” Za složene organizme, prosečan životni vek vrste iznosi samo oko četiri miliona godina – što je otprilike mesto gde smo mi sada.
Naravno, izumiranje je oduvek bilo loša vest za žrtve, ali čini se da je dobro za dinamiku planete.
„Alternativa izumiranju jeste stagnacija”, kaže Ijan Tatersal iz Američkog muzeja prirodnjačke istori- je, „a stagnacija je retko dobra stvar u bilo kom domenu.” (Možda bi trebalo da napomenem da govo- rimo o izumiranju kao prirodnom, dugoročnom procesu. Izumiranje izazvano ljudskom bahatošću sa- svim je druga stvar.)
* * *
Krize u istoriji Zemlje bez razlike se vezuju za dramatične skokove koji su posle njih usledili. Pad edijakarske faune bio je praćen kreativnim praskom kambrijskog perioda. Ordovicijsko izumiranje pre 440 miliona godina uklonilo je iz okeana mnogo nepokretnih filterskih potrošača hrane i, nekako, stvorilo uslove koji su pogodovali brzim ribama i džinovskim vodenim reptilima. Ove su, opet, bile u idealnoj poziciji da pošalju kolonizatore na kopno kada je drugi prasak krajem devona još jednom pošteno uzdrmao život. I tako je to išlo u raštrkanim intervalima kroz istoriju. Da se većina tih doga- đaja nije dogodila baš na način na koji jeste, i u vreme u koje jeste, nas gotovo sigurno danas ovde ne bi bilo.
Zemlja je u svoje vreme videla pet velikih epizoda izumiranja – u doba ordovicijuma, devona, perma, trijasa i krede, tim redosledom – i mnogo manjih. I ordovicijsko (pre 440 miliona godina) i devonsko (365 miliona) izumiranje zbrisalo je po 80 do 85 procenata vrsta. U vreme trijasa (pre 210 miliona godina) i krede (65 miliona godina), zbrisano je po 70–75 odsto vrsta. Ali izumiranje u doba perma, pre 245 miliona godina, bilo je zaista najžešće, i podiglo je zavesu za dugo doba dinosaura. Na kraju perma, nestalo je najmanje 95 procenata životinja poznatih zahvaljujući fosilnim tragovima, i nikad se nije vratilo. Otišla je čak i trećina insektnih vrsta – što je bio jedini slučaj kada su oni masovno nestali. Živi svet nikad nije bio bliži potpunom uništenju.
„To je zaista bilo masovno izumiranje, pokolj kakav nikada ranije nije zadesio Zemlju”, kaže Ri- čard Forti. Permski događaj bio je naročito razoran za morska stvorenja. Trilobiti su potpuno nestali. Školjke i morski ježevi gotovo da su sasvim nestali. Praktično, svi ostali morski organizmi bili su de- setkovani. Sveukupno, na kopnu i u vodi, smatra se da je Zemlja ostala bez 52 odsto svojih famili- ja – to je nivo iznad roda, a ispod reda na velikoj skali života (što je predmet sledećeg pogla-
vlja) – i bez možda 96 procenata svih svojih vrsta. Biće potrebno mnogo vremena – po nekim pro- cenama možda i svih 80 miliona godina – da se vrste potpuno oporave.
Treba imati na umu dve stvari. Najpre, to su sve ipak samo osnovana nagađanja. Procene o broju životinjskih vrsta koje su bile žive krajem perma kreću se u rasponu od samo 45.000 do čak 240.000. Ako ne znate koliko je vrsta živelo, teško da ubedljivo možete navesti proporciju onih koje su propa- le. Osim toga, govorimo o smrti vrsta, a ne jedinki. Za jedinke broj žrtava može biti mnogo veći – u mnogim slučajevima, praktično totalan. Vrste koje su preživele i dospele u sledeću fazu lutrije života gotovo sigurno duguju svoje postojanje nekolicini izranavljenih, hramajućih preživelih.
Između velikih pokolja dešavale su se i mnoge manje, ne tako dobro poznate epizode izumira- nja – hemfilijska, fraznijska, famenijska, rankolabrejska i na desetine drugih – koje nisu bile toliko razorne po ukupan broj vrsta, ali su često kritično pogađale određene populacije. Životinje koje pasu, uključujući konje, bile su gotovo zbrisane u hemfilijskom događaju pre oko pet miliona godina. Konji su se sveli na jednu jedinu vrstu, koja se pojavljuje toliko sporadično među fosilima da to ukazuje ka- ko se teturala na ivici zaborava. Zamislite ljudsku istoriju bez konja, bez životinja koje pasu.
Gotovo u svim slučajevima, kako kod velikih izumiranja, tako i kod onih skromnijih, zapanjujuće je koliko pojma nemamo šta ih je izazvalo. Čak i posle odbacivanja onih otkačenijih zamisli, i dalje ima više teorija o onome što je te događaje izazvalo nego što ima događaja samih. Najmanje dvade- setak potencijalnih počinilaca identifikovano je u ulozi uzroka ili glavnih saučesnika, uključujući glo- balno zagrevanje, globalno hlađenje, promenu nivoa mora, osiromašenje kiseonika u morima (stanje zvano anoksija), epidemije, džinovske izvore gasa metana na morskom dnu, udare meteora i kometa, pomahnitale uragane od one vrste poznate pod imenom hiperkani, ogromna vulkanska nadimanja i ka- tastrofalne solarne oluje.
Ovo poslednje je naročito zanimljiva mogućnost. Niko ne zna koliko velike solarne oluje mogu da budu, zato što ih posmatramo tek od početka svemirskog doba, ali Sunce je moćna mašina i njegove oluje su srazmerno ogromne. Tipična solarna oluja – ono što na Zemlji ne bismo ni primetili – oslobada energiju ekvivalentnu milijardi vodoničnih bombi i izbaci u svemir oko 100 milijardi tona ubistvenih čestica nabijenih energijom. Magnetosfera i atmosfera zajedno obično ih odbiju natrag u svemir ili bezbedno usmere prema polovima (gde stvore Zemljine privlačne aurore), ali smatra se da bi neuobičajeno jaka eksplozija, recimo sto puta jača od tipične oluje, mogla da nadvlada naše va- zdušaste sisteme odbrane. Svetlosna predstava bi svakako bila fenomenalna, ali to bi gotovo sigurno ubilo veoma veliki deo onoga što se kupalo u njenom sjaju. Osim toga, i prilično jezivo, po rečima Brusa Curutanija iz Laboratorije za mlazni pogon NASA, „to ne bi ostavilo nikakvog traga u istoriji”. Sve to nas ostavlja, kako je jedan istraživač rekao, sa „tonama pretpostavki i veoma malo doka- za”. Izgleda da se hlađenje vezuje za najmanje tri velika događaja izumiranja – ordovicijsko, devon- sko i permsko – ali van toga malo je stvari koje su opšteprihvaćene, uključujući i to da li se pojedi- na epizoda odigrala brzo ili sporo. Na primer, naučnici ne mogu da se slože da li je izumiranje kra- jem devona – događaj posle kojeg su se kičmenjaci preselili na kopno – trajalo milionima godina,
hiljadama godina, ili se zbilo u samo jednom živahnom danu.
Jedan od razloga zbog kojih je tako teško dati ubedljiva objašnjenja za izumiranje jeste i to da je veoma teško istrebiti život u tolikom rasponu. Kao što smo videli po udaru kod Mensona, možete pri- miti žestok udarac i opet uspeti da se potpuno, mada donekle nesigurno oporavite. Zašto je onda, od silnih hiljada udara koje je Zemlja pretrpela, KT događaj od pre 65 miliona godina, koji je zabiberio čorbu dinosaurima, bio tako jedinstveno razoran? Pa, najpre, bio je baš ogroman. Udario je silinom od 100 miliona megatona. Takav prasak se ne može lako zamisliti ali, kao što je na to ukazao Džejms Lorens Pauel, ako biste danas bacili po jednu bombu veličine one iz Hirošime na svako ljudsko biće
na Zemlji, još bi vam nedostajalo oko milijardu bombi da biste dosegli silinu KT udara. A opet, mo- žda čak ni to nije bilo dovoljno da samo zbriše oko 70 odsto života na Zemlji, uključujući dinosaure.
KT meteor je imao dodatnu prednost – u stvari, prednost pod uslovom da ste sisar što je pao u plitko more dubine samo 10 metara, verovatno baš pod odgovarajućim uglom, u vreme kada su nivoi kiseonika bili 10 procenata viši nego danas, pa je svet bio zapaljiviji. Iznad svega, dno mora u koje je pao bilo je od kamena bogatog sumporom. Rezultat je bio udar koji je pretvorio područje morskog dna veličine Belgije u aerosole sumporne kiseline. Zemlja je mesecima potom bila zapljusnuta kiša- ma dovoljno kiselim da sagore kožu.
U izvesnom smislu, još veće pitanje od: „Šta je to zbrisalo 70 procenata vrsta koje su u to vreme postojale?” jeste: „Kako je preživelo preostalih 30 procenata?” Zašto je taj događaj bio tako nepo- vratno razoran za svakog dinosaura koji je postojao, dok su drugi reptili, poput zmija i krokodila, prošli kroz to neometeni? Koliko možemo da utvrdimo, u Severnoj Americi nije izumrla niti jedna vr- sta žabe, daždevnjaka, salamandera ili drugih vodozemaca. „Zašto su ta nežna stvorenja izašla bez povreda iz tako nečuvene katastrofe?”, pita Tim Flaneri u svojoj fascinantnoj praistoriji Amerike, Ve- čita granica.
U morima je priča bila manje-više ista. Nestali su svi amoniti, ali njihovi rođaci nautiloidi, koji su živeli na sličan način, nastavili su da plivaju. Među planktonima, neke vrste su praktično zbrisane – na primer 92 odsto foraminifera – dok su drugi organizmi, poput dijatoma, koji su bili pripremljeni za slične uslove i živeli kraj njih, ostali relativno nedirnuti.
To su teške nedoslednosti. I kao što primećuje Ričard Forti: „Nekako ne zadovoljava da ih jedno- stavno nazovete ’srećnicima’ i ostavite celu stvar na tome.” Ako je događaj bio propraćen mesecima mraka i zagušljivog dima, što sečini sasvim verovatnim, onda je veoma teško objasniti kako su preži- veli mnogi insekti. „Neki insekti, poput buba”, zapaža Forti, „mogli su da žive na drvetu i drugim stvarima koje su ležale unaokolo. Ali šta je sa onima poput pčela, koji se upravljaju po Sunčevoj svetlosti i potreban im je polen? Nije lako objasniti kako su oni preživeli.”
Iznad svega, tu su korali. Korali zahtevaju alge da bi preživeli, a alge zahtevaju Sunčevu svetlost, a i jedni i drugi zahtevaju stalnu minimalnu temperaturu. U nekoliko proteklih godina mnogo publici- teta je bilo usmereno na korale koji umiru od promena temperature mora za samo jedan stepen. Ako su toliko ranjivi za male promene, kako su preživeli dugu zimu posle udara?
Ima mnogo regionalnih varijacija koje je teško objasniti. Čini se da je izumiranje bilo daleko bla- že na južnoj polulopti nego na severnoj. Izgleda da se posebno Novi Zeland izvukao mahom netaknut, ali na njemu opet nije bilo stvorenja koja su se ukopavala u tlo. Čak je i tamošnja vegetacija bila go- tovo sasvim pošteđena, a opet raspon požara drugde ukazuje na to da je razaranje bilo globalnih raz- mera. Ukratko, naprosto ima mnogo toga što ne znamo.
Neke životinje su baš napredovale – uključujući, pomalo iznenađujuće, ponovo kornjače. Kao što napominje Flaneri, period koji je usledio odmah posle izumiranja dinosaura mogao bi isto tako da se zove doba kornjača. U Severnoj Americi je preživelo šesnaest vrsta, a ubrzo zatim nastale su još tri.
Očito, bilo je poželjno da se u vodi osećate kao kod kuće. KT udar je zbrisao gotovo 90 odsto kopnenih vrsta, ali samo 10 vrsta onih koje su živele u slatkoj vodi. Voda je svakako nudila zaštitu od vreline i plamena, ali je isto tako verovatno obezbedila više hrane u periodu oskudice koji je usledio. Sve kopnene životinje koje su preživele imale su naviku da se povlače u bezbednije okruženje u peri- odima opasnosti – u vodu ili podzemlju – jer je i jedno i drugo moglo da obezbedi dobro sklonište od spoljnih razaranja. Strvinari su takođe verovatno bili u prednosti. Gušteri su bili, a i dalje su, ma- hom otporni na bakterije u raspadnutim truplima. Štaviše, one ih često upravo privlače, a očigledno je da je unaokolo dugo bilo veoma mnogo trulih leševa.
Često se pogrešno navodi da su samo sitne životinje preživele KT događaj. U stvari, među preži- velima bili su krokodili, koji ne samo da su bili krupni, već su čak bili triput krupniji nego danas. Ali, sve u svemu, tačno je da su preživeli većinom bili sitni i skriveni. Štaviše, pošto je svet postao mra- čan i neprijatan, nastupilo je savršeno vreme za bića mala, toplokrvna, noćna, sa prilagodljivom is- hranom i opreznom prirodom – a sve su to bile osobine koje su krasile naše sisarske pretke. Da nam je evolucija bila više uznapredovala, verovatno bismo bili istrebljeni. Umesto toga, sisari su se našli u svetu za koji su bili jednako dobro pripremljeni kao i sva druga živa stvorenja.
Međutim, sisari nisu nagrnuli da zauzmu sva slobodna mesta. Evolucija se možda gnuša vakuuma”, napisao je paleontolog Stiven M. Stenli, „ali često joj je potrebno veoma mnogo vremena da ga po- puni.” Možda i svih deset miliona godina, sisari su ostali oprezno mali. Da ste početkom tercijara bi- li veliki kao ris, bili biste kralj.
Ali kada su jednom krenuli, sisari su se neobuzdano širili – ponekad čak i bezobrazno mnogo. Jedno vreme postojali su zamorci veliki kao nosorozi i nosorozi veliki kao dvospratnice. Gde god se ukazala praznina u lancu grabljivaca, sisari su se dizali (često bukvalno) da je popune. Rani pripad- nici porodice rakuna odselili su se u Južnu Ameriku, pronašli prazninu i evoluirali u stvorenja velika i žestoka poput medveda. I ptice su neproporcionalno napredovale. Milionima godina džinovska ptica mesožderka koja nije mogla da leti, a nazvana je Titanis, bila je možda najopasnije stvorenje u Se- vernoj Americi. Svakako da je to bila najopasnija ptica koja je ikada živela. Visina joj je bila tri me- tra, težina preko 350 kilograma, a imala je kljun koji je mogao da otkine glavu manje-više svemu što bi je razdražilo. Njena porodica preživela je na zastrašujući način pedeset miliona godina, a opet sve dok njen skelet nije otkriven u Floridi 1963. godine nismo pojma imali da je ikada postojala.
To nas dovodi do još jednog razloga za neizvesnost u vezi sa izumiranjem: do malobrojnosti fosil- nih tragova. Već smo se dotakli toga koliko je malo verovatno da se bilo čiji komplet kostiju fosilizu- je, ali tragovi su zapravo gori nego što mislite. Evo, recimo dinosauri. Muzeji vam daju utisak da uži- vamo u globalnom izobilju fosila dinosaura. Zapravo, muzejski eksponati su u preovlađujućem delu veštački. Džinovski diplodokus koji dominira ulazom u predvorje Muzeja prirodnjačke istorije u Londonu i koji je oduševljavao i informisao generacije posetilaca u potpunosti je napravljen od gip- sa – sazdan je 1903. godine u Pitsburgu i muzeju ga je poklonio Endru Karnegi. Predvorjem Ame- ričkog muzeja prirodnjačke istorije u Njujorku dominira još veličanstvenija postavka: skelet krupnog barosaura koji brani svoje mladunče od napada brzog i zubatog alosaura. To je izvanredna i nezabo- ravna slika – barosaur se uzdiže nekih devet metara prema visokoj tavanici – ali je isto tako potpu- no lažna. Svaka od nekoliko stotina kostiju od kojih se eksponat sastoji izlivena je od gipsa. Ako po- setite gotovo bilo koji muzej prirodnjačke istorije u svetu – u Parizu, Beču, Frankfurtu, Buenos Aj- resu, Meksiko Sitiju – dočekaće vas stari modeli, a ne drevne kosti.
Zapravo, ne znamo mnogo o dinosaurima. Za čitavo doba dinosaura identifikovano je manje od
1.000 vrsta (a gotovo polovina njih poznata je zahvaljujući jednom jedinom primerku), što je oko če- tvrtina broja danas živih vrsta sisara. Imajte na umu da su dinosauri vladali Zemljom otprilike tri puta duže nego sisari, tako da su oni ili bili izuzetno neproduktivni povodom pitanja vrsta, ili smo tek za- grebali po površini (da upotrebim neodoljivo prikladan kliše).
Za milione godina tokom doba dinosaura nije pronađen još niti jedan jedini fosil. Čak i iz perioda kasne krede – najbolje proučenog praistorijskog perioda od svih, zahvaljujući našem dugotrajnom interesovanju za dinosaure i njihovo istrebljenje – možda tek treba da bude otkriveno oko tri četvrti- ne vrsta koje su tada živele. Možda su Zemljom u hiljadama tumarale životinje glomaznije od diplo- dokusa ili strašnije od tiranosaurusa, a mi to nikada nećemo saznati. Sve donedavno, sve što se znalo o dinosaurima iz tog razdoblja poteklo je iz samo oko trista primeraka koji predstavljaju tek šesnaest
vrsta. Oskudnost tragova dovela je do široko prihvaćenog uverenja da su dinosauri već bili na putu da izumru kada je došlo do KT udara.
Krajem osamdesetih godina, paleontolog iz Javnog muzeja Milvokija Piter Šihan odlučio je da iz- vede jedan eksperiment. Uz pomoć 200 dobrovoljaca, on je minuciozno ispitao dobro definisano, ali isto tako i dobro poharano područje čuvene formacije Hel Krik u Montani. Pažljivim prosejavanjem dobrovoljci su prikupili i poslednji zub, kičmeni pršljen ili parče kosti – sve što su raniji kopači prevideli. Rad je trajao tri godine. Kada su završili, ustanovili su da su više nego utrostručili – za celu planetu – broj fosila dinosaura iz kasne krede. Ovim ispitivanjem je ustanovljeno da su dinosa- uri ostali brojni sve do vremena KT udara. „Ne postoji razlog da smatramo da su dinosauri postepe- no izumirali tokom poslednja tri miliona godina krede”, izvestio je Šihan.
Toliko smo navikli na pomisao o neumitnosti da sami postanemo dominantna vrsta u živom svetu, da nam je teško da shvatimo kako smo tu samo zbog pravovremeno orkestriranih udara i drugih nasu- mičnih slučajnosti. Ono što nam je zajedničko sa svim drugim živim bićima jeste da su gotovo četiri milijarde godina naši preci uspevali da se provuku kroz niz vrata koja su se zatvarala, svaki put kada je to bilo potrebno. Stiven Džej Guld je to jezgrovito izrazio dobro poznatom rečenicom: „Ljudi su danas ovde zbog toga što se naša loza nikada nije prelomila – niti jednom, na svih onih milijardu ta- čaka koje su mogle da nas izbrišu iz istorije.”
Na početku ovog poglavlja stoje tri tvrdnje: život želi da bude; život ne želi uvek da bude bogzna šta; život s vremena na vreme izumre. Tome možemo dodati i četvrtu: život ide dalje. A kao što ćemo videti, on često ide dalje na način koji je zaista zapanjujući.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
23
Bogatstvo postojanja
Tu i tamo u Muzeju prirodnjačke istorije u Londonu, u udubljenjima duž slabo osvetljenih hodnika ili između staklenih vitrina sa mineralima, nojevim jajima i drugim produktivnim neredom iz proteklog veka, stoje tajna vrata – ili makar tajna u smislu da ništa na njima ne privlači pažnju posetilaca. Po- vremeno možda ugledate kako neko ko se ponaša rasejano i ima zanimljivu svojeglavu frizuru tipičnu za jednog naučnika, izlazi kroz jedna takva vrata i žuri hodnikom, verovatno da bi nestao kroz druga, koja se nalaze malo dalje, ali to je relativno redak događaj. Vrata mahom ostaju zatvorena i ničim ne ukazuju na to da iza njih postoji jedan drugi – paralelni – Muzej prirodnjačke istorije jednako ogroman i, u mnogo čemu, čudesniji od onog koji publika poznaje i obožava.
U Muzeju prirodnjačke istorije čuva se sedamdesetak miliona predmeta iz svih oblasti života i svakog kutka planete, sa još oko stotinu hiljada koji se svake godine dodaju zbirci, ali zapravo samo iza scene možete dokučiti kakva je to riznica s blagom. U ormarima i komodama, u dugim sobama pu- nim gusto naređanih polica, čuvaju se desetine hiljada životinja ukiseljenih u bocama, milioni inseka- ta prikovanih za četvrtaste kartice, fioke pune blistavih mekušaca, kosti dinosaura, lobanje ranih lju- di, bezbrojne fascikle sa uredno presovanim biljkama. To vam je malo kao da tumarate kroz Darvinov mozak. Samo soba sa špiritusom sadrži 15 milja polica krcatih teglama sa životinjama sačuvanim u denaturisanom špiritusu.
Tamo iza su primerci koje je prikupio Džozef Benks u Australiji, Aleksander Fon Humbolt u Ama- zoniji i Darvin tokom putovanja Biglom – kao i još mnogo toga što je ili veoma retko, ili istorijski značajno, ili i jedno i drugo. Mnogi bi da se dokopaju tih stvari. Nekolicini je to zaista uspelo. Godi- ne 1954. muzej je pribavio izuzetnu ornitološku zbirku iz zaostavštine predanog kolekcionara Riharda Majnerchagena, pisca knjige Ptice Arabije, kao i drugih naučnih dela. Majnerchagen je godinama bio odani posetilac muzeja i navraćao je gotovo svakodnevno kako bi uzimao beleške potrebne za pisanje knjiga i monografija. Kada su sanduci stigli, kustosi su ih uzbuđeno otvorili pajserima kako bi videli šta im je to zaveštano i onda se, da to blago kažemo, iznenadili otkrivši da veoma veliki broj prime- raka nosi etikete samog muzeja. Ispostavilo se da se gospodin Majnerchagen godinama sluzio njiho- vom zbirkom. Tako je objašnjena njegova navika da nosi komotni mantil čak i po toplom vremenu.
Nekoliko godina kasnije jedan postariji, šarmantni redovni posetilac u odeljenju s mekušcima –
„veoma otmeni gospodin”, kako su mi rekli – uhvaćen je da ubacuje vredne morske školjke u šuplje noge svog cimer-rama.54
„Pretpostavljam da ovde ne postoji ništa za čime neko negde ne čezne”, rekao je Ričard Forti za- mišljeno dok me je vodio kroz zavodljivi svet u muzejskom delu iza scene. Tumarali smo kroz zbrka- no raspoređena odeljenja gde su ljudi sedeli za stolovima i intenzivno istraživali svoje antropode, paprati i kutije s požutelim kostima. Svuda je vladala atmosfera odmerene temeljitosti, ljudi uključe- nih u džinovski poduhvat koji nikada ne može biti dovršen i koji se ne sme požurivati. Godine 1967, kao što sam pročitao, muzej je objavio svoj izveštaj o ekspediciji Džona Marija, o istraživanju Indij- skog okeana, četrdeset četiri godine pošto je ta ekspedicija okončana. Ovo je svet u kojem se stvari kreću sopstvenom brzinom, što obuhvata i maleni lift koji smo Forti i ja podelili s jednim starijim
muškarcem naučničkog izgleda, sa kojim je Forti prijatno ćaskao kao da ga dobro poznaje dok smo se peli otprilike brzinom taloženja sedimenata.
Kada je taj čovek otišao, Forti mi je rekao: „To je bio veoma ljubazan momak koji se zove Nor- man i četrdeset dve godine je proveo proučavajući jednu jedinu vrstu biljke, travu Sv. Jovana.55 Pen- zionisao se 1989. ali i dalje dolazi svake nedelje.”
„Kako čovek može da provede četrdeset dve godine radeći na jednoj vrsti biljke?”, upitao sam.
„Neverovatno, zar ne?”, saglasio se Forti. Razmišljao je kratko. „Očigledno je veoma temeljit.” Vrata lifta su se otvorila i otkrila otvor zazidan ciglama. Forti je izgledao zbunjeno. „To je veoma čudno”, rekao je. „Tamo je bila botanika.” Pritisnuo je dugme za drugi sprat pa smo polako stigli do Botanike zadnjim stepeništem i diskretnim upadom kroz nova odeljenja čiji su istraživači s mnogo ljubavi argatovali nad nekada živim predmetima. I tako sam se upoznao sa Lenom Elisom i tihim sve- tom briofita – za nas ostale, mahovina.
* * *
Kada je Emerson pesnički primetio da mahovine vole severnu stranu drveća („Mahovina na šumskoj kori – Severnjača je što iz mraka zbori”), mislio je zapravo na lišajeve, jer se u devetnaestom veku između mahovina i lišajeva nije pravila razlika. Prave mahovine zapravo ne biraju mnogo gde će da rastu, pa ne vrede mnogo kao prirodni kompas. U stvari, mahovine ne vrede mnogo kao ništa. „Možda nijedna velika grupa biljaka nema tako ograničenu upotrebu, komercijalnu ili ekonomsku, kao maho- vine”, napisao je Henri S. Konard, možda samo malčice tužno, u knjizi Kako razlikovati mahovine i kopitnjake, objavljenoj 1956. i još prisutnoj na policama mnogih biblioteka kao gotovo jedini poku- šaj popularizacije te teme.
Međutim, one su veoma plodne. Čak i bez lišajeva, briofite su veoma aktivne, sa više od deset hi- ljada vrsta smeštenih u oko sedam stotina rodova. Bucmasta i dostojanstvena Mahovinasta flora Bri- tanije i Irske A. Dž. Smita ima sedam stotina strana, a Britanija i Irska nipošto nisu izuzetno mahovi- nasta mesta. „Veliki broj se može naći u tropskim oblastima”, rekao mi je Len Elis. Taj tihi, suvonjavi čovek bio je u Muzeju prirodnjačke istorije dvadeset sedam godina, a kustos odeljenja je od 1990.
„Možete otići, recimo, u kišne šume Malezije i relativno lako pronaći nove varijante. I sam sam to nedavno uradio. Spustio sam pogled i ugledao vrstu koja nikada ranije nije evidentirana.” „Dakle, ne znamo koliko još vrsta preostaje da bude otkriveno?” „O, ne. Pojma nemamo.”
Možda ne biste pomislili da u svetu ima tako mnogo ljudi spremnih da ceo svoj životni vek posve- te izučavanju nečeg tako neizbežno neupadljivog, ali mahovinastih ljudi zapravo ima na stotine i oni se veoma žustro zalažu za predmet svog izučavanja. „O da”, rekao mi je Elis, „sastanci ponekad mo- gu da budu veoma živahni.”
Upitao sam ga za neki primer kontroverze.
„Pa, jednu je izazvao jedan vaš zemljak”, rekao je on i blago se osmehnuo, a onda otvorio debelu referentnu knjigu s ilustracijama mahovina čija je najprimetnija osobina za neobučeno oko neverovat- na međusobna sličnost. „Ovo je”, rekao je on kuckajući po jednoj mahovini, „nekada bio jedan rod, Drepanocladus. Sada je preuređen u tri: Drepanocladus, Varnstorfia i Hamatacoulis.”
„I je li to izazvalo frku?”, upitao sam, možda malčice optimistički.
„Pa, imalo je smisla. Savršeno je imalo smisla. Ali podrazumevalo je mnogo preuređivanja u zbirkama i zastarevanje svih knjiga na neko vreme, pa je bilo malo, znate već, gunđanja.”
Mahovine kriju i tajne, rekao mi je on. Jedan čuveni slučaj – doduše, čuven za mahovinaste lju- de – odnosio se na nenametljivi tip zvani Hiofilia stanfordensis, otkriven u kampusu Univerziteta
Stanford u Kaliforniji, a kasnije pronađen kako raste i kraj jedne staze u Kornvolu, ali nikada nigde između ta dva mesta. Niko ne ume da kaže kako je ta mahovina mogla da postoji na tako međusobno nepovezanim lokacijama. „Sada je taj tip poznat kao Henediela stanfordensis”, rekao je Elis. „Još jedna revizija.”
Zamišljeno smo klimnuli glavama.
Kada se otkrije nova mahovina, mora da se uporedi sa svim drugim mahovinama kako bi bilo si- gurno da već nije evidentirana. Onda se mora napisati formalni opis, pripremiti ilustracija i rezultat se mora objaviti u nekom uglednom časopisu. Čitav taj proces retko traje kraće od šest meseci. Dva- deseti vek nije bio naročito značajan za taksonomiju mahovina. Najveći deo rada tokom veka bio je posvećen raspetljavanju konfuzije i duplikata koje je za sobom ostavio devetnaesti vek.
To je bilo zlatno doba sakupljanja mahovina. (Možda ćete se prisetiti da je otac Čarlsa Lajela bio veliki stručnjak za mahovine.) Jedan Englez prikladnog imena, Džordž Hant,56 lovio je britanske ma- hovine toliko prilježno da je verovatno doprineo izumiranju nekoliko vrsta. Ali zahvaljujući takvom trudu zbirka Lena Elisa ubraja se u najpotpunije zbirke u svetu. Svih 780.000 njegovih primeraka is- presovano je u velikim presavijenim listovima teškog papira, a neki od tih listova veoma su stari i prekriveni paučinastim viktorijanskim rukopisom. Koliko znamo, neki od njih možda su ispisani ru- kom Roberta Brauna, velikog viktorijanskog botaničara koji je otkrio Braunovo kretanje i ćelijsko je- zgro, osnovao odeljenje za botaniku u muzeju i upravljao njime prvih trideset jednu godinu sve dok nije umro 1858. godine. Svi primerci se čuvaju u sjajnim starim ormarima od mahagonija toliko pre- finjene izrade da sam morao to da napomenem.
„0, oni su pripadali ser Džozefu Benksu, i doneseni su iz njegove kuće na Trgu Soho”, rekao je Elis nehajno, kao da identifikuje nedavnu nabavku iz Ikee. „Naručio je da ih naprave kako bi čuvao u njima svoje primerke sa putovanja Poduhvatom.” Zamišljeno je pogledao ormare, kao da to čini prvi put posle mnogo vremena. „Ne znam kako su završili kod nas, na briologiji”, dodao je.
To je bilo zapanjujuće otkriće. Džozef Benks je bio najveći britanski botaničar, a putovanje Podu- hvatom – to jest, ono na kojem je kapetan Kuk zabeležio prolazak Venere 1769. i prisvojio Australi- ju za krunu, pored mnogo drugih stvari – bilo je najveća botanička ekspedicija u istoriji. Benks je platio 10.000 funti, što bi u današnjem novcu iznosilo oko 600.000 funti, dabi pošao sa grupom od još devet članova – sa prirodnjakom, sekretarem, tri slikara i četiri sluge – u trogodišnju avanturu oko sveta. Bog sveti zna šta je otresiti kapetan Kuk mislio o tako baršunastoj i razmaženoj družini, ali iz- gleda da mu se Benks dovoljno svideo i da nije mogao da se ne divi njegovom talentu za botaniku – što je gledište koje će s njim podeliti i potomstvo.
Nikada pre niti kasnije neka botanička družina nije doživela veći trijumf. Delom je to bilo zato što ih je putovanje odvelo na tako mnogo novih i malo poznatih mesta – u Ognjenu zemlju, Tahiti, Novi Zeland, Australiju, Novu Gvineju – ali mahom je to bilo zato što je Benks bio tako dovitljiv i inven- tivni sakupljač. Čak i kada nije mogao da se iskrca u Rio de Žaneiru zbog karantina, prosejao je sadr- žinu bale stočne hrane koju su poslali za brodsku marvu i došao do novih otkrića. Izgleda da ništa ni- je izmicalo njegovoj pažnji. Sveukupno je doneo sa sobom trideset hiljada primeraka biljaka, uklju- čujući i hiljadu četiri stotine onih koje nikada ranije nisu viđene – dovoljno da za oko četvrtinu uve- ća broj poznatih biljaka sveta.
Ali Benksova velika riznica bila je samo deo ukupnog ulova u gotovo apsurdno gramzivom dobu. Sakupljanje biljaka u osamnaestom veku postalo je neka vrsta međunarodne manije. I slava i bogat- stvo čekali su one koji su mogli da otkriju nove vrste i botaničari i avanturisti su se izlagali nevero- vatnim naporima ne bi li zadovoljili svetsku glad za hortikulturnim novitetima. Tomas Natal, čovek koji je vistariju nazvao po Kasparu Vistaru, došao je u Ameriku kao neobrazovani štamparski radnik,
ali se ubrzo strasno posvetio biljkama i prokrstario pola zemlje sakupljajući nikada ranije viđene stvari koje rastu. Džon Frejzer, po kojem je ime dobila Frejzerova jela, proveo je godine u divljini sakupljajući primerke za Katarinu Veliku, a kada je odande izašao, ustanovio je da Rusija ima novog cara koji ga je smatrao ludim i odbio da ispoštuje ugovor. Frejzer je sve odneo u Čelzi, gde je otvo- rio rasadnik i lepo zarađivao prodajom rododendrona, azaleja, magnolija, virdžinijskih puzavica, le- pih kata i ostalih kolonijalnih egzotičnih biljaka oduševljenom engleskom plemstvu.
Odgovarajuća otkrića mogla su da donesu ogromne iznose. Džon Lajon, botaničar amater, proveo je dve teške i opasne godine sakupljajući primerke, ali je za taj trud nagrađen ekvivalentom od goto- vo 125.000 današnjih funti. Međutim, mnogi su to činili samo iz ljubavi prema botanici. Natal je naj- veći deo onoga što je pronašao dao Liverpulskoj botaničkoj bašti. Na kraju je postao direktor Har- vardske botaničke bašte i pisac enciklopedijskog dela Rodovi severnoameričkih biljaka (koji ne sa- mo što je napisao, već i najvećim delom složio za štampu).
A to su bile samo biljke. Postojala je i fauna u novim svetovima – kenguri, kiviji, rakuni, divlje mačke, komarci i druga zanimljiva živa bića koja su prkosila mašti. Količina života na Zemlji bila je naizgled beskrajna, kao što je Džonatan Svift zabeležio u svojim čuvenim stihovima:
I tako prirodnjaci primete da buva Još manje buve ima što se njome hrane Dok ove opet grickaju buvice još manje
Te tako u beskraj ide to.
Sve te nove informacije trebalo je klasifikovati, poređati i uporediti sa onim što je već bilo pozna- to. Svet je očajnički tragao za primenjivim sistemom klasifikacije. Na svu sreću, u Švedskoj je jedan čovek bio sasvim spreman da ga smisli.
Njegovo ime bilo je Karl Line (kasnije promenjeno, sa dozvolom, u aristokratskije Fon Line), ali danas se pamti pod latinizovanim imenom Karolus Lineus. On je rođen 1707. u selu Rošult na jugu Švedske, kao sin siromašnog ali ambicioznog luteranskog paroha, i bio je tako slab učenik da ga je očajni otac dao (ili, po nekim izvorima, gotovo dao) na zanat kao šegrta nekom obućaru. Užasnut iz- gledima da čitav život provede ukucavajući ekserčiće u kožu, mladi Line je zamolio da mu se pruži još jedna šansa, što mu je i udovoljeno, te nikada potom nije propustio da se akademski istakne. Stu- dirao je medicinu u Švedskoj i Holandiji, mada se strasno zainteresovao za svet prirode. Početkom tridesetih godina toga veka, još u svojim dvadesetim godinama, počeo je da pravi kataloge svetskih biljnih i životinjskih vrsta koristeći sistem koji je sam smislio, i njegova slava je postepeno rasla.
Retko je postojao čovek kome je lakše padala sopstvena veličina. Najveći deo svog slobodnog vremena provodio je ispisujući duge i laskave opise samoga sebe, izjavljujući da nikada nije bilo
„većeg botaničara ili zoologa”, te da je njegov sistem klasifikacije „najveće dostignuće u oblasti nau- ke”. Skromno je nagovestio da na njegovom nadgrobnom kamenu treba da piše Princeps Botanico- rum, „Princ botaničara”. Nikada nije bilo pametno dovoditi u pitanje njegove velikodušne procene sopstvene ličnosti. Oni koji bi to uradili obično bi ustanovili da je po njima ime dobio neki korov.
Druga Lineova upečatljiva osobina bila je postojana – povremeno, reklo bi se, čak grozniča- va – zaokupljenost seksom. Posebno je bio impresioniran sličnošću između nekih mekušaca sa dva kapka i ženskih stidnica. Delovima jedne vrste školjke dao je imena „vulva”, „labija”, „stidnik”,
„anus” i „himen”. Grupisao je biljke po prirodi njihovih organa za razmnožavanje i podario im upa- dljivu antropomorfnu zaljubljivost. Njegovi opisi cvetova i njihovog ponašanja puni su izraza kao
„promiskuitetni snošaji”, „jalove konkubine” i „svadbena postelja”. U proleće je napisao jedan svoj
često citirani pasus;
Ljubav se javlja čak i među biljkama. Muške i ženske... venčaju se... pokazujući svojim seksu- alnim organima koje su muške, a koje ženske. Cvetno lišće služi kao svadbena postelja, što je Tvorac tako veličanstveno uredio, ukrašena tako plemenitim baldahinima i namirisana tolikom količinom blagih mirisa da bi mladoženja i nevesta tamo mogli da proslave svoju svadbu dale- ko svečanije. Kad postelja tako bude spremna, vreme jeza mladoženju da zagrli svoju voljenu nevestu i preda joj se.
* * *
Jedan rod biljaka nazvao je Clitoria. Nimalo ne iznenađuje što je mnogim ljudima delovao čudno. Ali njegov sistem klasifikacije bio je neodoljiv. Pre Linea, biljkama su davana krajnje opisna imena. Obična trešnja zvala se Physalis amno ramosissime ramis angulosis glabris foliis dentoserratis. Line je to skresao na Physalis angulata, što je ime koje se još koristi. Biljni svet je isto tako bio neuređen usled nekonzistentnosti davanja imena. Botaničar nije mogao da bude siguran je li Rosa sylvestris al- ba cum rubore, folioglabro i stabljika kao ona koju su drugi nazivali Rosa sylvestris inodora seu ca- nina. Line je rešio tu zbrku nazvavši je jednostavno Rosa canina. Da bi te ekscizije bile korisne i pri- hvatljive za sve nije samo bila potrebna odlučnost, već mnogo više od toga. Bio je potreban in- stinkt – zapravo, genije – za uočavanje značajnih osobina neke vrste.
Lineovski sistem je tako dobro ukorenjen da teško možemo zamisliti alternativu, ali pre Linea, si- stemi klasifikacija često su bili veoma hiroviti. Životinje su mogle da se kategorizuju po tome da li su divlje ili pripitomljene, kopnene ili vodene, krupne ili sitne, čak i po tome da li su lepe i plemenite ili beznačajne. Bufon je svoje životinje aranžirao po tome koliko su korisne za čoveka. Anatomska pitanja gotovo da nisu bila obuhvaćena. Lineovo životno delo bilo je da ispravi taj nedostatak klasifi- kovanjem svega živog po fizičkim atributima. Taksonomija – što će reći, nauka klasifikacije – više se nije ni osvrnula.
Naravno, za sve to je trebalo vremena. Prvo izdanje njegovog velikog dela Systema Naturae iz 1735. godine imalo je samo četrnaest strana. Ali, raslo je i raslo, sve dok se u dvanaestom izda- nju – poslednjem koje će Line doživeti da vidi – nije rasteglo na tri toma i 2.300 strana. Na kraju, on je imenovao ili zabeležio oko trinaest hiljada biljnih i životinjskih vrsta. Druga dela bila su iscrp- nija – trotomna Historia Generalis Plantarum Džona Reja u Engleskoj, dovršena generaciju ranije, pokrila je čak 18.625 samo biljnih vrsta – ali ono što je Line imao, a niko drugi mu u tome nije mo- gao ni prići, bila je konzistentnost, red, jednostavnost i blagovremenost. Iako njegov rad potiče iz tri- desetih godina osamnaestog veka, u Engleskoj je postao naširoko poznat tek tokom šezdesetih godina, taman na vreme da od Linea načini neku vrstu očinske figure za britanske prirodnjake. Njegov sistem nigde nije bio prihvaćen s većim entuzijazmom (zbog čega se, ako ništa drugo, Lineovsko društvo na- lazi u Londonu, a ne u Stokholmu).
Line nije bio bez mana. Ostavio je mesta za mitske zveri i „čudovišne ljude” čije je opise lakover- no prihvatao od mornara i drugih maštovitih putnika. Među njima je bio i divlji čovek, Homo ferus, koji je hodao na sve četiri i još nije ovladao veštinom govora, kao i Homo caudatus, „čovek sa re- pom”. Ali opet, ne treba da zaboravimo da je čitavo to doba bilo mnogo lakovernije od našeg. Čak se i veliki Džozef Benks krajem osamnaestog veka iskreno i lakoverno zainteresovao za niz izveštaja o tome da su nedaleko od škotske obale viđene sirene. Međutim, u najvećem delu, Lineovi propusti bili su beznačajni u odnosu na čvrstu i često briljantnu taksonomiju. Među drugim dostignućima, uočio je
da kitovi spadaju u istu grupu kao i krave, miševi i ostale obične kopnene životinje iz reda četvorono- žaca (kasnije preimenovanog u sisare), što niko pre njega nije uradio.
Na početku, Line je nameravao da svakoj biljci da samo ime roda i broj – Convovulvus 1, Con- vovulvus 2 i tako dalje – ali ubrzo je shvatio da je to nezadovoljavajuće i prešao na binominalni aranžman koji je do danas ostao u srcu sistema. Prvobitna namera bila je da se binominalni sistem koristi za sve – kamenje, minerale, bolesti, vetrove, za sve što postoji u prirodi. Mnogi su bili uzne- mireni njegovom sklonošću prema nepristojnom, što je bilo malčice ironično jer su uobičajena imena mnogih biljaka i životinja pre Linea bila krajnje vulgarna. Maslačak je bio popularno poznat kao „pi- šurak” zbog njegovih navodnih diuretičkih svojstava, a među drugim imenima koja su bila u svakod- nevnoj upotrebi bio je i kobilin prdež, gole cice, mudotrz, pasja pišaćka, zjapeće prkno i guzni pre- krivač. Moguće je da su jedan ili dva takva prizemna naziva nesvesno preživeli u engleskom i dan- danas. Na primer, „devojačke vlasi” u imenu mahovine koja se tako zove ne odnose se na vlasi iz de- vojačke kose. U svakom slučaju, dugo se smatralo da bi prirodne nauke trebalo da budu prikladno dignifikovane dozom klasičnog preimenovanja, pa je došlo do izvesne užasnutosti kada je otkriveno da je samozvani princ botanike svoje tekstove začinio takvim nazivima kao što su Clitoria, Fornicata i Vulva.
Tokom godina mnogi takvi nazivi tiho su odbačeni (mada ne svi: običan papučasti lupar i dalje se u formalnim prilikama odaziva na ime Creptdula fornicata) i obavljena su mnoga druga poboljšanja kako su potrebe prirodnih nauka postajale sve specijalizovanije. Posebno, sistem je bio poduprt po- stepenim uvođenjem dodatnih hijerarhija. Termine Genus (množina: genera) i vrste prirodnjaci su ko- ristili više od stotinu godina pre Linea, a red, klasa i familija su u svom biološkom smislu ušli u upo- trebu tokom pedesetih i šezdesetih godina osamnaestog veka. Ali phylum je skovan tek 1876. godine (to je uradio Nemac Ernst Hekel), a familija i red tretirani su kao međusobno zamenjivi termini sve do početka dvadesetog veka. Neko vreme zoolozi su koristili familiju tamo gde su botaničari smeštali red, što je povremeno izazivalo opštu zbrku.57
Line je podelio životinjski svet u šest kategorija: sisare, reptile, ptice, ribe, insekte i „verme” ili gliste, gde je smestio sve što se nije uklapalo u prvih pet. Od početka je bilo očigledno da svrstava- nje jastoga i škampa u istu kategoriju glisti nije zadovoljavajuće, pa su stvorene razne nove kategorije kao što su mollusca i crustacea. Nažalost, te nove klasifikacije nisu se jednoobrazno primenjivale u raznim državama. U pokušaju da ponovo uspostave red, Britanci su 1842. objavili nova pravila na- zvana Striklandski kodeks, ali Francuzi su u tome videli nadmenost pa je Societe Zoologique odgovo- rilo sopstvenim, suprotstavljenim kodeksom. U međuvremenu, Američko ornitološko društvo, iz ne- poznatih razloga, odlučilo je da koristi izdanje Systema Naturae iz 1758. godine kao osnovu za sva svoja naimenovanja, umesto izdanja iz 1766. koje se drugde koristilo, što znači da su mnoge američke ptice provele devetnaesti vek smeštene u rodove koji su se razlikovali od njihovih rođaka iz Evrope. Tek su 1902. godine, na jednom od prvih sastanaka Međunarodnog kongresa zoologije, prirodnjaci konačno počeli da pokazuju duh kompromisa i usvojili univerzalni kodeks.
* * *
Taksonomija se ponekad opisuje kao nauka, a ponekad kao veština, ali je zapravo bojno polje. Čak i danas u sistemu vlada veći nered nego što to većina ljudi shvata. Uzmite recimo kategoriju filuma, ni- voa podele koji opisuje osnovnu telesnu strukturu organizma. Nekoliko filuma je opšte poznato, poput mekušaca (gde su smeštene školjke i puževi), zglavkara (insekti i ljuskari) i hordata (mi i sve druge životinje sa kičmom ili protokičmom); posle toga stvari se brzo kreću u domen malo poznatog. Među
malo poznate možemo da svrstamo gnatostomulide (morske gliste), cnidarije (meduze, anemone i ko- rale) i nežne prijapulide (ili male „penis-gliste”). Poznati ili ne, to su elementarni nivoi podele. A opet, ljudi se iznenađujuće malo slažu o tome koliko filuma postoji, ili treba da postoji. Većina biolo- ga utvrđuje ukupan broj na oko trideset, ali neki se zalažu za broj nešto veći od dvadeset, dok Edvard
O. Vilson u Raznovrsnosti života broj diže na iznenađujuće robusnih osamdeset devet. To zavisi od mesta gde odlučite da izvršite podelu – od toga da li ste „gomilaš” ili „cepkaroš”, kao što već to ka- žu u svetu biologije.
Na svakodnevno primenjivijem nivou vrsta mogućnosti za neslaganje su još veće. Da li vrsta trave treba da se zove Aegilops iticurva, Aegilops incurvata ili Aegilops ovata možda i nije pitanje koje bi uzburkalo strasti mnogih nebotaničara, ali zato može biti izvor veoma žive rasprave u odgovarajućim krugovima. Problem je što postoji pet hiljada vrsta trave, a mnoge od njih izgledaju veoma slično čak i ljudima koji se u trave razumeju. Posledica toga je da su neke vrste pronalažene i imenovane najma- nje dvadeset puta, a čini se da jedva postoji neka koja nije makar dvaput nezavisno identifikovana. Dvotomni Priručnik za trave Sjedinjenih Američkih Država posvetio je dve stotine gusto štampanih strana razjašnjenjima svih sinonima, kako se u svetu biologije nazivaju nenamerni, ali sasvim uobiča- jeni duplikati. A to su samo trave jedne jedine zemlje.
Da bi se rešavala neslaganja na globalnoj sceni, o pitanjima prioriteta i duplikata arbitrira telo poznato kao Međunarodno udruženje za biljnu taksonomiju. U određenim intervalima donosi dekrete u kojima objavljuje da Zauschneria californica (obična trava u kamenitim baštama) nadalje ima biti poznata kao Epilobium canum; ili da se Aglaothamnion tenuissimum sada može smatrati suvrsnim sa Aglaothamnion byssoides, ali ne i sa Aglaothamnion pseudobyssoides. To su obično sitne ispravke koje ne privlače mnogo pažnje, ali kada se dotaknu obožavanih baštenskih biljaka, što se ponekad do- godi, neizbežno uslede urlici besa. Krajem osamdesetih godina obična hrizantema je proterana (na naizgled čvrstim naučnim principima) iz roda istog imena i dodeljena relativno jednoličnom i nepo- željnom svetu roda Dendrantema.
Odgajivači hrizantema su gordi i brojni, pa su protestovali kod stvarno postojeće, mada nevero- vatno nazvane Komisije za spermatofite. (Postoje takođe i komisije za pteridofite, briofite i gljivice, između ostalih, a sve odgovaraju licu sa zvanjem Rapporteur-General; tek to je institucija koju zaista treba pozdraviti.) Iako bi pravila nomenklature trebalo da se rigidno primenjuju, botaničari nisu neo- setljivi na sentimentalnost, pa je 1995. godine odluka opozvana. Slične presude spasle su petunije, eonimus i popularnu vrstu amarilis od degradacije, ali ne i mnoge vrste geranijuma, koje su pre izve- snog broja godina premeštene, usred opšte halabuke, u rod pelargonijuma. Te svađe su na zabavan na- čin prikazane u knjizi Čarlsa Eliota O saksijama iz baštenske šupe.
Svađe i preuređenja gotovo istog tipa mogu se pronaći u svim drugim domenima živog sveta, tako da vođenje ukupne evidencije nije nimalo lako kao što biste možda pretpostavili. Posledica toga je prilično zaprepašćujuća činjenica da nemamo pojma – „čak ni do najbližeg reda veličine”, po reči- ma Edvarda O. Vilsona – o tome koliko različitih bića živi na našoj planeti. Procene se kreću od tri miliona do dvesta miliona. Još neobičnije je, po izveštaju iz Ekonomista, što čak 97 odsto svetskih životinjskih i biljnih vrsta možda još čeka da bude otkriveno.
Od organizama za koje znamo, više od 99 u svakih 100 opisano je samo okvirno – „naučno ime, pregršt primeraka u muzeju i nekoliko redova opisa u naučnim časopisima”, tako Vilson opisuje u kom stanju se nalazi naše znanje. U Raznovrsnosti života on je procenio broj poznatih vrsta svih tipo- va – biljaka, insekata, mikroba, algi, svega – na 1,4 miliona, ali je dodao da je to samo pretpostav- ka. Drugi autoriteti su broj poznatih vrsta odredili nešto više, na oko 1,5 miliona do 1,8 miliona, ali ne postoji nikakav centralni registar za te stvari, tako da čovek nigde ne može da proveri te brojke.
Ukratko, izuzetan položaj u kome se nalazimo jeste takav da zapravo ne znamo šta stvarno znamo.
U principu bi trebalo da budete u mogućnosti da odete stručnjacima iz svake oblasti specijalizaci- je, upitate koliko vrsta postoji na njihovom polju izučavanja, a onda da sve to lepo saberete. U stvari, mnogi ljudi su to i uradili. Problem je u tome što se retko nađu dvojica sa istim brojkama. Neki izvori navode da je broj poznatih tipova gljivica sedamdeset hiljada, drugi stotinu hiljada – gotovo upola više. Možete naći pouzdane procene da je broj opisanih vrsta glista četiri hiljade i podjednako pou- zdane procene da je taj broj dvanaest hiljada. Za insekte se brojevi kreću od 750.000 do 950.000 vr- sta. To su, razumete, navodno poznati brojevi vrsta. Za biljke se obično prihvaćene brojke kreću u ra- sponu od 248.000 do 265.000. To možda i ne izgleda kao veliko odstupanje, ali je preko dvadeset pu- ta više od broja cvetnih biljaka u čitavoj Severnoj Americi.
Dovođenje stvari u red i nije baš lak zadatak. Početkom šezdesetih, Kolin Grovs sa Australijskog državnog univerziteta započeo je sistematsko istraživanje nad više od 250 poznatih vrsta primata. Če- sto se ispostavilo da je ista vrsta bila opisana više puta – ponekad i nekoliko puta – a da njeni opi- sivači pojma nisu imali da je u pitanju životinja koja je nauci već poznata. Grovsu je trebalo četiri decenije da sve raspetlja, a obrađena je relativno mala grupa lako prepoznatljivih, generalno nekon- troverznih stvorenja. Bog sveti zna kakvi bi rezultati bili ako bi neko pokušao isto da izvede sa dva- deset hiljada tipova lišajeva, pedeset hiljada vrsta mekušaca ili više od četiri stotine hiljada tipova buba, koliko se procenjuje da ih ima na planeti.
Ali sigurno je da tamo napolju ima veoma mnogo života, mada su stvarne količine nužno procenje- ne na osnovu ekstrapolacija – ponekad na osnovnu izuzetno ekspanzivnih ekstrapolacija. U dobro poznatoj vežbi izvedenoj osamdesetih godina, Teri Irvin iz Smitsonovog instituta zasuo je šumarak od devetnaest stabala iz kišne šume u Panami maglom ispunjenom insekticidima, a onda pokupio sve što mu je iz krošnji popadalo u mreže. U njegovom ulovu (zapravo, ulovima, pošto je u svakom godi- šnjem dobu ponavljao eksperiment kako bi bio siguran da je uhvatio i vrste selice) nalazilo se hiljadu dvesta tipova buba. Na osnovu distribucije buba na drugim mestima, broja drugih vrsta drveća u šu- mi, broja šuma u svetu, broja drugih tipova insekata i tako dalje uz dugački lanac promenljivih, došao je do procene od trideset miliona vrsta insekata za čitavu planetu – da bi kasnije za taj broj rekao da je previše konzervativan. Drugi koji su koristili iste ili slične podatke došli su do brojki od trinaest miliona, osamdeset miliona ili stotinu miliona tipova insekata, a posebno su naglasili da, koliko god obazriv bio postupak, te brojke duguju pretpostavkama najmanje isto onoliko koliko i znanju.
* * *
Po Volstrit žurnalu u svetu postoji „oko 10.000 aktivnih taksonoma” – što nije veliki broj kad pomi- slite koliko postoji stvari koje treba evidentirati. Ali, dodaje Žurnal, zbog troškova (oko 1.250 funti po vrsti) i papirologije, zabeleži se samo petnaestak hiljada novih vrsta svih tipova godišnje.
„Nije to kriza biodiversiteta, već kriza taksonomije!”, reži Koen Maes, šef za beskičmenjake iz Kenijskog narodnog muzeja u Najrobiju, rodom iz Belgije, koga sam nakratko sreo kada sam posetio tu zemlju u jesen 2002. godine. U čitavoj Africi nema specijalizovanih taksonoma, rekao mi je on.
„Postojao je jedan u Obali Slonovače, ali mislim da je otišao u penziju”, kazao je. Potrebno je osam do deset godina da bi se obučio jedan taksonom, ali nema nijednog koji se za to sprema u Africi.
„Oni su pravi fosili”, dodao je Maes. I njega će otpustiti krajem godine, rekao je. Posle sedam godina provedenih u Keniji, neće mu obnoviti ugovor. „Nema sredstava”, objasnio je Maes.
U napisu za časopis Priroda nekoliko meseci ranije, britanski biolog Dž. H. Godfri primetio je da svuda postoji hronični „nedostatak prestiža i izvora” za taksonome. Posledica je da su „mnoge vrste
loše opisane u izolovanim publikacijama, bez pokušaja da se neki novi takson58 poveže s postojećim vrstama i kiasifikacijama”. Štaviše, vreme većine taksonoma uglavnom nije utrošeno na opisivanje novih vrsta, već jednostavno na razvrstavanje starih. Mnogi, po Godfriju, „najveći deo karijere pro- vedu u pokušaju da tumače radove sistematike iz devetnaestog veka: da dekonstruišu njihove često neadekvatne objavljene opise ili da tragaju po svetskim muzejima za tipskim materijalom koji je če- sto u veoma lošem stanju”. Godfri naročito napominje odsustvo pažnje koja bi se poklonila mogućno- stima sistematizacije putem interneta. Činjenica je da je taksonomija, mahom, i dalje zastarela i veza- na za papir.
U pokušaju da stvari dovuče u savremeno doba, Kevin Keli, saosnivač časopisa Wired, osnovao je 2001. godine preduzeće nazvano Fondacija svih vrsta s ciljem da se pronađe i u bazu podataka unese svaki živi organizam. Troškovi takvog poduhvata procenjeni su na raspon od 1,3 do čak 30 mi- lijardi funti. U proleće 2002. fondacija je imala samo 750.000 funti u sredstvima i četiri stalno zapo- slena radnika.
Ukoliko, kao što to nagoveštavaju brojke, imamo možda stotinu miliona vrsta insekata koje tek tre- ba da pronađemo, i ako nastavimo da ih otkrivamo sadašnjom brzinom, krajnji i ukupan broj insekata trebalo bi da imamo za nešto više od petnaest hiljada godina. Za ostatak životinjskog carstva može zatrebati malo više vremena.
I zašto onda znamo tako malo? Postoji gotovo jednako mnogo razloga koliko i preostalih životinja koje treba prebrojati, ali evo nekoliko glavnih uzroka.
Živa stvorenja su većinom mala i lako ih je prevideti. U praktičnom smislu, to nije uvek tako lo- še. Možda ne biste baš tako zadovoljno spavali da ste svesni da je vaš dušek dom za oko dva miliona mikroskopskih grinja koje izlaze u sitne sate da se napoje vašim lojnim mastima i najedu svih tih sjaj- nih, hrskavih ljuspica kože koje tresete sa sebe dok dremate i okrećete se u snu. Samo u vašem jastu- ku može ih biti i do četrdeset hiljada. (Za njih je vaša glava samo jedna velika, masna bombona.) I nemojte misliti da će čista jastučnica tu nešto promeniti. Za nešto veličine grinja, tkanje najgušće ljudske tkanine izgleda kao brodska oprema. Štaviše, ako vam je jastuk star šest godina – što je iz- gleda prosečna starost za jastuke – procenjuje se da se otprilike jedna desetina njegove težine sasto- ji od „pokožice, živih grinja, mrtvih grinja i izmeta grinja”, da citiramo čoveka koji je to merio, dok- tora Džona Mondera iz Britanskog centra za medicinsku entomologiju. (Ali su to barem vaše grinje. Pomislite samo uz šta se privijete svaki put kad legnete u hotelski krevet.)59 Te grinje su sa nama od pamtiveka, ali otkrivene su tek 1965. godine.
Ako su stvorenja tako intimno vezana za nas kao što su grinje uspela da izmiču našoj pažnji sve do doba televizije u boji, teško može da nas iznenadi to što nam je najveći deo ostatka malog sveta jedva poznat. Idite u šumu – ma koju šumu – sagnite se i uzmite šaku zemlje, pa ćete u ruci držati i do de- set miliona bakterija, od kojih je većina nepoznata nauci. U vašem uzorku biće možda isto tako i mili- on bucmastih kvasaca, oko dvesta hiljada dlakavih gljivica poznatih kao buđi, desetak hiljada proto- zoa (među kojima je najpoznatija ameba) i raznoraznih točkara, pljosnatih crva, okruglih crva i drugih mikroskopskih bića kolektivno poznatih pod imenom kriptozoe. Veliki deo njih takođe će biti nepo- znat.
Najiscrpniji priručnik za mikroorganizme, Bergijev priručnik za sistematsku bakteriologiju, navo- di oko četiri hiljade tipova bakterija. Osamdesetih su norveški naučnici Justejn Goksejr i Vigdis Tor- svik uzeli nasumice gram zemlje iz bukove šume blizu njihove laboratorije u Bergenu i pažljivo ana- lizirali njegovu bakterijsku sadržinu. Ustanovili su da u tom malom uzorku ima između četiri i pet hi- ljada različitih vrsta bakterija, više nego u čitavom Bergijevom priručniku. Onda su otputovali na me-
sto na obali udaljeno nekoliko milja, uzeli drugi gram zemlje i ustanovili da sadrži četiri do pet hilja- da drugih vrsta. Kao što to zapaža Edvard O. Vilson: „ Ako više od 9.000 tipova mikroba postoji u dva mala uzorka sa dve lokacije u Norveškoj, koliko li ih još čeka da bude otkriveno u drugim, radi- kalno drugačijim staništima?” Pa, po jednoj proceni, moglo bi ih biti čak i četiri stotine miliona.
Ne tražimo na pravim mestima. U Raznovrsnosti života, Vilson opisuje kako je jedan botaničar proveo dan tumarajući po deset hektara džungle na Borneu i otkrio hiljadu novih vrsta cvetnih bilja- ka – više nego što se može pronaći u čitavoj Severnoj Americi. Te biljke nije bilo teško otkriti. Sa- mo ih niko tamo ranije nije potražio. Koen Maes iz Kenijskog narodnog muzeja rekao mi je da je oti- šao u jednu oblačnu šumu, kao što se šume na vrhovima planina nazivaju u Keniji, i za pola sata „ne naročito podrobnog traganja” pronašao četiri nove vrste gusenica, među kojima su tri predstavljale nove rodove, kao i jednu novu vrstu drveta. „Velikog drveta”, dodao je on i raširio ruke kao da igra s veoma krupnom partnerkom. Oblačne šume se nalaze na vrhovima visoravni i ponekad su bile izolo- vane i milionima godina. „One pružaju idealnu klimu za biologiju, a jedva da su i bile proučavane”, rekao je on.
Sve u svemu, tropske kišne šume pokrivaju samo oko šest odsto površine Zemlje, ali se u njima nalazi više od polovine njenog životinjskog sveta i oko dve trećine cvetnih biljaka – a najveći deo tih svetova i dalje nam je nepoznat zato što premalo istraživača tamo provodi vreme. Nimalo slučaj- no, mnogo toga moglo bi da ima veoma veliku vrednost. Najmanje 99 procenata cvetnih biljaka nika- da nije bilo ispitano ne bi li se ustanovila njihova medicinska svojstva. Pošto ne mogu da beže od grabljivaca, biljke su morale da iznađu komplikovanu hemijsku odbranu, pa su zato izuzetno bogate zanimljivim jedinjenjima. Čak i danas, gotovo četvrtina svih prepisanih lekova dobija se od samo če- trdeset biljaka, sa još oko 16 procenata koji potiču od životinja i mikroba, tako da postoji rizik da sa svakim posečenim hektarom šume izgubimo vitalne medicinske mogućnosti. Primenom metoda zvanog kombinatorska hemija, hemičari mogu da stvore u laboratorijama 40.000 jedinjenja, ali ti proizvodi su slučajni i često beskorisni, dok je svaki prirodni molekul već prošao ono što su u Ekonomistu na- zvali „krajnji program trijaže: više od tri i po milijarde godina evolucije”.
Ipak, potraga za nepoznatim ne podrazumeva samo putovanje na zabačena ili udaljena mesta. U svojoj knjizi Život: neautorizovana biografija, Ričard Forti primećuje kako je jedna prastara bakteri- ja pronađena na zidu seoske birtije „gde su mokrile generacije muškaraca” – što je otkriće za koje je izgleda bila potrebna retka količina sreće i posvećenosti, uz još neke druge, nepobrojane kvalitete.
Nema dovoljno stručnjaka. Količina stvari koje treba pronaći, ispitati i evidentirati umnogome prevazilazi raspoloživi broj naučnika koji bi to mogli da urade. Uzmimo recimo izdržljive i malo po- znate organizme čiji je naziv smolaste točkare. To su mikroskopske životinje koje mogu da prežive gotovo sve. Kada su uslovi teški, one se saviju u kompaktan oblik, isključe metabolizam i sačekaju bolja vremena. U tom stanju, možete ih ubaciti u ključalu vodu ili zalediti gotovo do apsolutne nu- le – to jest, do nivoa gde čak i atomi dižu ruke od svega – pa da se, pošto to mučenje prestane i one se vrate u prijatnije okruženje, odviju i nastave da se kreću kao da se ništa nije desilo. Do sada je identifikovano oko 500 vrsta (iako drugi izvori navode 360), ali niko nema pojma, ni najmanjeg, o to- me koliko ih možda ukupno postoji. Godinama se o njima znalo gotovo samo ono što je saznao jedan predani amater, službenik iz Londona Dejvid Brajs, koji ih je izučavao u svoje slobodno vreme. Mo- gu se naći širom sveta, ali što se tiče stručnjaka za smolaste točkare, mogli biste sve da ih okupite na večeri, a da ne morate da pozajmljujete tanjire od komšija.
Čak i stvorenja tako značajna i sveprisutna kao gljivice (a gljivice su i jedno i drugo) privlače re-
lativno malo pažnje. Gljivice su svuda i pojavljuju se u mnogo oblika – kao pečurke, plesni, buđi, kvasci i puhare, da pomenemo samo nekoliko – i toliko su mnogobrojne da to većina nas ni ne pret- postavlja. Prikupite najedno mesto sve gljivice koje se mogu naći na tipičnom hektaru plodne zemlje i dobićete oko 2.800 kilograma toga. To nisu marginalni organizmi. Bez gljivica ne bi bilo bolesti krompira, bolesti holandskog bresta, sportskog svraba ili gljivica među prstima na nogama, ali isto tako ni jogurta, piva ili sireva. Identifikovano je sveukupno oko sedamdeset hiljada vrsta gljivica, ali smatra se da bi ukupan broj mogao biti čak i do 1,8 miliona. Mnogo mikologa radi u industriji, gde prave sireve, jogurte i slično, pa je teško reći koliko ih je aktivno uključeno u istraživanja, ali može- mo sa sigurnošću pretpostaviti da postoji više vrsta gljivica koje tek treba otkriti, nego ljudi koji bi mogli da ih pronađu.
Svet je zaista veliko mesto. Lakoća putovanja kroz vazduh i drugi oblici komunikacije zaveli su nas da pomislimo kako svet i nije toliko velik, ali na tlu, tamo gde istraživači moraju da rade, on je zapravo ogroman – dovoljno ogroman da bude pun iznenađenja. Zna se da okapi, najbliži živi srod- nik žirafe, danas u znatnom broju postoji u kišnim šumama Zaira – ukupna populacija procenjuje se na možda trideset hiljada – a opet niko nije ni pomislio da on postoji sve do dvadesetog veka. Sma- tralo se da je takahe, krupna novozelandska ptica koja nije mogla da leti, izumrla 200 godina pre nego što je pronađena u krševitoj oblasti Južnog ostrva te zemlje. Godine 1995. ekipa francuskih i britan- skih naučnika na Tibetu, koja se izgubila u snežnoj oluji u jednoj zabačenoj dolini, naišla je na rasu konja, nazvanu rivoš, za koju se ranije znalo samo zahvaljujući praistorijskim pećinskim crtežima. Stanovnici doline bili su zapanjeni kada su saznali da veliki svet tog konja smatra pravim raritetom.
Neki ljudi smatraju da nas možda očekuju još veća iznenađenja. „Jedan vodeći britanski etnobio- log”, pisalo je u Ekonomistu 1995. godine, „smatra da u tvrđavi basena Amazona možda vreba mega- terijum, neka vrsta džinovskog lenjivca visokog kao žirafa.” Možda je značajno to što ime etnobiolo- ga nije navedeno; možda je još značajnije to što se više nije čulo ni za njega, ni za njegovog džinov- skog lenjivca. Međutim, niko ne može kategorično da tvrdi kako tako nešto ne postoji sve dok ne bude istražen svaki proplanak u džungli, a daleko smo od tog dostignuća.
Ali čak i kada bismo obučili hiljade terenaca i poslali ih u najudaljenije kutke sveta, taj trud ne bi bio dovoljan, jer gde god život može da postoji, ima ga. Izuzetna plodnost života je zapanjujuća, čak i privlačna, ali isto tako i problematična. Da biste ga sasvim sagledali, morali biste da prevrnete svaki kamen, pročešljate otpatke na tlu u svakoj šumi, prosejete nezamislive količine peska i zemlje, pop- nete se u krošnje svake šume i iznađete efikasniji način ispitivanja mora. Čak i tada biste prevideli čitave ekosisteme. Tokom osamdesetih godina speleolozi-amateri ušli su u jednu duboku pećinu u Ru- muniji koja je bila odsečena od spoljnog sveta dugo, ali neznano koliko, i pronašli trideset tri vrste insekata i drugih sitnih stvorenja – paukova, stonoga, vaši – koja su sva bila slepa, bezbojna i ne- poznata nauci. Ta stvorenja živela su zahvaljujući mikrobima iz površinske skrame u barama, koji su se opet hranili vodonik-sulfidom iz vrelih izvora.
* * *
Možda mi instinktivno tu nemogućnost iznalaženja svega doživljavamo kao nešto frustrirajuće, obes- hrabrujuće, možda čak i užasavajuće, ali ona isto tako može da bude i gotovo neizdrživo uzbudljiva. Živimo na planeti koja je manje-više beskrajno sposobna da iznenadi. Kakav bi mogući razlog iko imao da poželi da bude drugačije?
Ono što gotovo uvek najviše očara kada tumarate kroz raštrkane discipline savremene nauke jeste
spoznaja o tome koliko je osoba bilo voljno da posveti čitav životni vek krajnje ezoteričnim istraži- vanjima. Stiven Džej Guld u jednom eseju pominje da je jedan od njegovih junaka, Henri Edvard Krempton, proveo pedeset godina, od 1906. do svoje smrti 1956. godine, u tihom izučavanju roda kopnenih puževa zvanog Partula u Polineziji. Iznova i iznova, godinu za godinom, Krempton je merio do najmanjeg stepena – do osme decimale – vijuge, lukove i blage krivine bezbroj Partula, i rezul- tate sumirao u istančano detaljnim tabelama. Jedan jedini red teksta u Kremptonovoj tabeli mogao bi da predstavlja nedelje merenja i proračuna.
Tek nešto manje posvećen, a svakako neočekivaniji, bio je Alfred S. Kinsi, koji se proslavio svo- jim izučavanjem ljudske seksualnosti tokom četrdesetih i pedesetih godina. Pre nego što mu je glava bila, da tako kažemo, ispunjena seksom, Kinsi je bio entomolog, i to zadrt. Na jednoj ekspediciji koja je trajala dve godine, prešao je peške 4.000 kilometara kako bi prikupio zbirku od trista hiljada osa. Avaj, nije zabeleženo koliko je uboda usput prikupio.
Ono što me je oduvek zbunjivalo bilo je kako da obezbedite da vas neko nasledi u izučavanju tih skrivenih stvari. Svakako da u svetu ne postoji mnogo institucija koje traže ili su spremne da podrže specijaliste za krpelje ili pacifičke puževe. Dok smo se rastajali u Muzeju prirodnjačke istorije u Londonu, upitao sam Ričarda Fortija kako nauka obezbedi da po odlasku jedne osobe druga spremno popuni njeno mesto.
Prilično svesrdno se nasmejao mojoj naivnosti. „Plašim se da nemamo baš rezerve koje sede na klupi i čekaju da ih pozovemo u igru. Kada se neki specijalista penzioniše ili, u još nesrećnijem slu- čaju, umre, to može potpuno da zaustavi stvari u njegovoj oblasti, ponekad i na veoma dug period.”
„Pretpostavljam da zbog toga toliko cenite nekoga ko provede četrdeset dve godine izučavajući jednu jedinu vrstu biljke, makar i ne sazna nešto naročito novo?”
„Upravo tako”, rekao je on, „upravo tako.” I učinilo mi se da to zaista misli.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
24
Ćelije
Sve počinje jednom jedinom ćelijom. Prva ćelija se podeli u dve, dve u četiri i tako dalje. Posle sa- mo četrdeset sedam udvostručavanja, imate deset hiljada biliona (10.000.000.000.000.000) ćelija u svom telu i spremni ste da postanete ljudsko biće 60 A svaka od tih ćelija tačno zna šta treba da radi da bi vas čuvala i hranila od trenutka začeća do poslednjeg daha.
Od svojih ćelija ne možete ništa sakriti. One o vama znaju daleko više nego vi. Svaka nosi u sebi kopiju kompletnog genetskog koda – priručnik za upravljanje vašim telom – tako da zna ne samo kako da obavlja svoj posao, već i svaki drugi posao u telu. Nikada u životu ne morate da podsećate ćeliju da vodi računa o nivou adenozin trifosfata ili da pronađe mesto za dodatnu količinu vitamina koji se neočekivano pojavio. Ona će to učiniti za vas, kao i milione drugih stvari.
Svaka ćelija u prirodi je pravo čudo. Čak i najjednostavnije daleko prevazilaze granice ljudske genijalnosti. Na primer, da biste napravili najprostiju ćeliju kvasca morali biste da umanjite otprilike isti broj sastavnih delova koje sadrži jedan boing 777 i smestite ih u loptu prečnika samo 5 mikrona; a onda biste morali nekako da naterate tu loptu da se razmnožava.
Ali ćelije kvasca nisu ništa u poređenju s ljudskim ćelijama, koje ne samo da su raznovrsnije i komplikovanije, već i beskrajno fascinantnije zbog svojih složenih međusobnih odnosa.
Vaše ćelije su zemlja sa deset hiljada biliona stanovnika, i svaki od njih posvećen je na krajnje specifičan način vašem sveukupnom blagostanju. Nema te stvari koju oni ne bi uradili za vas. Dopu- štaju vam da osećate zadovoljstvo i formirate misli. Omogućavaju vam da stojite, protežete se i izvo- dite kerefeke. Kada jedete, izdvajaju hranljive materije, raspodeljuju energiju i izbacuju otpadne ma- terije – sve ono što ste učili u školskoj biologiji – ali takođe se sete da vas nateraju da najpre ose- tite glad, a potom vas nagrade osećanjem prijatnosti, kako ne biste zaboravili da ponovo jedete. Zbog njih vam raste kosa, uši su vam podmazane, a mozak vam tiho prede. Oni kontrolišu svaki kutak vašeg bića. Istog trena kad vas nešto ugrozi, skaču da vas odbrane. Bez oklevanja će umreti za vas – mili- jarde to čine svakodnevno. A tokom svih tih godina nijednom niste zahvalili nikome od njih. Zadrži- mo se zato malčice kako bismo ih pogledali sa čuđenjem i zahvalnošću koju zaslužuju.
Malo toga shvatamo o načinu na koji ćelije rade to što rade – kako polažu salo, proizvode insu- lin, ili čine mnoge druge stvari neophodne za održavanje tako komplikovanog entiteta kao što ste vi – ali samo malo. U vama radi najmanje 200.000 različitih tipova proteina, a do sada smo shvatili šta čini samo dva odsto njih. (Drugi taj broj dižu na 50 procenata; čini se da to zavisi od toga šta za vas znači „shvatiti”.)
Iznenađenja na ćelijskom nivou neprestano se dešavaju. U prirodi, neki od azotnih oksida su za- strašujući otrovi i uobičajeni sastojci zagađenog vazduha. Zato su naučnici prirodno bili malčice iz- nenađeni kada su, sredinom osamdesetih godina, ustanovili da ih ljudske ćelije neobično predano proizvode. Isprva je njihova svrha bila prava tajna, ali onda su naučnici počeli da ih zatiču svuda okolo – kako kontrolišu krvotok i energetski nivo ćelija, napadaju kancere i druge patogene, regulišu čulo mirisa, čak pomažu pri erekciji penisa. To je takođe objasnilo zbog čega nitroglicerin, poznati eksploziv, umiruje srčani bol zvani angina. (U krvotoku se pretvori u azotni oksid, pa opusti mišićnu
oblogu sudova tako da krv lakše može da teče.) Za samo jednu deceniju, jedna gasovita supstanca preobražena je iz nevažnog otrova u sveprisutni eliksir.
Po belgijskom biohemičaru Kristijanu de Diveu, imate „dvestotinak” različitih tipova ćelija koje strahovito variraju u veličini i obliku, od nervnih ćelija čija vlakna mogu da se protegnu i do dužine veće od jednog metra, preko majušnih crvenih krvnih ćelija u obliku diska, pa do štapićastih fotoćeli- ja zahvaljujući kojima vidimo. Ima ih isto tako u veoma širokom rasponu veličina – što nigde nije upečatljivije primetno nego u trenutku začeća, kada se jedan jedini uskoprcani spermatozoid suoči sa
85.000 puta većom jajnom ćelijom (što vas natera da malo drugačije gledate na koncept muškog osvajanja). Međutim, prosečna ljudska ćelija široka je oko 20 mikrona – to jest, oko dvestotog dela milimetra – što je premalo da bi se videlo, ali dovoljno prostrano da sadrži hiljade komplikovanih struktura kao što su mitohondrije i milione i milione molekula. Na krajnje bukvalan način, ćelije vari- raju i po živahnosti. Ćelije vaše kože su mrtve. Pomisao na to da je svaki inč vaše površine preminuo pomalo je razdražujuća. Ako ste odrasla osoba prosečne veličine, vučete okolo više od dva kilogra- ma mrtve kože, od čega nekoliko milijardi majušnih fragmenata svakog dana spadne. Pređite prstom preko prašnjave police i napravićete šaru u nečemu što se uglavnom sastoji od stare kože.
Većina živih ćelija retko živi duže od oko mesec dana, ali postoje i neki značajni izuzeci. Ćelije jetre mogu da žive godinama, iako se neke komponente u njima obnavljaju svakih nekoliko dana. Mo- ždane ćelije traju koliko i vi. Dobijete oko sto milijardi kad se rodite, i to je sve što ćete ikada imati. Procenjeno je da ih gubite oko pet stotina na sat, tako da nemate vremena za gubljenje ako nameravate ozbiljno da razmišljate. Dobra vest je da se pojedine komponente vaših moždanih ćelija neprekidno obnavljaju tako da, kao i kod ćelija jetre, nijedan njihov deo zapravo nije stariji od mesec dana. Šta- više, nagovešteno je da ne postoji nijedan deo u nama – niti jedan zalutali molekul – koji je bio deo nas pre devet godina. Možda to ne osećate, ali na ćelijskom nivou svi smo veoma mladi.
* * *
Prvi je ćeliju opisao Robert Huk, koga smo poslednji put sreli kako se svađa sa Isakom Njutnom u vezi s tim kome pripada zasluga za otkriće zakona inverznog kvadrata. Huk je postigao mnogo toga u svojih šezdeset osam godina – bio je i uspešan teoretičar i stručnjak za pravljenje genijalnih i kori- snih instrumenata – ali ništa što je uradio nije mu donelo veće divljenje od njegove popularne knjige Mikrofagija: ili izvesni fiziološki opisi minijaturnih tela otkrivenih uveličavajućim staklom, objavlje- ne 1665. godine. Ona je očaranoj publici otkrila veoma malu vasionu koja je bila daleko raznovrsni- ja, nastanjenija i finije uređena nego što je iko i blizu mogao da zamisli.
Među mikroskopskim stvarima koje je Huk prvi identifikovao bile su male komore u biljkama koje je on nazvao „ćelije” zato što su ga podsetile na monaške ćelije. Huk je izračunao da jedan kvadratni inč plute sadrži 1.259.712.000 tih malenih komora – što je bio prvi put da se tako veliki broj poja- vljuje bilo gde u nauci. U to vreme su mikroskopi bili prisutni čitavu generaciju, ali ono po čemu su se Hukovi odlikovali bila je njihova tehnička nadmoć. Oni su postizali uveličanje od trideset puta, pa su bili poslednja reč optičke tehnologije sedamnaestog veka.
Zato je za Huka i druge članove Londonskog kraljevskog društva bio izvestan šok kada su počeli da dobijaju crteže i izveštaje od neobrazovanog suknara iz holandskog grada Delfta, koji je primenji- vao uvećanje i do 275 puta. Ime tog suknara bilo je Antoni van Levenhuk. Iako je imao oskudno for- malno obrazovanje i bio bez ikakvog iskustva u nauci, bio je pronicljiv i vredan posmatrač, kao i teh- nički genije.
Do danas se ne zna kako je došao do tako veličanstvenog uvećanja pomoću tako jednostavnih ruč-
nih uređaja, koji su bili jedva nešto više od skromnih drvenih osovina sa usađenim staklenim mehu- rom, mnogo više nalik na uveličavajuće staklo nego na predstavu o mikroskopima koju ima većina nas, ali zapravo nisu bili mnogo nalik niti jednom, niti drugom. Levenhuk je za svaki eksperiment koji je izvodio pravio novi instrument i bio je krajnje tajnovit u vezi s tehnikama koje je primenjivao, ma- da je ponekad Britancima davao uputstva kako da povećaju svoju rezoluciju.61
U razdoblju od pedeset godina – koje je, što je samo po sebi izuzetno, započelo kada je on već prevalio četrdesetu – Levenhuk je poslao gotovo dve stotine izveštaja Kraljevskom društvu, napisa- nih običnim holandskim, jedinim jezikom kojim je uspeo da ovlada. Nije nudio nikakva tumačenja, već naprosto činjenice koje je pronašao, praćene izuzetnim crtežima. Slao je izveštaje gotovo o sve- mu što se moglo na koristan način ispitati – o hlebnoj plesni, pčelinjoj žaoci, krvnim ćelijama, zubi- ma, kosi, sopstvenoj pljuvački, izmetu i semenu (za ove potonje slao je i uzrujana izvinjenja zbog nji- hove neizbežno neprijatne prirode) – i gotovo ništa od toga nikada ranije nije bilo viđeno mikrosko- pom.
Pošto je izvestio da je pronašao „animalkule” u uzorku ljute čorbe godine 1676, članovi Kraljev- skog društva proveli su godinu dana s najboljim uređajima koje je engleska tehnologija mogla da pro- izvede u potrazi za „malim životinjama” pre nego što su konačno pogodili uvećanje. Ono što je Le- venhuk pronašao bile su protozoe. Izračunao je da u jednoj jedinoj kapi vode ima 8.280.000 tih maju- šnih bića – više nego što je ukupno bilo ljudi u Holandiji. Svet je vrveo životom na način i u količi- ni koju niko ranije nije ni pretpostavljao.
Nadahnuti čudesnim Levenhukovim otkrićima, drugi su počeli da vire kroz mikroskop tako prilje- žno da su ponekad pronalazili stvari kojih tamo zapravo nije bilo. Jedan cenjeni holandski posmatrač, Nikolaus Hartseker, bio je ubeđen da je u spermatozoidnim ćelijama video „već formirane male lju- de”. Nazvao je ta mala bića „homunkuli”, i neko vreme mnogi ljudi verovali su da su sva ljudska bi- ća – štaviše, sva stvorenja – zapravo samo uvećane verzije malih, ali potpunih prethodnih bića. I sam Levenhuk bi se povremeno zaneo ponesen sopstvenim entuzijazmom. U jednom od svojih manje uspešnih eksperimenata pokušao je da izuči eksplozivna svojstva baruta posmatranjem male eksplozi- je s male udaljenosti; pri tom sebe umalo nije oslepeo.
Godine 1683. Levenhuk je otkrio bakterije – ali to je bilo otprilike maksimum do kojeg je napre- dak došao za još vek i po, usled ograničenja mikroskopske tehnologije. Tek je 1831. godine ugledano jezgro ćelije – otkrio ga je škotski botaničar Robert Braun, taj česti, ali uvek tajanstveni posetilac istorije nauke. Braun, koji je živeo od 1773. do 1858. godine, nazvao ga je nukleus, od latinske reči nucula, što znači orašče, ili koštica. Međutim, tek je 1839. godine došlo do spoznaje da je sva živa materija ćelijski ustrojena. Tu činjenicu je shvatio Teodor Švan, Nemac, a ona ne samo što je otkrive- na relativno kasno, kad su u pitanju naučna otkrića, već isprva nije bila ni široko prihvaćena. Tek še- zdesetih godina devetnaestog veka, kada su objavljeni izuzetni radovi Luja Pastera u Francuskoj, ne- sumnjivo je dokazano da život ne može da nastane spontano, već mora poticati iz prethodno postoje- ćih ćelija. To uverenje dobilo je naziv „ćelijska teorija” i osnova je za svu savremenu biologiju.
* * *
Ćelija je poređena s mnogim stvarima, od „složene hemijske rafinerije” (po rečima fizičara Džejmsa Trefila) do „ogromne, pretrpane metropole” (biohemičar Gaj Braun). Ćelija je i jedno i drugo, mada istovremeno nije niti jedno, niti drugo. Jeste nalik na rafineriju po tome što je posvećena hemijskoj aktivnosti u velikoj razmeri, a metropola po tome što je pretrpana, užurbana i ispunjena interakcijama koje izgledaju konfuzno i nasumično, ali u njima očigledno ima nekog sistema. Ali to je daleko ko-
šmarnije mesto od ma kog grada ili fabrike koju ste ikad videli. Za početak, u ćeliji ne postoji ni gore ni dole (gravitacija ne deluje značajno na ćelijskom nivou), i ne postoji prostor koliko ni za jedan atom koji nije iskorišćen. Svuda se odvija aktivnost, uz neprekidno zujanje električne energije. Mo- žda ne osećate da ste naročito električni, ali jeste. Hrana koju jedemo i kiseonik koji udišemo kombi- nuju se u ćeliji u elektricitet. Razlog za to što jedni druge ne tresemo jakim elektrošokovima ili što ne spržimo trosed kada sednemo jeste činjenica da se sve to dešava u majušnim razmerama: to je samo 0,1 volti na udaljenosti koja se meri nanometrima. Međutim, ako to uveličamo, prevešćemo strujne udare u 20 miliona volti po metru, otprilike isto onoliko koliko iznosi naboj srca gromovne oluje.
Koje god veličine ili oblika, gotovo sve vaše ćelije sazdane su u osnovi po istom planu: imaju spoljni omotač ili opnu, jezgro u kojem obitavaju genetske informacije neophodne da funkcionišete, i užurbani prostor između njih, koji se zove citoplazma. Opna nije, kao što je većina nas zamišlja, ot- porni, gumasti omotač, nešto što biste mogli da probušite samo oštrom čiodom. Ona je pre sazdana od neke vrste masnog materijala poznatog kao lipid, čija gustina približno odgovara gustini „lakog ma- šinskog ulja”, da citiramo Šervina B. Nulanda. Ako vam to izgleda iznenađujuće nematerijalno, imaj- te na umu da se stvari na mikroskopskom nivou drugačije ponašaju. Za sve u molekularnoj razmeri voda postaje gusti želatin, a lipid je kao gvožđe.
Ako biste mogli da posetite ćeliju, to vam se ne bi dopalo. Uveličana do nivoa na kom su atomi ot- prilike veličine graška, sama ćelija bila bi lopta prečnika oko pola milje, a podupirao bi je kompli- kovani ram greda zvani citoskelet. U njoj bi milioni i milioni predmeta – neki veliki kao košarkaške lopte, drugi kao automobili – šibali okolo kao meci. Ne biste imali gde da stanete, a da vas svake sekunde iz svakog smera ne izubijaju i izbuše hiljade tih stvari. Unutrašnjost ćelije je opasno mesto čak i za njene stalne stanovnike. Svako vlakno DNK u proseku bude napadnuto ili oštećeno jednom na svakih 8,4 sekunde – deset hiljada puta dnevno – a to čine hemijski i drugi agensi koji u nju tresnu ili je nemarno preseku, a svaka takva rana mora se brzo zašiti da ćelija ne bi propala.
Proteini su naročito živahni, i obrću se, pulsiraju i naleću jedni na druge i do milijardu puta u se- kundi. Enzimi, koji su i sami vrsta proteina, jurcaju svuda i obavljaju i do hiljadu zadataka u sekundi. Kao veoma ubrzani mravi radnici, užurbano grade i menjaju molekule, odvlače deo ovog, dodaju deo onom. Neki prate proteine u prolazu i hemijski obeležavaju one koji su nepopravljivo oštećeni ili sa falinkom. Kada jednom budu tako odabrani, na propast osuđeni proteini produže do strukture koja se zove protezoma, gde budu razgrađeni, a njihove komponente se upotrebe za pravljenje novih proteina. Neke vrste proteina postoje manje od pola sata; drugi prežive i više nedelja. Ali svi žive krajnje mahnito. Kao što je to De Dive primetio, „molekularni svet obavezno mora da ostane izvan domašaja naše mašte usled neverovatnih brzina kojima se u njemu stvari dešavaju”.
Ali ako usporite to do brzine pri kojoj se interakcije mogu posmatrati, stvari više neće izgledati toliko zastrašujuće. Videćete da se ćelija samo sastoji od milion objekata – lizozoma, endozoma, ri- bozoma, liganda, peroksizoma, proteina svih veličina i oblika – koji se sudaraju sa milionima dru- gih objekata i obavljaju prozaične poslove: izvlače energiju iz hranljivih materija, sklapaju strukture, oslobađaju se otpadnih materija, teraju uljeze, šalju i primaju poruke, vrše popravke. jedna ćelija obično sadrži dvadesetak hiljada različitih tipova proteina, a među njima oko dve hiljade tipova predstavlja po najmanje pedeset hiljada molekula. „To znači”, kaže Nuland, „da čak i ako računamo samo molekule koji su prisutni u broju većem od 50.000 svaki, ukupan broj je i dalje najmanje 100 miliona proteinskih molekula u svakoj ćeliji. Tako zapanjujući broj daje izvesnu sliku o strahovito velikoj biohemijskoj aktivnosti koja se odvija u nama.”
Sve je to krajnje zahtevan proces. Vaše srce mora da pumpa 343 litra krvi na sat, više od 8.000 li- tara svakog dana, 3 miliona litara godišnje što je dovoljno da se napune četiri olimpijska bazena za
plivanje – da bi sve te ćelije dobijale svež kiseonik. (A to je dok se odmarate. Tokom fizičkog napo- ra, brzina rada srca može da se uveća i do šest puta.) Kiseonik preuzimaju mitohondrije. To su ćelij- ske elektrane i u tipičnoj ćeliji ih ima oko hiljadu, mada taj broj znatno varira u zavisnosti od toga šta ćelija radi i koliko energije zahteva.
Možda pamtite iz jednog ranijeg poglavlja da se smatra da su mitohondrije nastale kao zarobljene bakterije i da sada praktično žive kao stanari u našim ćelijama, sačuvavši sopstvena genetska uput- stva, tako da se dele po sopstvenom rasporedu i govore sopstvenim jezikom. Možda takođe pamtite da zavisimo od njihove dobre volje. Evo zašto. Praktično sva hrana i kiseonik koje unesete u telo is- poruče se, posle prerade, mitohondrijama, gde se pretvore u molekul zvani adenozintrifosfat, ili ATP. Možda niste čuli za ATP, ali to je ono što vam omogućuje da funkcionišete. Molekuli ATP-a prak- tično su paketići baterija koji se kreću kroz ćeliju i obezbeđuju energiju za sve ćelijske procese, a to- ga u vama ima stvarno mnogo. U svakom datom trenutku tipična ćelija u vašem telu ima u sebi oko jedne milijarde molekula ATP-a, a za dva minuta svaki od njih ostane iscrpljen i novih milijardu mo- ra da zauzme njihovo mesto. Svakodnevno proizvedete i utrošite količinu ATP-a koja odgovara otpri- like polovini vaše telesne težine. Osetite toplotu na svojoj koži. To je vaš ATP na delu. Kada ćelije više nisu potrebne, umru na krajnje dostojanstven način. Skinu sve svoje grede i podupirače i tiho prožderu sopstvene sastavne delove. Taj proces zove se apoptoza, ili programirana ćelijska smrt. Svakog dana milijarde vaših ćelija umru za vas, a milijarde drugih počiste za njima. Ćelije mogu da umru i nasilno – na primer, kada su zaražene – ali uglavnom umiru zato što im je tako rečeno. Šta- više, ako im se ne kaže da žive – ako im druga ćelija ne da neku vrstu aktivnog uputstva – ćelije automatski izvrše samoubistvo. Ćelijama je potrebno mnogo moralne podrške. Kada se povremeno dogodi da ćelija propusti da izdahne na propisani način, već umesto toga počne neobuzdano da se de- li i razmnožava, rezultat nazivamo kancerom. Ćelije kancera retko su tek zbunjene ćelije. Ćelije tu grešku čine prilično redovno, ali telo ima složene mehanizme da se s time nosi. Veoma retko se pro- ces u spirali otme kontroli. U proseku, ljudska bića trpe po jednu smrtonosnu malignost na svakih sto
miliona milijardi ćelijskih podela. Kancer je zlosrećna stvar u svakom smislu tog izraza.
Čudo vezano za ćelije nije u tome što stvari povremeno krenu po zlu, već kako decenijama uza- stopno mogu tako glatko da rade kako treba. To čine neprekidnim slanjem i praćenjem struja poru- ka – kakofonije poruka – odasvud iz tela: uputstava, upita, korekcija, zahteva za pomoć, ažuriranja, naloga da se podele ili umru. Većina tih signala stiže putem kurira koji se zovu hormoni, hemijskih entiteta poput insulina, adrenalina, estrogena i testosterona koji prenose informacije iz svojih udalje- nih baza kao što su tiroidna i endokrine žlezde. Druge poruke stižu telegrafski iz mozga ili iz regional- nih centara u procesu zvanom parakrinska signalizacija. Konačno, ćelije komuniciraju direktno sa svojim susedima kako bi se uverile da su njihove akcije koordinirane.
Ono što je možda najizuzetnije jeste činjenica da je sve to samo nasumična mahnita akcija, sekven- ca beskrajnih susreta usmerenih samo elementarnim pravilima privlačenja i odbijanja. Očigledno ne- ma nikakvog promišljenog prisustva iza ma koje ćelijske aktivnosti. Sve se to naprosto dešava, glatko i sa ponavljanjem, i toliko pouzdano da smo retko uopšte svesni toga; a opet, nekako sve ovo proi- zvodi ne samo red u ćeliji, već i savršeni sklad širom organizma. Na način koji jedva da smo počeli da shvatamo, bilioni za bilionima refleksnih hemijskih reakcija dovode do vašeg kretanja, razmišlja- nja, odlučivanja – ili, kad smo već kod toga, i do postojanja manje reflektivnog, ali neverovatno or- ganizovanog balegara. Svako živo biće, nemojte to nikada zaboraviti, čudo je atomskog inženjeringa.
Štaviše, neki organizmi koje smatramo primitivnim uživaju u nivou ćelijske organizacije prema kojoj naša izgleda nemarno prozaična. Rastavite ćelije sunđera (na primer, prolaskom kroz sito), a onda ih ubacite u rastvor i one će naći način da se ponovo spoje i sačine sunđer. Možete im to raditi
iznova i iznova, a one će se uporno ponovo formirati zato što, kao i vi i ja i svako drugo živo biće, imaju jedan nesavladiv impuls: da nastave da postoje.
A to je zahvaljujući radoznalom, odlučnom, jedva shvaćenom molekulu koji sam po sebi nije živ i uglavnom ne radi gotovo ništa. Mi ga zovemo DNK, i da bismo počeli da shvatamo njegovu vrhunsku važnost za nauku i za nas, moramo da se vratimo oko 160 godina unazad u viktorijansku Englesku, u trenutak kada je prirodnjak Čarls Darvin doživeo ono što je nazvano „najboljom idejom koja je ikada ikome sinula” – a zatim je, iz razloga koji zahtevaju malo objašnjenja, ostavio u zaključanoj fioci sledećih petnaest godina.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
25
Darvinova osobita zamisao
Krajem leta ili početkom jeseni 1859. godine, Vitvel Elvin, urednik cenjenog britanskog časopisa Kvartalna revija, primio je primerak još neobjavljene nove knjige prirodnjaka Čarlsa Darvina. Elvin je knjigu pročitao sa zanimanjem i saglasio se da ima dobrih strana, ali se uplašio da je tema previše uska da bi privukla široku publiku. Podstakao je Darvina da umesto toga napiše knjigu o golubovima.
„Svi se zanimaju za golubove”, primetio je uslužno.
Elvinov mudri savet bio je prenebregnut i krajem novembra 1859. objavljena je knjiga O poreklu vrsta putem prirodne selekcije, ili Očuvanje favorizovanih rasa u borbi za život, sa prodajnom cenom od 15 šilinga. Prvo izdanje od 1.250 primeraka rasprodato je već prvog dana. Njeno štampanje po- tom nikada nije obustavljeno, i gotovo neprekidno je izazivala kontroverzu – što nije loš učinak za čoveka koji se prevashodno interesovao za gliste i koji bi, ako se izuzme jedna jedina nepromišljena odluka da oplovi oko sveta, veoma verovatno proveo život kao nepoznati seoski paroh poznat jedino po – pa, po svom zanimanju za gliste.
Čarls Robert Darvin rođen je 12. februara 1809. godine62 u Šruzberiju, mirnom trgovačkom gradu u zapadnom Midlendsu. Otac mu je bio uspešan i cenjeni lekar. Majka, koja je umrla kada je Čarls imao samo osam godina, bila je kćerka Džosaje Vedžvuda, slavnog proizvođača posuđa.
Darvin je uživao u svim pogodnostima dobrog odgoja, ali je neprestano mučio svog obudovelog oca neprimernim uspehom u školovanju. „Tebe ne zanima ništa osim pucanja, pasa i hvatanja pacova, i bićeš prava sramota kako za sebe, tako i za porodicu”, napisao je Darvin stariji u rečenici koja se pojavljuje u gotovo svakom prikazu Čarlsove mladosti. Iako je bio sklon prirodnjačkoj istoriji, oca radi pokušao je da studira medicinu na Edinburškom univerzitetu, ali nije mogao da trpi krv i patnje. Prisustvo operaciji razumljivo izbezumljenog deteta – to je bilo vreme pre anestetika, naravno – izazvalo je kod njega trajnu traumu. Pokušao je umesto toga sa pravima, ali je zaključio da su neizdr- živo dosadna, pa je konačno uspeo, manje-više po automatizmu, da dođe do diplome iz bogoslovlja na Kembridžu.
Činilo se da ga čeka život u seoskoj parohiji, kada je kao grom iz vedra neba stigla primamljivija ponuda. Darvina su pozvali da plovi na vojnom istraživačkom brodu zvanom Bigl, praktično da bi za večerom pravio društvo kapetanu Robertu Ficroju, kome je čin branio da se druži s bilo kime ko nije džentlmen. Ficroj, koji je bio veoma čudan, odabrao je Darvina delimično zato što mu se dopao oblik Darvinovog nosa. (Smatrao je da on odražava dubinu karaktera.) Darvin nije bio Ficrojev prvi izbor, ali je pozvan kada je odustao saputnik koga je Ficroj više priželjkivao. Iz perspektive dvadeset prvog veka, najupečatljivija zajednička osobina ta dva muškarca bila je njihova ekstremna mladost. U vre- me plovidbe, Ficroj je imao samo dvadeset tri, dok je Darvin imao dvadeset dve godine.
Formalni Ficrojev zadatak bio je da izradi mape priobalnih voda, ali njegov hobi – zapravo, strast – bila je da traga za dokazima bukvalnog, biblijskog tumačenja stvaranja. To što je Darvin bio školovan za sveštenika bilo je za Ficroja najpodsticajnije da ga primi na brod. A kada se zatim ispo- stavilo da je Darvin imao ne samo liberalna shvatanja, već i da nije baš bio mnogo naklonjen funda-
mentalnim postavkama hrišćanstva, to je postalo izvor trajnog sukoba među njima.
Vreme koje je Darvin proveo na Biglu, od 1831. do 1836. godine, očigledno je bilo ono životno iskustvo koje ga je formiralo, ali je ujedno bilo i jedno od najtežih koje je imao. On i njegov kapetan delili su malu kabinu, što nije moglo biti lako pošto je Ficroj bio podložan napadima besa praćenim periodima tinjajuće odbojnosti. On i Darvin neprestano su se kačili i neke njihove svađe „graničile su se s ludilom”, kao što se Darvin kasnije prisetio. Putovanja okeanima i u najboljim trenucima obično su bila melanholična – prethodni kapetan Bigla prosvirao je sebi metkom mozak u trenutku turobne čamotinje – a Ficroj je poticao iz porodice poznate po depresivnom instinktu. Njegov stric, vikont Kaslrej, sam je sebe preklao u prethodnoj deceniji, dok je služio kao kancelar državne blagaj- ne. (I sam Ficroj će se ubiti na isti način 1865. godine.) Ispostavilo se da je Ficroj, čak i kada je bio smireniji, neobično nedokučiv. Darvin se zapanjio kada je po završetku putovanja saznao da se Ficroj gotovo odmah oženio devojkom s kojom je dugo već bio veren. Za pet godina koliko mu je Darvin pravio društvo, nijednom nije ukazao na to da ima verenicu, niti čak pomenuo njeno ime.
Međutim, u svakom drugom pogledu, putovanje Biglom bilo je trijumfalno. Darvin je iskusio do- voljno pustolovina za čitav život i prikupio brdo uzoraka dovoljno da zahvaljujući njima stekne ugled i ima godinama čime da se bavi. Otkrio je veličanstveno nalazište džinovskih drevnih fosila, uključu- jući i najboljeg Megaterijuma do danas otkrivenog; preživeo je smrtonosni zemljotres u Čileu: otkrio novu vrstu delfina (koju je s dužnim poštovanjem nazvao Delphinius fitzroyi); sproveo marljiva i ko- risna geološka istraživanja u Andima; i razvio novu i veoma cenjenu teoriju o formiranju koralnih sprudova koja je ukazivala na to da, nimalo slučajno, atoli nisu mogli da se formiraju za manje od mi- lion godina – što je bila prva naznaka njegove dugotrajne predanosti ekstremnoj drevnosti zemalj- skih procesa. Godine 1836, u svojoj dvadeset sedmoj, vratio se kući posle odsustvovanja koje je tra- jalo pet godina i dva dana. Više nikada nije napustio Englesku.
* * *
Nešto što Darvin na svom putovanju nije uradio bilo je izvođenje teorije evolucije (pa čak ni bilo ko- je druge teorije). Za početak, evolucija je koncept koji je tridesetih godina bio star već decenijama. Darvinov deda, Erazmus, odao je počast principima evolucije u nadahnutoj osrednjoj pesmi s naslo- vom Hram prirode godinama pre Čarlsovog rođenja. Tek kada se mlađi Darvin vratio u Englesku i pročitao Esej o principu populacije Tomasa Maltusa (gde stoji da uvećanje izvora hrane nikada neće moći da sustigne rast stanovništva iz matematičkih razloga), u glavi je počela da mu se javlja zamisao da je život večita borba i da je prirodna selekcija način na koji neke vrste uspevaju, dok druge propa- daju. Preciznije, Darvin je uvideo da se svi organizmi takmiće oko resursa, a oni koji imaju neku uro- đenu prednost uspevaju i prenose tu prednost na svoje potomstvo. Na taj način se vrsta neprekidno usavršava.
To izgleda kao veoma jednostavna zamisao – i jeste veoma jednostavna zamisao – ali objasnila je mnogo toga, a Darvin je bio spreman da joj posveti život. „Kako sam samo bio glup što se ja nisam toga setio!”, uzviknuo je T. H. Haksli pošto je pročitao O poreklu vrsta. To mišljenje je neprekidno potom nalazilo svoj odjek.
Zanimljivo, ali Darvin nije upotrebio izraz „opstanak najsposobnijih” ni u jednom svom delu (ma- da je rekao koliko mu se divi). Taj izraz je skovao Herbert Spenser, u Principima biologije, 1864. go- dine, pet godina posle objavljivanja knjige 0 poreklu vrsta. A nije koristio ni reč „evolucija” u štam- pi sve do šestog izdanja Porekla (kada je ona bila već u toliko širokoj upotrebi da joj se teško moglo odoleti), već je više voleo da kaže „poreklo sa modifikacijama”. Ni njegovi zaključci, iznad svega,
nisu ni na koji način bili nadahnuti time što je primetio, za vreme boravka na ostrvima Galapagos, za- nimljivu raznovrsnost kljunova zeba. Kao što se obično pripoveda (ili, makar, kao što to najčešće ve- ćina nas pamti), Darvin je, putujući s ostrva na ostrvo, primetio da su na svakom kljunovi zeba bili čudesno prilagođeni korišćenju lokalnih resursa – dok su na jednom ostrvu bili jaki i kratki, dobri za razbijanje oraha, na drugom su možda bili dugački i tanki, prikladni za uzimanje hrane iz pukotina – i to ga je navelo da pomisli kako ptice možda nisu stvorene tako, već su u određenom smislu stvorile same sebe.
U stvari, ptice i jesu stvorile same sebe, ali nije Darvin to primetio. U vreme putovanja Biglom, Darvin samo što je završio studije i još nije bio uspešan prirodnjak, pa tako nije ni primetio da ptice sa Galapagosa pripadaju istom tipu. Njegov prijatelj, ornitolog Džon Guld, shvatio je da je Darvin pronašao mnogo zeba s različitim talentima. Nažalost, onako neiskusan, Darvin nije pribeležio koja ptica potiče sa kog ostrva. (Sličnu grešku napravio je i s kornjačama.) Bile su potrebne godine da se ta zbrka razreši.
Usled tih raznovrsnih previda, i potrebe da pretraži sanduke i sanduke drugih primeraka sa Bigla, Darvin je tek 1842. godine, pet godina po svom povratku u Englesku, konačno počeo da skicira osnovne postavke svoje nove teorije. Njih je dve godine kasnije proširio u „skicu” od 230 strana. A onda je učinio nešto neobično: odložio je svoje beleške i sledećih deceniju i po bavio se drugim stvarima. Dobio je desetoro dece, posvetio gotovo osam godina pisanju iscrpnog dela o krpeljima („Mrzim krpelje kao niko nikada pre”, uzdahnuo je, razumljivo, po završetku tog dela) i postao po- dložan neobičnim zdravstvenim poremećajima zbog kojih je bio hronično apatičan, slab i „nervozan”, kao što je sam govorio. Simptomi su gotovo uvek obuhvatali i strašnu mučninu, a među njima je bilo i lupanje srca, migrene, iscrpljenost, drhtavica, tačke pred očima, ubrzano disanje, „zanošenje u glavi” i, nimalo iznenađujuće, depresija.
Uzrok bolesti nikada nije utvrđen. Najromantičnija i možda najverovatnija od mnogih predloženih mogućnosti bila je da je patio od Čagasove bolesti, dugotrajnog tropskog oboljenja koje je mogao da dobije od ujeda bube zvane benčuga u Južnoj Americi. Prizemnije objašnjenje je da je njegovo stanje bilo psihosomatsko. U svakom slučaju, patnje to nisu bile. Često nije mogao da radi duže od dvadeset minuta odjednom, ponekad čak ni toliko.
Veliki deo njegovog preostalog vremena bio je posvećen nizu sve očajnijih tretmana – ledenim kupkama, čvarenju u sirćetu, obavijanju „električnih lanaca” koji su ga podvrgavali slabim strujnim udarima. Postao je neka vrsta usamljenika i retko je odlazio iz svoje kuće u Kentu, koja se zvala Daun Haus. Jedna od prvih stvari koje je uradio kada se uselio tamo bilo je postavljanje ogledala kraj pro- zora radne sobe kako bi mogao da prepozna, i ako je neophodno, izbegne posetioce.
Darvin je zadržao svoju teoriju za sebe zato što je dobro znao kakvu će oluju podići. Godine 1844, kada je zaključao beleške, knjiga s naslovom Ostaci prirodnjačke istorije stvaranja razjarila je dobar deo mislećeg sveta nagoveštajem da su ljudska bića možda evoluirala iz nižih primata bez upliva božanskog tvorca. Predviđajući otpor, pisac se marljivo potrudio da sakrije svoj identitet i to je čuvao kao tajnu čak i od najbližih prijatelja sledećih četrdeset godina. Neki su se pitali nije li pi- sac bio sam Darvin. Drugi su sumnjali u princa Alberta. U stvari, pisac je bio uspešan i generalno skroman škotski izdavač po imenu Robert Čejmbers, čije je oklevanje da se razotkrije imalo ne samo ličnu, već i praktičnu dimenziju: on je bio vodeći izdavač Biblija.63 Ostaci su bili zasuti ognjem sa propovedaonica širom Britanije i daleko izvan njenih granica, ali su isto tako privukli i prilično na- učnog gneva. Edinburška revija posvetila je gotovo čitav jedan broj – osamdeset pet strana čereče- nju tog dela. Čak je i T. H. Haksli, koji je verovao u evoluciju, otrovno napao knjigu, nesvestan toga da je njen pisac njegov prijatelj.
Darvinov rukopis mogao je da ostane zaključan sve do njegove smrti, da nije bilo zabrinjavajućeg udarca koji je došao s Dalekog istoka početkom leta 1858. god. u obliku paketa u kome se nalazilo prijateljski nastrojeno pismo mladog prirodnjaka Alfreda Rasela Volasa i prva verzija rada „O ten- denciji varijacija koje beskrajno odstupaju od prvobitnog tipa”, gde je bio dat nacrt teorije prirodne selekcije koja je neverovatno ličila na Darvinove tajne zapise. „Nikada nisam video upečatljiviju ko- incidenciju”, pomislio je užasnuto Darvin. „Da je Volas imao moj rukopis skiciran 1842. godine, ne bi mogao da napiše bolji kratki izvod iz nje.”
Volas nije baš tako neočekivano upao u Darvinov život kao što se ponekad sugeriše. Njih dvojica su se već dopisivali i Volas je više puta velikodušno slao Darvinu primerke koje je smatrao intere- santnim. Tokom te prepiske, Darvin je diskretno upozorio Volasa da smatra temu nastanka vrsta is- ključivo svojom teritorijom. „Ovog leta će se navršiti dvadeseta godina (!) otkad sam prvi put otvo- rio beležnicu u vezi s pitanjem kako se i na koji način vrste i varijante međusobno razlikuju”, napisao je on Volasu nešto ranije. „Sada pripremam svoj rad za objavljivanje”, dodao je, iako to zapravo nije bilo tačno.
Volas nije shvatio ono što je Darvin pokušavao da mu saopšti – i u svakom slučaju, naravno, nije mogao da ima pojma o tome da je njegova teorija gotovo identična sa onom koju je Darvin razrađi- vao, eto, već dve decenije.
Darvin se našao u bolnom procepu. Ako požuri u štampu kako bi sačuvao svoje prvenstvo, iskori- stiće nenamernu dojavu dalekog obožavaoca. Ali ako odstupi, kao što je nalagalo džentlmensko pona- šanje, ostaće bez zasluga za teoriju koju je on samostalno izveo. Volasova teorija bila je, po priznanju samog Volasa, rezultat bleska pronicljivosti; Darvinova je bila proizvod godina pažljivog, mukotrp- nog, metodičkog razmišljanja. Sve to nije bilo ni najmanje fer.
Da bi Darvinov jad bio veći, njegov najmlađi sin koji se takođe zvao Čarls zarazio se crvenom groznicom i smrtno se razboleo. Na vrhuncu krize, 28. juna, dete je umrlo. I pored toga što je bio zau- zet bolešću deteta, Darvin je našao vremena da pošalje pisma svojim prijateljima Čarlsu Lajelu i Džozefu Hukeru s ponudom da se skloni, ali i s napomenom da bi to značilo da će sav njegov rad,
„koliko god značio, biti smrvljen”. Lajel i Huker su smislili kompromisno rešenje da predstave izvod iz Darvinovih i Volasovih zamisli zajedno. Dogovorili su se da to bude na sastanku Lineovskog dru- štva, koje se u to vreme upinjalo da se ponovo vrati u modu kao sedište akademskog vrha. Dana 1. ju- la 1858. godine Darvinova i Volasova teorija otkrivene su svetu. Sam Darvin nije bio prisutan. Na dan tog sastanka, on i njegova žena sahranjivali su sina.
Darvinova i Volasova prezentacija bila je jedna od sedam te večeri – među ostalima je bila i jed- na o flori Angole – i ako je tridesetak ljudi u publici imalo ikakvog pojma o tome da prisustvuju najvećem naučnom događaju veka, to ničim nije pokazano. Nije usledila nikakva diskusija. Niti je taj događaj drugde privukao mnogo pažnje. Darvin je kasnije veselo pomenuo da je samo jedan čovek, izvesni profesor Hoton iz Dablina, pomenuo u štampi ta dva rada i zaključio da je „sve ono novo u njima lažno, dok je sve ono tačno u njima – staro”.
Volas, koji je još bio na Dalekom istoku, saznao je za sve te manevre dugo posle samog događaja, ali bio je izuzetno staložen i čini se da je bio zadovoljan što je uopšte bio uključen. Čak je pominjao teoriju od tada pa nadalje kao „darvinizam”.
Mnogo manje popustljiv povodom pitanja Darvinovog prava prvenstva bio je škotski baštovan Pa- trik Metju koji je, krajnje neverovatno, takođe izmislio principe prirodne selekcije pre više od dva- deset godina – u stvari, upravo onog dana kada je Darvin zaplovio Biglom. Nažalost, Metju je ta gledišta objavio u knjizi s naslovom Morsko drveće i arborikultura, koju ne samo da je propustio Darvin, već i čitav svet. Metju se pobunio na krajnje živahan način, u pismu upućenom Baštovanskoj
hronici, kada je video da Darvinu svuda pripisuju zasluge za zamisao koja je zapravo njegova. Dar- vin se bez oklevanja izvinio, mada je zvanično napomenuo: „Mislim da niko neće biti iznenađen što ni ja, niti očito bilo koji drugi prirodnjak, nismo čuli za gledišta gospodina Metjua, imajući u vidu koliko su ovlaš izneta u dodatku dela o morskom drvetu i arborikulturi.”
Volas je i sledećih pedeset godina bio prirodnjak i mislilac, povremeno veoma dobar, ali je sve manje bio miljenik nauke kako se sve više interesovao za tako sumnjive stvari kao što je spirituali- zam i mogućnost postojanja života drugde u svemiru. I tako je teorija, praktično po automatizmu, po- stala samo Darvinova.
Darvina sopstvene ideje nikada nisu prestale da muče. O sebi je govorio kao o „đavolovom kape- lanu” i rekao je da mu je objavljivanje teorije palo „kao priznanje ubistva”. Pored svega ostalog, znao je da je ona duboko vređala njegovu voljenu i pobožnu ženu. Čak i tako, smesta se dao na posao da proširi rukopis u rad dužine knjige. Provizorno ga je nazvao Izvod iz eseja o poreklu vrsta i vari- jantama kroz prirodnu selekciju – što je bio naslov tako mlak i bojažljiv da je njegov izdavač Džon Mari odlučio da objavi samo 500 primeraka. Ali kada je dobio rukopis, s privlačnijim naslovom, Mari se predomislio i podigao prvi tiraž na 1.250 primeraka.
Knjiga O poreklu vrsta smesta je postigla komercijalni uspeh, ali ne i uspeh kod kritike. Darvino- va teorija nosila je u sebi dve nesavladive poteškoće. Bilo joj je potrebno više vremena nego što je lord Kelvin bio voljan da joj dozvoli, i jedva da je bila poduprta fosilnim dokazima. Promišljeniji Darvinovi kritičari pitali su gde su sve te prelazne forme na koje se njegova teorija tako jasno osla- njala. Ako su nove vrste neprestano evoluirale, onda bi trebalo da postoji mnogo međuformi raštrka- nih među fosilnim tragovima, ali njih nije bilo.64 U stvari, tragovi koji su tada (a i dugo zatim) posto- jali nisu ukazivali ni na kakav život sve do čuvene Kambrijske eksplozije.
Ali sada je tu bio Darvin, koji je bez ikakvih dokaza insistirao da je u ranijim morima moralo biti života u izobilju i da ga samo još nismo otkrili zato što, iz nekog razloga, nije očuvan. Jednostavno nije moglo biti drugačije, tvrdio je uporno Darvin. „Taj slučaj sada mora ostati neobjašnjiv; i može se zaista koristiti kao valjan argument protiv ovde zastupanih gledišta”, dopustio je krajnje otvoreno, ali je odbio da prizna drugu mogućnost. Pomoću objašnjenja spekulisao je – inventivno ali netač- no – da su prekambrijska mora bila previše bistra da bi se u njima napravio talog, pa zato nisu ni očuvani nikakvi fosili.
Čak su i najbliži Darvinovi prijatelji bili uznemireni smelošću nekih njegovih tvrdnji. Adam Sedžvik, koji je podučavao Darvina u Kembridžu i vodio ga u geološki obilazak Velsa 1831. godine, rekao je da mu je knjiga pričinila „više bola nego zadovoljstva”. Luis Agasiz, slavni švajcarski pale- ontolog, odbacio je to kao loše pretpostavke. Čak je i Lajel turobno zaključio: „Darvin ide predale- ko.”
Tomasu H. Haksliju se nije dopadalo Darvinovo insistiranje na ogromnim količinama geološkog vremena zato što je Haksli bio saltacionista, što će reći, verovao je da se evolutivne promene ne de- šavaju postepeno već iznenadno. Saltacionisti (ta reč potiće od latinskog izraza za „skok”) nisu mogli da prihvate da bi komplikovani organi ikada mogli da se pojave u sporim fazama. Na kraju krajeva, čemu bi služila jedna desetina krila, ili polovina oka? Takvi organi, smatrali su oni, imali su smisla samo ako bi se pojavili u gotovom obliku.
To ubeđenje bilo je malo iznenađujuće za tako radikalan duh poput Hakslija, jer je tesno odražava- lo veoma konzervativnu religioznu zamisao koju je prvi put izneo engleski teolog Vilijam Pejli 1802. godine i koja je od početka bila poznata kao argument iz dizajna (za postojanje Tvorca). Pejli je tvr- dio da biste, da nađete džepni časovnik na zemlji, iako nešto takvo nikada ranije niste videli, odmah shvatili da je u pitanju nešto što je proizveo inteligentni entitet. Isto je, smatrao je on, i sa prirodom:
njena složenost dokaz je da iza nje stoji tvorac. Ta zamisao imala je snagu u devetnaestom veku i pra- vila je i Darvinu problema. „I dan-danas se sav naježim kad pomislim na oko”, priznao je u jednom pismu prijatelju. U Poreklu je priznao da se „čini apsurdnim do najvišeg mogućeg stepena, to slobod- no dopuštam” da je prirodna selekcija mogla postepeno da proizvede jedan takav instrument.
Čak i tako, i na beskrajno očajavanje svojih pristalica, Darvin ne samo da je insistirao da su sve promene bile postepene, već je u gotovo svakom izdanju Porekla povećavao količinu vremena koju je smatrao neophodnom da bi se evoluciji dozvolio napredak, čime su njegove zamisli postajale sve ne- popularnije. „Na kraju”, po naučniku i istoričaru Džefriju Švarcu, „Darvin je izgubio praktično svu preostalu podršku među kolegama prirodnim istoričarima i geolozima.”
Ironično, imajući u vidu da je Darvin svoju knjigu nazvao O poreklu vrsta, jedino što nije mogao da objasni bilo je kako su vrste nastale. Darvinova teorija predložila je mehanizam kojim su vrste mogle da jačaju i postaju sve bolje ili brže – jednom rečju, sposobnije – ali ničim nije ukazao na to kako bi nove vrste mogle da nastanu. Jedan škotski inženjer, Fliming Dženkin, razmotrio je taj pro- blem i u Darvinovoj argumentaciji primetio jednu značajnu manjkavost. Darvin je smatrao da se sva- ka korisna osobina koja nastane u jednoj generaciji prenosi na sledeće generacije i time osnažuje vr- stu. Dženkin je istakao da korisna osobina jednog roditelja neće postati dominantna u sledećim gene- racijama, već će se zapravo razvodniti zbog ukrštanja. Ako sipate viski u bokal vode, nećete dobiti jači viski, već slabiji. A ako taj razblaženi rastvor sipate u drugu čašu vode, postaće još slabiji. Na isti način, svaka korisna osobina jednog roditelja naknadno će se sve više razblaživati razmnožava- njem sve dok postane potpuno neprimetna. Stoga Darvinova teorija nije bila recept za promene, već za konstantno stanje. S vremena na vreme moglo je da dođe do srećnih slučajeva, ali oni bi ubrzo ne- stali zbog opšteg poriva da se sve vrati stabilnoj osrednjosti. Da bi prirodna selekcija funkcionisala, bio je potreban neki alternativni, nerazmotreni mehanizam.
Bez saznanja Darvina i svih drugih ljudi, 1.200 kilometara dalje, u mirnom kutku srednje Evrope, povučeni monah Gregor Mendel pripremao je rešenje.
* * *
Mendel je rođen 1822. godine u skromnoj zemljoradničkoj porodici u zabačenom kraju Austrijskog carstva koji je sada Češka Republika. Nekada su ga udžbenici prikazivali kao jednostavnog, ali pro- nicljivog provincijskog monaha čija su otkrića bila mahom slučajna – rezultat uočavanja nekih zani- mljivih naslednih osobina tokom uzgajanja graška u bašti manastirske kuhinje. U stvari, Mendel je bio obrazovani naučnik – studirao je fiziku i matematiku na Olmuckom filozofskom institutu i Bečkom univerzitetu – i sve što je radio, radio je disciplinovano kao naučnik. Štaviše, manastir u Brnu gde je živeo od 1843. godine bio je poznat kao naučna institucija. Imao je biblioteku sa dvadeset hiljada knjiga i tradiciju pažljivog naučnog istraživanja.
Pre nego što se upustio u svoje eksperimente, Mendel je proveo dve godine pripremajući kontrol- ne primerke, sedam varijanti graška, kako bi se uverio da se dobro razmnožavaju. Onda je, uz pomoć dva stalna pomoćnika uzastopno odgajao i ukrštao hibride 30.000 strukova graška. Bio je to delikatan posao koji je od trojice ljudi zahtevao da se dobro pomuče kako bi izbegli slučajnu fertilizaciju i ka- ko bi zabeležili i najmanju varijaciju u rastu i izgledu semena, mahuna, listova, stabljika i cvetova. Mendel je znao šta radi.
Nikada nije upotrebio reč „gen” – ona je skovana tek 1913. godine, u engleskom medicinskom rečniku – mada je izmislio termine „dominantno” i „recesivno”. Ustanovio je da svako seme sadrži dva „faktora” ili elementa, kako ih je nazvao – dominantni i recesivni – a ti faktori, kada se iskom-
binuju, proizvode predvidive obrasce nasleđivanja.
Rezultate je preveo u precizne matematičke formule. Mendel je sveukupno proveo osam godina u eksperimentisanju, a zatim potvrdio rezultate sličnim eksperimentima na cveću, kukuruzu i drugim biljkama. Mendelov pristup je čak bio preterano naučan, jer kada je predstavio svoje nalaze na febru- arskom i martovskom sastanku Prirodnjačkog istorijskog društva u Brnu 1865. godine, publika od če- trdesetak ljudi pristojno ga je saslušala, ali je ostala upadljivo ravnodušna, iako je odgajanje biljaka bilo stvar od velikog praktičnog interesa za mnoge članove.
Kada je Mendelov izveštaj bio objavljen, on je revnosno poslao jedan primerak švajcarskom bo- taničaru Karl-Vilhelmu Fon Negeliju, čija je podrška bila od manje-više suštinske važnosti za izglede teorije. Nažalost, Negeli nije uvideo značaj Mendelovog otkrića. Predložio je Mendelu da pokuša da odgaja runjiku.65 Mendel ga je krotko poslušao, ali je ubrzo shvatio da runjika ne poseduje nijednu osobinu potrebnu za izučavanje mogućnosti nasleđa. Bilo je očigledno da Negeli nije pažljivo proči- tao rad, a možda ga čak uopšte nije pročitao. Ozlojeđen, Mendel je prestao da istražuje mogućnosti nasleđa i proveo ostatak života odgajajući izvanredno povrće i izučavajući pčele, miševe i Sunčeve pege, pored mnogih drugih stvari. Na kraju je postao opat.
Mendelova otkrića nisu bila baš sasvim prenebregnuta, kao što se ponekad navodi. Njegova studi- ja imala je sjajnu odrednicu u Enciklopediji Britanici – koja je tada bila značajnija evidencija nauč- ne misli nego sada i neprestano je citirana u značajnom radu Nemca Vilhelma Olbersa Fokea. Štavi- še, upravo zato što Mendelove zamisli nikada nisu sasvim potonule ispod površine naučne misli, bile su tako lako vraćene na svetlost dana kada je svet za njih bio spreman.
Darvin i Mendel su zajedno, a da toga nisu ni bili svesni, postavili osnovu za sve nauke o životu u dvadesetom veku. Darvin je uvideo da su sva ziva bića povezana, da na kraju njihovo poreklo „može da se isprati do jednog, zajedničkog izvora”; Mendelov rad dao je mehanizam koji je objasnio kako je do toga došlo. Njih dvojica su lako mogli da pomognu jedan drugom. Mendel je imao nemačko iz- danje knjige O poreklu vrsta, i zna se da ju je pročitao, te je svakako shvatio kako se njegov rad može primeniti na Darvinov, a opet čini se da nije ni pokušao da s njim stupi u kontakt. A što se Darvina ti- če, zna se da je on proučavao uticajni Fokeov rad gde se Mendelov rad neprestano pominjao, ali nije to povezao sa sopstvenim studijama.
* * *
Ono što svako misli da je bilo deo Darvinove argumentacije, da su ljudi potomci majmuna, uopšte se tamo nije nalazilo, osim u vidu jedne uzgredne aluzije. Čak i tako, nije bio potreban veliki skok mašte da bi se uvidele implikacije Darvinovih teorija po ljudski razvoj, i o tome je smesta počelo da se priča.
Do obračuna je došlo u subotu 30. juna 1860. godine, na sastanku Britanskog udruženja za unapre- đenje nauke u Oksfordu. Hakslija je da prisustvuje podstakao Robert Čejmbers, pisac Ostataka pri- rodnjačke istorije stvaranja, iako ovaj još nije znao za Čejmbersovu vezu s tim spornim delom. Kao i uvek, Darvin je bio odsutan. Sastanak je održan u Oksfordskom zoološkom muzeju. U prostoriju se naguralo više od hiljadu ljudi; stotine nisu mogle da udu. Ljudi su znali da će se dogoditi nešto veli- ko, mada su morali najpre malo da se strpe dok je uspavljujući govornik Džon Vilijam Drejper sa Njujorškog univerziteta hrabro deljao dva sata po uvodnim primedbama o „Intelektualnom razvoju Evrope imajući u vidu gledišta gospodina Darvina”.
Konačno, oksfordski biskup Semjuel Vilberfors ustao je da govori. Vilberforsa je pripremio (ili se tako generalno pretpostavljalo) žarki antidarvinista Ričard Oven, koji je prethodne večeri bio gost u
njegovom domu. Kao što gotovo uvek biva sa događajima koji se završe halabukom, priče o onome što se tačno desilo veoma se međusobno razlikuju. Po najpopularnijoj verziji, Vilberfors se, kada se dobro zahuktao, okrenuo prema Haksliju sa suvim osmehom i upitao ga da li tvrdi da je potekao od majmuna po babinoj ili po dedinoj liniji. Ta primedba nesumnjivo je trebalo da bude pošalica, ali je zazvučala kao ledeni izazov. Po sopstvenim rečima, Haksli se okrenuo čoveku koji je sedeo kraj nje- ga i šapnuo: „Gospod mi ga je izručio u šake”, a potom ustao sa izvesnim oduševljenjem.
Drugi su, međutim, upamtili da je Haksli drhtao od besa i uvređenosti. U svakom slučaju, Haksli je izjavio da bi radije tvrdio da je u srodstvu s majmunom nego s nekim ko koristi svoj položaj da za- stupa neuka naklapanja na nečemu što bi trebalo da bude ozbiljna naučna tribina. Takav odgovor bio je skandalozan bezobrazluk, kao i uvreda za Vilberforsovo zvanje, i stvari su se smesta otele kontroli. Neka ledi Bruster se onesvestila. Robert Ficroj, Darvinov saputnik sa Bigla pre dvadeset pet godina, tumarao je po predvorju sa visoko podignutom Biblijom i drao se: „Knjiga, Knjiga!” (On je na konfe- renciju došao da bi predstavio rad o olujama u svojstvu šefa tek osnovane Meteorološke katedre.) Zanimljivo, ali svaka strana je potom tvrdila da je pobedila onu drugu.
Darvin je konačno nedvosmisleno izrazio svoje uverenje da smo srodnici sa majmunima u Poreklu čoveka iz 1871. godine. Zaključak je bio smeo, pošto ništa među fosilnim tragovima nije podupiralo takvu zamisao. Jedini poznati ostaci ranih ljudi u to vreme bile su čuvene neandertalske kosti iz Ne- mačke i nekoliko neodredljivih fragmenata vilica, a mnogi cenjeni autoriteti odbijali su da poveruju čak i u njihovu starost. Nasleđe čoveka bilo je sveukupno kontroverznija knjiga od Porekla, ali u vre- me kada se pojavilo, svet je prestao toliko da se uzbuđuje i njegovi argumenti nisu više izazivali toli- ko komešanje.
Međutim, Darvin je najveći deo svojih poznih godina utrošio na druge projekte, od kojih mnogi je- dva da su ovlaš bili u vezi s pitanjima prirodne selekcije. Proveo je zapanjujuće duge periode čačka- jući po ptičjem izmetu, istražujući sadržinu u pokušaju da shvati kako se seme širi između kontinena- ta, a još godina proveo je proučavajući ponašanje glista. Jedan njegov eksperiment sastojao se u tome da im svira klavir – ne da bi ih zabavio, već da bi na njima proučio uticaj zvuka i vibracija. Prvi je shvatio koliko su gliste značajne za plodnost zemlje. „Može se posumnjati u to da li postoji mnogo drugih životinja koje su odigrale tako važnu ulogu u istoriji sveta”, napisao je u svom remek-delu o toj temi, Formiranje biljne plesni zahvaljujući ponašanju glista (1881), koje je zapravo bilo popular- nije nego što je O poreklu vrsta ikada bilo. Među ostalim njegovim knjigama bile su O različitim do- mišljatostima kojima se britanske i strane orhideje služe kako bi ih insekti oplodili (1862), Izražava- nje osećanja kod ljudi i životinja (1872), prodato u gotovo 5.300 primeraka već prvog dana, Efekti ukrštanja i samooplođenja u biljnom svetu (1876) – tema koja je bila neverovatno bliska Vendelo- vom radu, bez postizanja iole sličnih zaključaka – i Moć kretanja kod biljaka. Konačno, ali ništa manje važno, on se grdno potrudio da izuči posledice razmnožavanja unutar iste porodice – što je bila tema koja ga je privatno interesovala. Pošto se oženio rođakom, Darvin je mračno podozrevao da su izvesne fizičke i mentalne slabosti među njegovom decom nastale usled nedostatka raznolikosti u porodičnom stablu.
Darvinu je za života često ukazivana počast, ali nikada zbog knjige O poreklu vrsta ili Nasleđa čoveka. Kada mu je Kraljevsko društvo dodelilo prestižnu Koplijevu medalju, to je učinilo zbog nje- gove geologije, zoologije i botanike, ne zbog teorija o evoluciji, a Lineovsko društvo imalo je slično zadovoljstvo da oda počast Darvinu, a da ne prigrli njegove radikalne zamisli. Nikada nije proglašen vitezom, mada je sahranjen u Vestminsterskoj opatiji – kraj Njutna. Umro je u Daunu u aprilu 1882. godine. Mendel je umro dve godine kasnije.
Darvinova teorija je zaista postala široko prihvaćena tek tokom tridesetih i četrdesetih godina
dvadesetog veka, sa razvojem prečišćene teorije nazvane, donekle oholo, Moderna sinteza, gde su Darvinove ideje bile kombinovane sa idejama Mendela i drugih. I Mendel je postao posthumno ce- njen, mada nešto ranije. Godine 1900, tri naučnika koji su radili u Evropi nezavisno jedan od drugog, manje-više istovremeno su ponovo otkrili Mendelovo delo. Samo zato što je jedan od njih, Holanđa- nin Hugo de Friz, izgleda namerio da Mendelove zaključke proglasi za svoje, njegov suparnik je buč- no stavio do znanja da priznanja zapravo pripadaju zaboravljenom monahu.
Svet je bio gotovo – ali ne i sasvim – spreman da počne da shvata kako smo stigli ovamo: kako smo napravili jedni druge. Prilično je neverovatno pomisliti da početkom dvadesetog veka, i izvestan broj godina potom, najbolji naučni umovi sveta nisu zapravo umeli da vam kažu, na neki smislen na- čin, odakle dolaze bebe.
A to su, možda ćete se prisetiti, bili ljudi koji su smatrali da je nauka gotovo došla do svojih kraj- njih granica.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
26
Tkanje života
Da se vaših dvoje roditelja nisu spojili baš tada kad jesu – moguće do sekunde, moguće i do nano- sekunde – vas ovde ne bi bilo. A da se njihovi roditelji nisu spojili na precizan, blagovremeni na- čin, opet vas ne bi bilo. I da njihovi roditelji nisu učiniti slično, kao i njihovi roditelji pre njih, i tako dalje, očigledno i beskrajno, vas ovde ne bi bilo.
Ako se vratite unazad kroz vreme, ti dugovi predaka počnu da se gomilaju. Vratite se samo za osam generacija, negde u vreme kada su rođeni Čarls Darvin i Abraham Linkoln, i biće tu već više od 25 ljudi od čijeg blagovremenog snošaja zavisi vaše postojanje. Nastavite dalje, do vremena Šekspi- ra i putnika sa Mejflauera i imaćete ništa manje od 16.384 pretka koji su revnosno razmenjivali ge- netski materijal na način koji će, na kraju i nekim čudom, za rezultat imati vas.
Pre dvadeset pokolenja, broj ljudi koji su se razmnožavali u vašu korist popeo se na 1.048.576. Pet generacija pre toga, vaše postojanje zavisilo je od ništa manje do 33.554.432 muškaraca i žena. Pre trideset generacija, ukupan broj vaših predaka – upamtite, to nisu braća od strica, tetke i drugi uzgredni rođaci, već samo roditelji i roditelji roditelja u liniji koja neumoljivo vodi do vas – veći je od milijarde (1.073.741.824, da budemo precizni). Ako se vratite unazad za šezdeset četiri genera- cije, u doba Rimljana, broj ljudi od čijeg zajedničkog truda zavisi vaše individualno postojanje raste na približno milion biliona, što je nekoliko hiljada puta više od ukupnog broja ljudi koji su ikada ži- veli.
Očigledno, ovde je u našoj matematici neka greška. Odgovor glasi, a možda će vas i zanimati da to znate, da vaša linija i nije tako čista. Ne bi vas bilo bez malo incesta – u stvari bez poprilično ince- sta – mada na genetski diskretnoj udaljenosti. Sa toliko miliona predaka iza vas, sigurno je bilo mnogo prilika kada vam se neki rođak sa majčine strane porodice spojio s nekom dalekom rođakom po očevoj liniji. U stvari, ako ste sada u vezi s nekim ko pripada vašoj rasi i zemlji, odlični su izgle- di da ste na nekom nivou u rodu. Štaviše, ako se obazrete oko sebe u autobusu, parku, kafiću ili ma kom posećenom mestu, većina ljudi koje ugledate verovatno su vam rođaci. Kada vam se neko po- hvali da je potomak Šekspira ili Viljama Osvajača, treba smesta da odgovorite: „I ja!” U najbukval- nijem i najfundamentalnijem smislu svi smo jedna porodica.
Osim toga, neverovatno smo slični. Ako uporedite svoje gene sa genima ma kojeg drugog ljudskog bića, biće oko 99,9 procenata isti. To nas i čini jednom vrstom. Malene razlike u tih preostalih 0,1 posto – „otprilike jedna nukleotidna baza u svakih hiljadu”, da citiramo britanskog genetičara i od- nedavno dobitnika Nobelove nagrade Džona Salstona – jesu ono što nam daje individualnost. Mno- go toga je u proteklih nekoliko godina postignuto na sastavljanju ljudskog genoma. U stvari, „jedin- stveni” ljudski genom ne postoji. Svaki ljudski genom je drugačiji. Da nije toga, svi bismo bili iden- tični. Upravo beskrajno kombinovanje naših genoma – pri čemu je svaki gotovo identičan sa ostali- ma, ali ne sasvim – čini nas onim što jesmo, kako kao pojedinci, tako i kao vrsta.
Ali šta je tačno ta stvar koju nazivamo genomom? I kad smo već kod toga, šta su geni? Pa, da poč- nemo ponovo od ćelije. U ćeliji se nalazi jezgro, a u svakom jezgru se nalaze hromozomi – četrdeset šest komplikovanih paketića, od kojih dvadeset tri potiče od vaše majke, a dvadeset tri od oca. Sa vr-
lo malo izuzetaka, svaka ćelija u vašem telu – recimo, 99,999 odsto – nosi isti komplet hromozo- ma. (Izuzetak su crvena krvna zrnca, neke ćelije imuno-sistema i jajne ćelije kao i ćelije sperme, koje iz raznih organizacionih razloga ne nose pun genetski paket.) Hromozomi predstavljaju potpuni kom- plet uputstava neophodnih da budete sazdani i održavani, i sačinjeni su od dugačkih niti malog hemij- skog čuda koje se zove dezoksiribonukleinska kiselina ili DNK – „najneobičniji molekul na Ze- mlji”, kao što su je jednom nazvali.
DNK postoji samo zbog jednog razloga – da bi stvarala još DNK – a vi je u sebi imate dosta: gotovo dva metra stisnuto je u gotovo svaku ćeliju. Svaka tako dugačka nit DNK sadrži oko 3,2 mili- jarde slova šifre, dovoljno da se dobije 103.480.000.000 mogućih kombinacija, „garantovano jedin- stvenih uprkos svim zamislivim mogućnostima”, po rečima Kristijana de Divea. To je mnogo moguć- nosti – jedinica praćena sa više od tri milijarde nula. „Samo da bi se odštampao taj broj bilo bi vam potrebno više od pet hiljada knjiga prosečne dužine”, primećuje De Dive. Pogledajte se u ogledalo i pomislite na činjenicu da vidite deset hiljada biliona ćelija i da gotovo svaka od njih sadrži dva me- tra tesno sabijene DNK, pa ćete možda početi da shvatate koliko toga zapravo nosite okolo sa sobom. Kad bi se od ukupne količine vaše DNK istkala jedna tanka nit, bila bi dovoljno dugačka da se ras- tegne od Zemlje do Meseca i natrag, ne jednom niti dvaput, već iznova i iznova. Sveukupno, po jed- nom proračunu, u sebi nosite sklupčanih čak 20 miliona kilometara DNK.
Ukratko, vaše telo obožava da stvara DNK i bez nje ne biste mogli da živite. A opet, sama DNK nije živa. Nijedan molekul nije, ali DNK je, štaviše, posebno neživa. Ona spada u „najnereaktivnije, hemijski najinertnije molekule u živom svetu”, po rečima genetičara Ričarda Luontina. Zato se može izvući iz mrlja davno sasušene krvi ili sperme u istragama ubistava i dobiti iz kostiju drevnih nean- dertalaca. To takođe objašnjava zašto je naučnicima trebalo toliko dugo da ustanove kako jedna tako zbunjujuće neupadljiva supstanca – dakle, jednom rečju, beživotna – može da se nalazi u srcu sa- mog života.
* * *
DNK je prisutna kao poznati entitet duže nego što biste pomislili. Otkrio ju je još 1869. godine Johan Fridrih Mišer, švajcarski naučnik zaposlen na Univerzitetu u Tibingenu, u Nemačkoj. Dok je mikro- skopom istraživao gnoj u hirurškim zavojima, Mišer je pronašao supstancu koju nije prepoznao i na- zvao je nuklein (zato što je obitavala u jezgrima ćelija). U to vreme, Mišer je samo zabeležio da po- stoji, ali nuklein mu je očito ostao na pameti, jer je dvadeset tri godine kasnije, u pismo svom stricu, pomenuo mogućnost da takvi molekuli stoje iza naslednih osobina. To je bilo izuzetno pronicljivo, ali ujedno i toliko ispred naučnih zahteva tog vremena da nije privuklo nikakvu pažnju.
Najvećim delom sledećih pola veka uobičajena pretpostavka bila je da taj materijal – sada na- zvan dezoksiribonukleinska kiselina, ili DNK – ima u najboljem slučaju posrednu ulogu u stvarima nasleđivanja. Bila je previše jednostavna. Imala je samo četiri osnovna sastojka, koji su se zvali nu- kleotidi, što je bilo kao da imate azbuku od četiri slova. Kako biste uopšte mogli da ispišete priču ži- vota tako rudimentarnom azbukom? (Odgovor je da se to radi prilično nalik na stvaranje složenih po- ruka jednostavnim tačkama i crticama Morzeovog koda – njihovim kombinovanjem.) Koliko je bilo ko mogao da vidi, DNK nije radila ama baš ništa. Samo je sedela u jezgru, možda vezivala hromo- zom na neki način, dodavala malčice kiselosti po komandi ili izvršavala neki drugi trivijalni zadatak na koji niko još nije pomislio. Smatralo se da neophodna složenost mora da postoji u proteinima u je- zgru.
Međutim, DNK se nije mogla otpisati zbog dva problema. Najpre, nje je bilo tako mnogo – goto-
vo po dva metra u svakom jezgru – te su je ćelije očigledno cenile na neki značajan način. Povrh to- ga, jednako se pojavljivala u eksperimentima, kao osumnjičeni u nekoj misteriji sa ubistvom. Poseb- no u dve studije, gde se jedna bavila bakterijom Pneumococcus, a druga bakteriofagima (virusima ko- ji zaraze bakterije), pokazalo se da DNK ima značaj koji se mogao objasniti samo time da je njena uloga daleko važnija nego što je to preovlađujuća škola misli dopuštala. Dokazi su ukazivali na to da je DNK nekako umešana u proizvodnju proteina, proces od ključne važnosti za život, a opet je bilo sasvim jasno da proteini nastaju izvan jezgra, daleko od DNK koja je izgleda upravljala njihovim sklapanjem.
Niko nije mogao da razume kako bi DNK mogla da šalje poruke proteinima. Danas znamo da je odgovor u RNK, ili ribonukleinskoj kiselini, koja deluje kao prevodilac između jednih i drugih. Bio- loški je veoma neobično da DNK i proteini ne govore istim jezikom. Gotovo četiri milijarde godina oni su veliki šou-duet živog sveta, a opet reaguju na međusobno nekompatibilne kodove, kao da jedni govore španskim, a drugi hindu jezikom. Dabi komunicirali potreban im je posrednik u formi RNK. Radeći sa nekom vrstom hemijskog službenika koji se zove ribozom, RNK prevodi informacije iz će- lijske DNK u termine koje proteini mogu da shvate i po njima postupe.
Međutim, početkom dvadesetog veka, kada nastavljamo našu priču, još smo bili veoma daleko od te spoznaje, ili zapravo ma koje druge spoznaje vezane za zbrkanu materiju nasleđivanja.
Očito je postojala potreba za nadahnutim i mudrim eksperimentima, i to doba je sa zadovoljstvom dalo mladu osobu dovoljno marljivu i sposobnu da to obavi. Bio je to Tomas Hant Morgan, koji se 1904, samo četiri godine posle blagovremenog ponovnog otkrića Mendelovih eksperimenata sa stru- kovima graška i još gotovo deceniju pre nego što će gen uopšte postati reč, izuzetno posvetio radu na hromozomima.
Hromozomi su slučajno otkriveni 1888. godine i tako su nazvani zato što su spremno apsorbovali boju, pa ih je zato bilo lako videti pod mikroskopom. O prekretnici veka, veoma se sumnjalo da su oni umešani u prenošenje osobina, ali niko nije znao kako, pa čak ni da li su oni to radili.
Morgan je za predmet svog izučavanja izabrao malenu, nežnu muvu zvanično imenovanu Drosop- hila melanogaster, ali poznatiju kao voćna mušica (ili vinska mušica, banana mušica ili đubretarska mušica). Drosophila je poznata većini nas kao onaj krhki, bezbojni insekt koji kao da oseća obavezu da nam se davi u piću. Kao laboratorijski primerci, voćne mušice imaju neke veoma privlačne pred- nosti: gotovo nimalo ne koštaju u pogledu smeštaja i ishrane, mogu se razmnožavati u milionima u bo- cama za mleko, od jajeta do produktivne roditeljske faze treba im deset dana ili manje i imaju samo četiri hromozoma, zahvaljujući kojima su stvari zgodno jednostavne.
Radeći u maloj laboratoriji (koja je, neizbežno, postala poznata kao Muvlja soba) u Šermerhorn holu na Univerzitetu Kolumbija u Njujorku, Morgan i njegova ekipa sproveli su program pažljivog odgajanja i ukrštanja gde su bili uključeni milioni muva (jedan biograf je pomenuo milijarde, iako je to verovatno preterivanje), a svaka od njih morala je da bude uhvaćena pincetom i pregledana pod ju- velirskim uveličavajućim staklom ne bi li se pronašle male varijacije u nasleđenim osobinama. Šest godina su pokušavali da proizvedu mutacije svim sredstvima koja su im padala na pamet – izlaga- njem mušica radijaciji i rendgenskim zracima, odgajanjem na svetlosti i u tami, blagim pečenjem u rernama, ludačkim obrtanjem u centrifugama – ali ništa nije delovalo. Morgan je bio na ivici da odustane kada je došlo do iznenadne mutacije koja se mogla ponavljati – dobili su mušicu koja je imala bele oči umesto uobičajenih crvenih. Sa tim probojem, Morgan i njegovi pomoćnici bili su u stanju da izazovu korisne deformitete, koji su im dozvolili da prate osobinu kroz sledeće generacije. Takvim sredstvima mogli su da ustanove odnos između pojedinih osobina i individualnih hromozoma, dokazavši konačno na manje-više sveopšte zadovoljstvo, da se hromozomi nalaze u srcu nasleđiva-
nja.
Međutim, problem je ostao na sledećem nivou biološke zagonetke: u zagonetnim genima i DNK od koje su bili sazdani. Njih je bilo mnogo teže izolovati i razumeti, Čak ni 1933. godine, kada je Mor- gan za svoj rad dobio Nobelovu nagradu, mnogi istraživači još nisu bili ubeđeni da geni uopšte po- stoje. Kako je Morgan u to vreme primetio, nije postojao konsenzus o tome „šta geni jesu – da li su stvarni ili čista izmišljotina” Može izgledati iznenađujuće da su se naučnici upinjali da prihvate fizič- ku stvarnost nečeg tako fundamentalnog za ćelijsku aktivnost, ali, kao što Volas, King i Sanders ističu u knjizi Biologija: nauka života (jedna od onih najređih stvari: čitljiv udžbenik), danas smo u pogledu mentalnih procesa kao što su mišljenje i pamćenje u veoma sličnom položaju. Znamo da to možemo da radimo, naravno, ali ne znamo kakav fizički oblik ti procesi preuzimaju, ako ga uopšte preuzimaju. Isto je veoma dugo bilo sa genima. Zamisao da možete jedan da izvučete iz tela i odnesete ga na izu- čavanje bila je mnogim Morganovim savremenicima apsurdna poput zamisli da bi naučnici danas mo- gli da uhvate odbludelu misao i pregledaju je je pod mikroskopom.
Ono što je svakako bilo tačno jeste da je nešto u vezi s hromozomima upravljalo umnožavanjem ćelija. Konačno, 1944. godine, posle petnaest godina truda, ekipa u Institutu Rokfeler na Menhetnu, predvođenja briljantnim ali sramežljivim Kanađaninom Osvaldom Ejverijem, uspela je da izvede krajnje rizičan eksperiment u kojem je bezopasna vrsta bakterije učinjena stalno zaraznom pomoću ukrštanja sa stranom DNK, što je dokazalo da je DNK daleko više od pasivnog molekula i da je goto- vo izvesno aktivni agens kod nasleđivanja. Biohemičar rodom iz Austrije Ervin Čargraf kasnije je sa- svim ozbiljno sugerisao da Ejverijevo otkriće zaslužuje dve Nobelove nagrade.
Nažalost, Ejveri je imao protivnika u jednom od sopstvenih kolega u institutu, nedruželjubivom i drčnom ljubitelju proteina Alfredu Mirskom, koji je učinio sve što je bilo u njegovoj moći da diskre- dituje Ejverijev rad – uključujući, kao što je rečeno, i lobiranje kod autoriteta u Institutu Karolinska u Stokholmu da se Ejveriju ne dodeli Nobelova nagrada. Ejveri je u to vreme bio star šezdeset godi- na i umoran. Pošto nije bio kadar da se izbori sa stresom i kontroverzom, dao je ostavku na svoj po- ložaj i nikada se više nije približio laboratoriji. Ali drugi eksperimenti koji su se drugde izvodili umnogome su podržali njegove zaključke, tako da je ubrzo otpočela trka za otkrićem strukture DNK.
* * *
Da ste voleli da se kladite početkom pedesetih godina prošlog veka, novac biste svakako uložili na to da će strukturu DNK provaliti Lajnus Poling sa Kalteha, vodeći američki hemičar. Poling je bio ne- prikosnoven u utvrđivanju arhitekture molekula i bio je pionir na polju kristalografije rendgenskim zracima, tehnike koja će se pokazati od ključne važnosti za zavirivanje u srce DNK. U izuzetno boga- toj karijeri on će dobiti dve Nobelove nagrade (za hemiju 1954. i za mir 1962. godine), ali kod DNK bio je ubeđen da je struktura trostruki heliks, a ne dvostruki, i nikada se nije sasvim vratio na pravi put. Umesto toga, šnjur je odneo neverovatni kvartet naučnika u Engleskoj koji nisu radili kao ekipa, često međusobno nisu hteli ni da razgovaraju i najvećim delom su bili novajlije na tom polju.
Od njih četvoro, najbliži konvencionalnom naučniku bio je Moris Vilkins, koji je dobar deo Dru- gog svetskog rata proveo pomažući u projektovanju atomske bombe. Drugih dvoje, Rozalind Frenklin i Frensis Krik, proveli su svoje ratne godine radeći za britansku vladu – Krik u vezi s minama, Fren- klinova u vezi s rudnicima uglja.
Najnekonvencionalniji od njih četvoro bio je Džejms Votson, američko čudo od deteta koji se kao dečak istakao kada je učestvovao u veoma popularnoj radio-emisiji Kviz-klinci (pa je tako mogao da tvrdi da je makar delimično bio nadahnuće za neke od članova porodice Glas u knjizi Freni i Zui i
drugim delima Dž. D. Selindžera) i koji je upisao Čikaški univerzitet sa samo petnaest godina. Dokto- rirao je u dvadeset drugoj i sada je radio za slavnu laboratoriju Kevendiš u Kembridžu. Godine 1951. on je bio štrkljasti dvadesettrogodišnjak sa upečatljivo razbarušenom kosom koja na fotografi- jama kao da štrči privučena nekim moćnim magnetom tik izvan okvira.
Krik, dvanaest godina stariji i još bez doktorata, bio je malo manje upadljivo kosmat i više je li- čio na akademika. Po Votsonovoj priči, on je predstavljen kao hvalisav, radoznao, veselo svadljiv čovek, nestrpljiv prema svakome ko bi sporo usvojio neku njegovu zamisao i neprestano u opasnosti da ga zamole da ode na neko drugo mesto. A nije ni imao zvanično obrazovanje iz biohemije.
Oni su pretpostavili – kako se ispostavilo, tačno – da ćete, ukoliko uspete da odredite oblik mo- lekula DNK, moći da vidite kako on radi to što radi. Izgleda da su se nadali da će uspeti u tome sa što manje stvarnog rada, jedino razmišljanjem, a i kad je razmišljanje u pitanju, samo onoliko koliko je baš bilo neophodno. Kao što je Votson veselo (mada donekle neiskreno) primetio u svojoj autobio- grafskoj knjizi Dvostruki heliks, „nadao sam se da bih gen mogao da razrešim bez potrebe da naučim bilo šta o hemiji”. Njima nije zaista bio dodeljen zadatak da rade na DNK, a u jednom trenutku im je čak naloženo da s time prekinu. Votson je prividno ovladavao veštinom kristalografije; Krik je treba- lo da dovrši tezu o rendgenskoj difrakciji krupnih molekula.
lako se Kriku i Votsonu pripisuju gotovo sve zasluge u popularnim pripovestima o rešavanju mi- sterije DNK, njihov proboj je ključno zavisio od eksperimentalnog rada koji su obavljali njihovi tak- maci, a rezultati toga pribavljani su „slučajno”, kao što je to sa mnogo takta rekla istoričarka Liza Žarden. Daleko ispred njih, bar u početku, bili su dvoje akademika sa Kings koledža u Londonu, Vil- kins i Frenklinova.
Frenklinova je bila najzagonetniji lik od svih njih. U surovo ružnom portretu, Votson je Frenklino- vu u Dvostrukom heliksu opisao kao ženu koja je bila nerazumna, sklona skrivanju podataka, hronično nekooperativna i – to ga je, čini se, posebno nerviralo – gotovo namerno lišena seksepila. Priznao je da „nije bila ružna i mogla je da izgleda fenomenalno, samo da se iole interesovala za garderobu”, ali u tome je izneverila sva očekivanja. Čak nije koristila ni ruž za usne, primetio je on sav zabezek- nut, dok joj je smisao za odevanje „iskazivao svu maštu engleskih šiparica u plavim dokolenica- ma.”66
Međutim, ona je imala najbolje postojeće slike moguće strukture DNK, pribavljene putem rend- genske kristalografije, tehnike koju je usavršio Lajnus Poling. Kristalografija se uspešno koristila da bi se sačinila mapa atoma u kristalu (otud izraz „kristalografija”), ali molekuli DNK predstavljali su daleko osetljiviji posao. Samo je Frenklinova uspela da postigne dobre rezultate tim postupkom, ali na Vilkinsovo dugogodišnje očajanje, odbila je da s njim podeli svoja otkrića.
Frenklinova i ne može mnogo da se krivi zbog toga što nije bila toliko predusretljiva sa svojim ot- krićima. Žene-akademici na Kingsu su sredinom dvadesetog veka tretirane sa formalizovanim prezi- rom koji može da zapanji savremeni senzibilitet (zapravo, svaki senzibilitet). Koliko god bile nadre- đene ili uspešne, nisu imale pravo da ulaze u profesorsku trpezariju Koledža i morale su umesto toga da obeduju u prostoriji koju je čak i Votson opisao kao „prljavu ćeliju”. Povrh toga, neprestano su je pritiskali – povremeno i aktivno zlostavljali – ne bi li podelila svoje rezultate sa tri muškarca čiju su očajničku želju da zavire u njih retko dostizale njihove bolje osobine, kao recimo poštovanje.
„Plašim se da smo jednako imali – recimo, snishodljiv stav prema njoj”, prisetio se kasnije Krik. Dvojica od te trojice pripadala su konkurentskoj instituciji, a treći se manje ili više otvoreno svrsta- vao uz njih. Tako da teško može da iznenadi činjenica da je čuvala svoje rezultate pod ključem.
To što se Vilkins i Frenklinova nisu slagali bila je činjenica koju su Votson i Krik izgleda iskoristi- li za sebe. lako su njih dvojica relativno besramno upadali na Vilkinsovu teritoriju, on se sve više
svrstavao uz njih – što i nije bilo preterano iznenađujuće, pošto je i sama Frenklinova počela da se ponaša krajnje čudno. Iako su njeni rezultati pokazivali da je DNK definitivno helikoidnog oblika, ona je uporno tvrdila da nije tako. Na Vilkinsov navodni užas i sramotu, u leto 1952. ona je poslala tobožnju poruku svima na katedri za fiziku u Kingsu, gde je pisalo: „Sa velikim žaljenjem moramo da objavimo da je u petak 18. jula 1952. godine umro heliks DNK... Nadamo se da će dr M. H. F. Vil- kins održati komemorativni govor pokojnom heliksu.”
Ishod je bio takav da je Vilkins u januaru 1953. pokazao Votsonu slike Frenklinove „očito bez nje- nog znanja ili pristanka”. Malo je reći da je ovome to znatno pomoglo. Godinama kasnije, Votson je priznao da je „to bio ključni događaj... koji nas je pokrenuo”. Naoružan znanjem o osnovnom obliku molekula DNK i nekim važnim elementima njegovih dimenzija, Votson i Krik su udvostručili svoj trud. Sada se činilo da im sve ide naruku. U jednoj prilici Poling se zaputio na konferenciju u Engle- sku gde bi po svemu sudeći upoznao Vilkinsa i saznao dovoljno da koriguje loše pretpostavke koje su ga zavele na pogrešan put istraživanja; ali to je bila era Makartija i Polinga su zadržali na aerodromu Ajdlvajld u Njujorku i oduzeli mu pasoš zbog toga što je bio suviše liberalnog temperamenta da bi mu se dozvolilo da putuje u inostranstvo. Krik i Votson su takođe imali tu zgodnu sreću da je u Ke- vendišu radio Polingov sin koji ih je naivno obaveštavao o svakom povoljnom ili nepovoljnom ra- zvoju situacije kod kuće.
I dalje suočen s mogućnošću da svakog trenutka budu nadigrani, Votson i Krik su se grozničavo ba- cili na rešavanje problema. Bilo je poznato da DNK ima četiri hemijske komponente – koje se zovu adenin, guanin, citozin i timin – i da su one uparene na osobene načine. Igrajući se komadima karto- na isečenog u oblike molekula, Votson i Krik su bili u stanju da prokljuve kako se komadi međusobno uklapaju. Od toga su načinili nešto nalik na „Mekano” model67 – možda najslavniji u savremenoj nauci – koji se sastojao od metalnih ploča prikovanih zajedno u spirali, pa su pozvali Vilkinsa, Frenklinovu i ostatak sveta da bace pogled. I svaki laik je mogao odmah da vidi da su rešili problem. Bio je to nesumnjivo briljantan detektivski rad, sa ili bez pomoći slike Frenklinove.
Broj Prirode od 25. aprila 1953. godine objavio je Votsonov i Krikov članak od 900 reči s naslo- vom „Struktura dezoksiribonukleinske kiseline”. Njega su pratili zasebni članci Vilkinsa i Frenklino- ve. U svetu je to bio period ispunjen događajima – Edmund Hilari samo što se nije uzverao na vrh Everesta, a Elizabeta II samo što nije krunisana – te je otkriće tajne života mahom bilo prenebregnu- to. Kratko je pomenuto u Hronici vesti da bi drugde bilo ignorisano.
Rozalind Frenklin nije imala udeo u Nobelovoj nagradi. Umrla je od kancera jajnika sa samo tri- deset sedam godina, 1958, četiri godine pre nego što je nagrada dodeljena. Nobelove nagrade se ne dodeljuju posthumno. Kancer je gotovo sigurno bio izazvan preteranim izlaganjem rendgenskim zraci- ma tokom njenog rada i mogao se izbeći. U svojoj nedavnoj, veoma hvaljenoj biografiji, Brenda Me- doks je primetila da je Frenklinova retko nosila olovnu kecelju i često je nemarno stupala ispred sno- pa zraka. Ni Osvald Ejveri nikada nije dobio Nobelovu nagradu i potomstvo ga je veoma zanemarilo, iako je makar imao to zadovoljstvo da je poživeo da vidi kako su njegova otkrića odbranjena. On je umro 1955. godine.
* * *
Votsonovo i Krikovo otkriće nije zaista bilo potvrđeno sve do osamdesetih. Kako je Krik rekao u jed- noj svojoj knjizi: „Bilo je potrebno više od dvadeset pet godina da naš model DNK od tek naizgled prihvatljivog postane veoma prihvatljiv... da bi zatim postao praktično sigurno tačan.”
Čak i tako, sa shvaćenom strukturom DNK, napredak u genetici bio je brz i 1968. godine časopis
Nauka objavio je članak s naslovom „I to beše molekularna biologija”, sa pretpostavkom – teško da nam to može izgledati moguće, ali tako je – da je posao genetike gotovo pri kraju.
Naravno, on je ustvari tek započeo. Čaki sada postoji mnogo toga vezanog za DNK što jedva razu- memo, pogotovo pitanje zbog čega se čini da toliki deo nje zapravo ništa ne radi. Devedeset sedam procenata vaše DNK sastoji se samo od dugih nizova besmislica – „otpada” ili „nekodirajuće” DNK, kao što biohemičari vole to da kažu. Tek ovde-onde duž svake niti možete naći delove koji kontrolišu i organizuju vitalne funkcije. To su zanimljivi i odavno neuhvatijivi geni.
Geni nisu ništa više (niti manje) do uputstva za proizvodnju proteina. Oni ih izdaju sa donekle tu- pom odanošću. U tom smislu, oni su dosta nalik na dirke klavira, gde svaka svira jednu jedinu notu i ništa drugo, što je očito malčice monotono. Ali ako iskombinujete gene na način na koji biste iskom- binovali dirke klavira, stvorićete beskrajno raznovrsne akorde i melodije. Ako sve te gene sastavite, dobićete (da nastavimo metaforu) veliku simfoniju postojanja poznatu kao ljudski genom.
Alternativni i uobičajeniji način posmatranja genoma jeste da je on neka vrsta uputstva za korišće- nje tela. Gledano na taj način, hromozomi se mogu zamisliti kao poglavlja knjige, a geni kao pojedina uputstva za stvaranje proteina. Reči kojima su uputstva napisana zovu se kodoni, a slova su poznata kao baze. Baze – slova genetske azbuke – sastoje se od četiri nukleotida pomenutih na prethodnoj, ili strani pre nje: adenina, timina, guanina i citozina. I pored značaja onoga što rade, te supstance nisu sačinjene ni od kakve egzotične materije. Na primer, guanin je od istog onog čega ima u izobilju u gu- anu, koji se po njemu tako i zove.
Oblik molekula DNK je, kao što svi znaju, veoma nalik na spiralne stepenice od uvijenih lestvica od užeta: slavni dupli heliks. Stative te strukture sazdane su od vrste šećera koji se zove dezoksiribo- za, a čitav heliks je nukleinska kiselina – otud naziv „dezoksiribonukleinska kiselina”. Prečke (ili stepenici) formirane su od dve baze koje se spajaju u prostoru između stativa, i mogu se kombinovati samo na dva načina: guanin se uvek uparuje sa citozinom, a timin uvek sa adeninom. Poredak u kojem se ta slova pojavljuju kako idete gore-dole po lestvicama čini šifru DNK; zadatak Projekta ljudskog genoma je da ga registruje.
E sad, DNK je izuzetna zbog načina na koji se umnožava. Kada dođe vreme da se proizvede novi molekul DNK, dva vlakna se podele po sredini, kao rajsferšlus na jakni, i svaka polovina se zaputi da uspostavi novi partnerski odnos. Pošto se svaki nukleotid duž vlakna uparuje sa tačno određenim drugim nukleotidom, svako vlakno služi kao šablon za stvaranje novog odgovarajućeg vlakna. Ako imate samo jedno vlakno svoje DNK, sasvim lako možete rekonstruisati drugu stranu izračunavanjem neophodnih parova: ako je gornja prečka na jednom vlakna od guanina, znate da gornja prečka na drugom vlaknu mora biti od citozina. Ako se spustite niz lestvice kroz sve parove nukleotida, na kraju ćete dobiti šifru za novi molekul. To je upravo ono što se dešava u prirodi, osim što priroda to radi zaista brzo – za samo nekoliko sekundi, što je zaista podvig.
DNK se uglavnom umnožava sa poslušnom preciznošću, ali povremeno – otprilike jednom u mi- lion slučajeva – slovo dospe na pogrešno mesto. To je poznato kao singularni nukleotidni polimorfi- zam, ili SNP, koji biohemičari iz milošte zovu „Snip”. Generalno, ti Snipovi su zakopani u nizovima nekodirajuće DNK i nemaju nikakvih primetnih posledica po telo. Ali povremeno izmene nešto. Mo- gu vam ostaviti predispoziciju za neku bolest, ali isto tako mogu vam preneti i neku malu prednost – na primer, pigmentaciju koja vas bolje štiti, ili povećanu proizvodnju crvenih krvnih zrnaca za nekoga ko živi na velikoj visini. Vremenom, te male modifikacije se akumuliraju kako u jedinkama, tako i u celim populacijama, što doprinosi odlikovanju i jednih i drugih.
Ravnoteža između preciznosti i grešaka u umnožavanju je krhka. Sa previše grešaka organizam ne može da funkcioniše, ali sa premalo grešaka žrtvuje prilagodljivost. Slična ravnoteža mora da postoji
između stabilnosti i inovativnosti u organizmu. Povećani broj crvenih krvnih zrnaca može da pomog- ne osobi ili grupi koja živi na velikim visinama da se lakše kreće i diše, pošto više crvenih krvnih zr- naca može da nosi i više kiseonika. Ali od dodatnih crvenih krvnih zrnaca i krv se zgušnjava. Dodajte ih previše i biće vamo to „kao da pumpate naftu”, po rečima antropologa Čarlsa Vajca sa Univerziteta Templ. To opterećuje srce. Stoga oni skrojeni tako da žive na velikim visinama efikasnije dišu, ali to plaćaju većim rizikom po srce. Takvim sredstvima darvinovska prirodna selekcija vodi računa o na- ma. To takođe pomaže da objasnimo zbog čega smo svi toliko slični. Evolucija jednostavno neće da vam dozvoli da postanete previše drugačiji – a da pri tom ne postanete nova vrsta.
Razlika od 0,l odsto između vaših gena i mojih pripisuje se našim Snipovima. E sad, ako uporedi- te svoju DNK sa onom koja pripada nekoj trećoj osobi, takođe ćete naići na poklapanje od 99,9 po- sto, ali Snipovi će se, u najvećem broju, nalaziti na različitim mestima. Dodajte još ljudi poređenja radi i dobićete još Snipova na još više mesta. Za svaku od 3,2 milijarde vaših baza negde na planeti postoji osoba, ili grupa osoba, sa različitim kodiranjem na tom mestu. Zato ne samo da je pogrešno govoriti o jednom jedinom ljudskom genomu, već se može reći da ne postoji ni tip ljudskog genoma. Imamo ih šest milijardi. Svi smo 99,9 odsto isti, ali podjednako, po rečima biohemičara Dejvida Koksa, „možete reći da sva ljudska bića međusobno nemaju ničeg zajedničkog, pa bi i to bilo tačno”.
Ali još moramo objasniti zašto tako malo te DNK ima bilo kakvu razaznatljivu svrhu. To počinje malčice da onespokojava, ali zaista se čini da je svrha života da održava postojanje DNK. Devedeset sedam odsto naše DNK koje zajednički zovemo otpadom mahom je sazdano od gomila slova koja, po rečima Meta Ridlija, „postoje iz jednog jedinog i jednostavnog razloga što tako dobro umeju da se umnožavaju.”68 Drugim rečima, najveći deo vaše DNK nije posvećen vama, već sebi: vi ste mašina koja njoj koristi, a ne obrnuto. Život, ako se prisetite, samo želi da postoji, a DNK je ono što mu to omogućava.
Čak i kada DNK sadrži uputstva za proizvodnju gena – kada kodira za njih, kako to naučnici ka- žu – ona nema obavezno na umu nesmetano funkcionisanje organizma. Jedan od najuobičajenijih ge- na koje imamo jeste gen za protein nazvan obrnuta transkriptaza, koji nema nikakvo poznato korisno svojstvo po ljudska bića. Ono što on čini jeste da omogućava retrovirusima, kao što je HIV, da se ne- opaženo uvuku u ljudski sistem.
Drugim rečima, naša tela posvećuju znatnu energiju proizvodnji proteina koji ne rade ništa kori- sno, a ponekad nas unište. Naša tela nemaju drugi izbor nego da ih proizvode, zato što tako naređuju geni. Mi smo sredstvo za ostvarivanje njihovih hirova. Sveukupno, gotovo polovina ljudskih gena – najveća proporcija poznata u ma kom organizmu – ne radi ama baš ništa, koliko možemo da vidimo, osim što se reprodukuje.
Svi organizmi su u određenom smislu robovi svojih gena. Zato su lososi, pauci i druge vrste ma- nje-više bezbrojnih stvorenja spremne da umru u postupku parenja. Želja za razmnožavanjem, za šire- njem svojih gena, najmoćniji je poriv u prirodi. Kao što je rekao Šervin B. Nuland: „Carstva se ruše, idoli eksplodiraju, velike simfonije bivaju komponovane, a iza svega toga stoji jedan jedini instinkt koji traži zadovoljenje.” Sa evolutivne tačke gledišta, seks je zapravo samo nagradni mehanizam koji treba da nas podstakne da prenesemo dalje svoj genetski materijal.
* * *
Naučnici su jedva apsorbovali iznenađujuću vest da najveći deo naše DNK ne radi ništa, kada su po- čela da se pojavljuju još neočekivanija otkrića. Najpre u Nemačkoj, a zatim u Švajcarskoj, istraživa- či su izveli neke prilično bizarne eksperimente koji su doveli do zanimljivo nebizarnih ishoda. U jed-
nom, uzeli su gen koji kontroliše razvoj mišjeg oka i ubacili ga u larvu voćne mušice. Smatrali su da bi tako mogli da dobiju nešto interesantno i groteskno. U stvari, gen mišjeg oka ne samo što je stvorio sposobno oko voćne mušice, već je stvorio mušičje oko. U pitanju su bila dva stvorenja koja već pet stotina miliona godina nisu imala zajedničkog pretka, a opet su mogla da razmenjuju genetski materi- jal kao da su sestre.
Isto je bilo gde god su istraživači stigli da pogledaju. Otkrili su da mogu da ubace ljudsku DNK u određene ćelije muva samo da bi je muve prihvatile kao svoju. Ispostavilo se da je preko 60 proce- nata ljudskih gena fundamentalno isto kao što su geni pronađeni u voćnoj mušici. Najmanje 90 odsto se na nekom nivou poklapa sa mišjim genima. (Imamo čak i iste gene za stvaranje repa, samo neće da se aktiviraju.) Na svakom polju istraživanja, istraživači su otkrivali da koje god organizme uzmu za predmet ispitivanja – bili to valjkasti crvi ili ljudska bića – često izučavaju suštinski iste gene. Či- nilo se da je život sazdan na osnovu jednog te istog projekta.
Dalja ispitivanja otkrila su postojanje legla glavnih kontrolnih gena, od kojih svaki upravlja ra- zvojem određenog dela tela, pa su nazvani homeotskim (od grčke reči koja znači „slično”) ili hoks- genima. Hoks-geni su odgovorili na staro zbunjujuće pitanje o tome kako su milijarde embrionskih ćelija, potekle iz jednog jedinog oplođenog jajeta sa identičnom DNK u sebi, znale kuda da idu i šta da rade – ova da postane ćelija jetre, ona istegnuti neuron, jedna mehurić krvi, druga deo treptaja uzmahanog krila. Hoks-geni im daju uputstva, i na gotovo isti način to rade za sve organizme.
Zanimljivo je da količina genetskog materijala i način njegove organizacije ne moraju obavezno, pa čak ni generalno, da odražavaju nivo usavršenosti stvorenja u kojem se nalaze. Mi imamo četrde- set šest hromozoma, ali neke paprati imaju ih više od šest stotina. Dvodihalica, jedna od najmanje evoluiralih složenih životinja, ima četrdeset puta više DNK nego mi. Čak i običan daždevnjak je ge- netski raskošniji od nas, i to pet puta.
Očigledno je da nije toliko važan broj gena koji imate, koliko način na koji ih koristite. To je veo- ma dobro, zato što je broj gena u ljudima u poslednje vreme pretrpeo veliki udarac. Sve donedavno smatralo se da ljudska bića imaju najmanje sto hiljada gena, možda i mnogo više, ali taj broj je dra- stično umanjen prvim rezultatima Projekta ljudskog genoma, koji je kao verovatniji naveo broj od tri- deset pet ili četrdeset hiljada gena – otprilike jednako broju koji postoji u travi. To je istovremeno izazvalo iznenađenje i razočaranje.
Svakako nije izmaklo vašoj pažnji da se geni obično pominju u vezi s raznoraznim ljudskim nedo- stacima. Neki naučnici su likovali i u raznim prilikama objavljivali da su otkrili gene odgovorne za gojaznost, šizofreniju, homoseksualnost, kriminal, nasilje, alkoholizam, čak i za kraduckanje po pro- davnicama i za beskućništvo. Možda je vrh (ili dno) ove vere u biodeterminizam bila studija obja- vljena u časopisu Nauka 1980. godine gde se tvrdilo da su žene genetski inferiorne za matematiku. U stvari, sada to znamo, gotovo ništa u vezi s vama nije tako prikladno jednostavno.
To je očito šteta u jednom značajnom smislu, jer ukoliko biste imali pojedine gene koji određuju visinu, sklonost šećernoj bolesti, ćelavosti ili ma kojoj drugoj osobenosti, onda bi bilo lako – do- bro, relativno lako – izolovati ih i čačkati po njima. Nažalost, trideset pet hiljada gena koji nezavi- sno funkcionišu ni blizu ni)e dovoljno da proizvede takvu fizičku složenost koja čini zadovoljavajuće ljudsko biće. Stoga geni očito moraju da sarađuju. Nekoliko poremećaja – hemofilija, Parkinsonova bolest, Hantingtonova bolest i fibroidna degeneracija, na primer – za izazivača imaju usamljene dis- funkcionalne gene, ali remetilačke gene po pravilu iskoreni prirodna selekcija mnogo pre nego što im uspe da postanu trajno problematični za vrstu ili populaciju. U najvećem delu naša sudbina i kom- for – pa čak i boja očiju – zavise ne od individualnih gena, već od više gena u sadejstvu. Zato je tako teško utvrditi kako se sve to uklapa i zašto još dugo nećemo proizvoditi bebe skrojene po našim
željama.
U stvari, što smo više saznavali u proteklim godinama, to su stvari postale sve komplikovanije. Is- postavilo se da čak i mišljenje utiče na način na koji deluju geni. Na primer, brzina rasta muške brade delimično zavisi od toga koliko on misli na seks (zato što razmišljanje o seksu proizvodi talas testo- sterona). Početkom devedesetih, naučnici su došli do još dubljeg otkrića kada su ustanovili da mogu da izbace navodno vitalne gene iz mišjih embriona i dočekaju da se miševi ne samo rode zdravi, već ponekad zapravo i sposobniji od braće i sestara po kojima nisu čačkali. Po uništenju nekih važnih ge- na, ispostavilo se da su drugi uskočili kako bi popunili prazninu. To je za nas kao organizme bila od- lična vest, ali nije mnogo doprinela našem razumevanju načina na koji ćelije rade, pošto je unelo do- datni sloj složenosti nečemu što smo ionako tek počeli da shvatamo.
* * *
Mahom zbog tih faktora komplikovanja, na otkrivanje ljudskog genoma gotovo smesta se gledalo kao na samo početak. Genom je, kao što je to rekao Erik Lender sa MIT-a, poput spiska delova za ljudsko telo; on nam saopštava od čega smo sazdani, ali uopšte ne pominje način na koji funkcionišemo. Ono što nam sada treba jeste uputstvo za upotrebu – instrukcije kako da ga pokrenemo. Još nismo ni blizu te tačke.
Zato je sada glavna potraga za otkrićem ljudskog proteoma – što je koncept toliko nov da izraz proteom nije ni postojao pre jedne decenije. Proteom je biblioteka informacija koje čine proteine.
„Nažalost”, zapaža Sajentifik ameriken u proleće 2002. godine, „proteom je daleko komplikovaniji od genoma.”
I to je blago rečeno. Prisetićete se da su proteini tegleća marva svih živih sistema; u svakoj ćeliji u ma kom trenutku može ih funkcionisati čak i stotinu miliona. To je preobimna aktivnost da bi se po- kušalo sa njenim razumevanjem. Još gore, ponašanje i funkcije proteina ne zasnivaju se jednostavno na njihovoj hemiji, kao što je slučaj sa genima, već i na njihovim oblicima. Dabi funkcionisao, jedan protein ne samo da mora da ima neophodne hemijske komponente, propisno sklopljene, već se potom mora i saviti u ekstremno specifičan oblik. „Savijanje” je izraz koji se koristi, ali navodi na pogrešan zaključak pošto ukazuje na geometrijsku urednost koja u stvari ne može da se primeni. Proteini prave petlje, vijugaju i nabiraju se u oblike koji su istovremeno ekstravagantni i složeni. Više liće na besno izobličene vešalice za kapute nego na presavijene peškire.
Štaviše, proteini su (ako mi se dozvoli jedan zgodan arhaizam), svingeri biološkog sveta. U zavi- snosti od raspoloženja i metabolitičkih okolnosti, dopustiće sebi da budu fosforizovani, glikozirani, acetilisani, ubikvitinisani, farnilizovani, sulfirani i vezani za glikofosfatidiliolne kotve, između osta- log. Izgleda da je često potrebno baš malo toga da bi se pokrenuli. Popijte čašu vina, kako primećuje Sajentifik ameriken, i materijalno ćete izmeniti broj t tip slobodnih proteina u svom sistemu. To prija onima koji piju, ali nimalo ne pomaže genetičarima koji pokušavaju da shvate šta se dešava.
Sve to može početi da deluje nemoguće komplikovano, i na neki način i jeste nemoguće kompliko- vano. Ali u svemu tome postoji i prikrivena jednostavnost, zahvaljujući jednako elementarnom prikri- venom jedinstvu u načinu na koji život funkcioniše. Svi ti mali, spretni hemijski procesi koji pokreću ćelije – zajednički trud nukleotida, prevođenje DNK u RNK – evoluirali su samo jednom i ostali zatim prilično dobro fiksirani u čitavoj prirodi. Kao što je rekao pokojni francuski genetičar Žak Mo- no, u polušali: „Sve što važi za ešerihiju koli mora da važi i za slona, samo još više.”
Svako živo biće proizvod je jedne jedine prvobitne zamisli. Kao ljudi, mi smo puki dodatak – svako od nas je ustajala arhiva podešavanja, prilagođavanja, modifikacija i korisnih popravki koje se
protežu 3,8 milijardi godina u prošlost. Začudo, još smo u bližem srodstvu sa voćem i povrćem. Oko polovine hemijskih funkcija koje se zbivaju u banani suštinski je isto kao hemijske funkcije koje se zbivaju u vama.
Ne smemo se umoriti od ponavljanja tvrdnje da je sav život jedno. To jeste, i pretpostavljam da će se ispostaviti da je tako doveka, najtačnija tvrdnja koja postoji.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Re: Bil Brajson - Kratka istorija bezmalo svačega
VI
PUT DO NAS
Potomci majmuna! Pobogu, nadajmo se da to nije istina, ali ako jeste, pomolimo se da to ne po- stane opštepoznata stvar.
Primedba pripisana ženi vusterskog biskupa pošto joj je objašnjena Darvinova teorija evolucije
27
Doba leda
Usnio sam san, koji nije samo san bio. Sunce je žarko zgasnulo, a zvezde su Odlutale...
Bajron, Tama
Godine 1815, na ostrvu Sumbava u Indoneziji, lepa i dugo već mirna planina zvana Tambora eksplo- dirala je spektakularno i pobila sto hiljada ljudi svojim udarnim talasom i cunamijima. Niko živ nika- da nije prisustvovao takvom besu. Tambora je bila daleko veća od svega čemu je ijedno živo ljudsko biće ikada prisustvovalo. Bila je to najveća vulkanska eksplozija za deset hiljada godina – 150 puta jača od eksplozije planine Sent Helens, ekvivalentna eksploziji šezdeset hiljada atomskih bombi po- put one bačene na Hirošimu.
Vesti u to vreme nisu putovale mnogo brzo. U Londonu je Tajms objavio mali članak – zapravo, pismo jednog trgovca – sedam meseci posle samog događaja. Ali tada su se efekti Tambore već ose- ćali. Dvesta četrdeset kubnih kilometara dima i pepela, prašine i sitnog peska raspršilo se u atmosfe- ri, zaklonivši Sunčeve zrake i izazvavši hlađenje Zemlje. Sutoni su bili neobično, ali mutno živopisni, i taj efekat je upečatljivo uhvatio slikar Dž. M. V. Tarner, koji nije mogao biti srećniji, ali svet je uglavnom obitavao pod nesnosnim, sumračnim pokrovom. Upravo ta smrtna zamućenost nadahnula je Bajrona da napiše gore navedene stihove.
Proleće nikada nije došlo, a leto nije bilo nimalo toplije; 1816. godina je postala poznata kao go- dina bez leta. Usevi nigde nisu rasli. U Irskoj su glad i s njom vezana epidemija tifusa pobile šezdeset pet hiljada ljudi. U Novoj Engleskoj ta godina postala je popularno poznata kao Hiljadu Osamsto Smrzavanje Do Smrti. Jutarnji mrazevi nastavili su se do juna i gotovo nijedno zasađeno seme nije iz- niklo. Bez hrane, stoka je uginula ili je morala prerano u klanicu. U svakom pogledu, bila je to grozna godina – gotovo sigurno najgora za zemljoradnike u moderna vremena. A opet, temperatura je glo- balno opala za manje od 1 stepena Celzijusovog. Prirodni termostat Zemlje, kao što će to naučnici već naučiti, krajnje je delikatan instrument.
Devetnaesti vek je bio ionako hladan period. Dvesta godina su Evropa i Severna Amerika već ži- vele u malom ledenom dobu, kao što je postalo poznato, koje je omogućavalo raznorazne zimske do- gađaje – vašare na zaleđenoj Temzi, trke na klizaljkama po holandskim kanalima – koji su danas uglavnom nemogući. Drugim rečima, bio je to period kada je hladnoća mnogo bila ljudima u mislima. Zato možda možemo oprostiti geolozima iz devetnaestog veka to što su sporo shvatili da je svet u ko- jem su živeli zapravo bio blag u poređenju sa ranijim epohama, i da je najveći deo kopna oko njih oblikovan zahvaljujući teškim glečerima i hladnoći koja bi upropastila čak i vašar na ledu.
Znali su oni da postoji nešto čudno vezano za prošlost. Evropski pejzaž bio je zasut neobjašnjivim anomalijama – kostima arktičkog irvasa na toplom jugu Francuske, ogromnim stenama nasukanim na neverovatnim mestima – i često su smišljali maštovita, ali ne naročito uverljiva objašnjenja. Jedan francuski prirodnjak po imenu De Lik je, u pokušaju da objasni kako su se granitne stene našle visoko
na krečnim obroncima planina Jure, nagovestio da ih je tamo možda izbacio vazduh pod pritiskom u jamama, kao čep od plute iz vazdušne puške. Tako pronađeno stenje naziva se „zalutalim”, ali taj iz- raz izgleda pre odgovara teorijama nego samom kamenju.
Veliki britanski geolog Artur Halam rekao je da bi Džejms Haton, otac geologije iz osamnaestog veka, da je samo posetio švajcarsku, odmah uvideo značaj urezanih dolina, izglačanih brazdi, jasnih kontura tamo gde je stenje završilo i drugih obilnih tragova koji ukazuju na prolazak lednika. Naža- lost, Haton nije voleo da putuje. Ali čak i bez boljih izvora od prepričavanja iz druge ruke, Haton je odmah odbacio zamisao da su bujice nosile ogromne stene i po 1.000 metara uz planinu – ni sva vo- da sveta ne bi nagnala stenu da zaplovi, isticao je on – i bio je jedan od prvih koji su zastupali gle- dište o rasprostranjenoj glečerskoj aktivnosti. Nažalost, njegove zamisli nisu privukle pažnju i većina prirodnjaka je sledećih pola veka jednako istrajavala na tome da su urezi na stenama mogli da se pri- pišu kolima u prolazu, pa čak i grebanju čizama sa kramponima.
Međutim, lokalni seljani, nezaraženi naučnim pravoverjem, znali su da nije tako. Prirodnjak Žan de Šarpantje ispričao je kako je 1834. godine šetao po seoskom putu sa jednim švajcarskim drvose- čom, kada su se upustili u razgovor o stenama kraj puta. Drvoseča mu je mrtav hladan ispričao da ste- nje potiče iz Grimsela, prilično udaljene granitne zone. „Kad sam ga upitao kako je to stenje, po nje- govom mišljenju, stiglo do tog mesta, on je bez oklevanja odgovorio: ’Grimselski glečer ih je preneo sa obe strane doline, zato što se taj glečer u prošlosti prostirao sve do grada Berna.’”
Šarpantje je bio oduševljen, jer je i sam došao do takvog zaključka, ali kada je to pitanje pokrenuo na naučnim okupljanjima, zaključak je bio odbačen. Jedan od Šarpantjeovih najprisnijih prijatelja bio je drugi švajcarski prirodnjak, Luis Agasiz, koji je posle izvesnog početnog skepticizma potom pri- hvatio, i na kraju gotovo prisvojio tu teoriju.
Agasiz je studirao kod Kivijea u Parizu i sada je bio na mestu profesora prirodnjačke istorije u koledžu u Nešatelu u švajcarskoj. Drugi Agasizov prijatelj, botaničar Karl Šimper, zapravo je prvi skovao izraz „ledeno doba” (na nemačkom, Eiszeit) godine 1837. i izjavio da postoje dobri dokazi koji pokazuju da je led nekada prekrivao ne samo Švajcarske Alpe, već i veliki deo Evrope, Azije i Severne Amerike. Bila je to radikalna zamisao. Pozajmio je Agasizu svoje beleške – a onda gotovo zažalio zbog toga zato što je Agasiz sve više prisvajao sebi zasluge za ono što je Šimper smatrao, do- nekle legitimno, svojom teorijom. Šarpantje je isto tako na kraju postao ogorčeni neprijatelj svog sta- rog druga. Aleksander fon Humbolt, još jedan prijatelj, verovatno je makar ovlaš imao Agasiza na umu kada je rekao da postoje tri stepena naučnog otkrića: najpre, ljudi poriču da je ono tačno; zatim poriču da je značajno; i konačno zasluge za to pripišu pogrešnoj osobi.
U svakom slučaju, Agasiz je od svega toga stvorio sopstveno polje istraživanja. U potrazi za razu- mevanjem dinamike zamrzavanja, išao ;e svuda – duboko u opasne pukotine i na vrhove najkrševiti- jih alpskih čuka, često naizgled nesvestan toga da su ih on i njegova ekipa prvi osvojili. Agasizove teorije su gotovo svugde nailazile na nepopustljivo ustezanje. Humbolt ga je ubeđivao da se vrati svojoj stvarnoj ekspertizi, fosilnim ribama, i da odustane od te ludačke opsednutosti ledom, ali Aga- siz je bio potpuno obuzet tom idejom.
Agasizove zamisli imale su još manje podrške u Britaniji, gde većina prirodnjaka nikada nije vi- dela glečer i nije mogla da shvati strahovite sile tolike količine leda. „Zar su ogrebotine i uglačani delovi nastali samo zahvaljujući ledu?”, upitao je Roderik Merčison posprdno na jednom sastanku, očito zamislivši stenje prekriveno nekom vrstom lakog, staklastog inja. Do svoje smrti on je sasvim iskreno iskazivao nevericu u sve te „ledom zaluđene” geologe koji su smatrali da glečerima može ta- ko mnogo toga da se pripiše. Vilijam Hopkins, profesor iz Kembridža i vodeći član Geološkog dru- štva, podržavao je to gledište, sa tvrdnjom da zamisao da led može prenositi stenje nosi sa sobom
„tako očigledne mehaničke apsurde” da uopšte ne zavređuje pažnju društva.
Neodvraćen time, Agasiz je neumorno putovao kako bi promovisao svoju teoriju. Godine 1840. pročitao je jedan rad na sastanku Britanskog udruženja za unapređenje nauke u Glazgovu, gde ga je otvoreno kritikovao veliki Čarls Lajel. Sledeće godine Geološko društvo iz Edinburga usvojilo je re- zoluciju po kojoj teorija možda i ima nekih kvaliteta uopštenog tipa, ali se svakako nijedan njen deo ne odnosi na Škotsku.
Lajel se na kraju ipak dozvao pameti. Njegov trenutak otkrovenja dogodio se kada je shvatio da se morena, ili kameni niz, u blizini njegovog porodičnog imanja u Škotskoj, može shvatiti samo ako se prihvati da ju je tamo ostavio glečer. Ali, kada je tako bio preobraćen, Lajel se uplašio i odustao od javne podrške zamisli o postojanju ledenog doba. Za Agasiza je to bilo teško vreme. Brak mu se ras- padao, Šimper ga je besno napadao da mu je ukrao ideje, Šarpantje nije hteo da govori sa njim, a naj- veći živi geolog nudio mu je samo krajnje mlaku i neodlučnu podršku.
Godine 1846. Agasiz je otputovao u Ameriku da održi niz predavanja i tamo je konačno pronašao poštovanje za kojim je čeznuo. Harvard ga je uzeo za profesora i podigao mu prvoklasni muzej, Mu- zej uporedne zoologije. Nesumnjivo je pomoglo to što se nastanio u Novoj Engleskoj, gde su duge zi- me podsticale izvesne simpatije prema ideji o beskrajnim razdobljima hladnoće. Takođe je pomoglo to što je šest godina po njegovom prispeću prva naučna ekspedicija na Grenland izvestila da je goto- vo ceo taj polukontinent prekriven ledenim pokrovom nalik na onaj drevni koji je zamišljala Agasizo- va teorija. Njegove zamisli su konačno počele da stiču stvarne sledbenike. Centralni nedostatak Aga- sizove teorije bio je u tome što ledena doba nisu imala uzrok. Ali pomoć će mu stići sa krajnje neoče- kivanog mesta.
Šezdesetih godina devetnaestog veka, časopisi i druge učene publikacije u Britaniji počele su da dobijaju radove o hidrostatici, elektricitetu i drugim naučnim temama od izvesnog Džejmsa Krola sa Andersonovog univerziteta u Glazgovu. Jedan od tih radova, o tome kako su varijacije Zemljine orbi- te mogle da ubrzaju ledena doba, objavljen je u Filozofskom časopisu godine 1864. i smesta priznat za rad najvišeg mogućeg kvaliteta. Zato je izvesno iznenađenje, i možda malčice stida, izazvala činje- nica da Krol nije bio predavač na univerzitetu, već domar.
Rođen 1821. godine, Krol je odrastao u siromaštvu i njegovo zvanično obrazovanje trajalo je sa- mo do trinaeste godine. Radio je razne poslove – bio stolar, prodavao osiguranje, držao gostionicu za trezvenjake – pre nego što je prihvatio mesto domara na Andersonu (sada je to Univerzitet Strat- klajd) u Glazgovu. Pošto je nekako nagovorio brata da obavlja najveći deo njegovog posla, bio je u mogućnosti da provede mnoge tihe večeri u univerzitetskoj biblioteci gde je učio fiziku, mehaniku, astronomiju, hidrostatiku i druge nauke koje su tada bile u modi, pa je postepeno počeo da piše niz radova, sa posebnim naglaskom na kretanja Zemlje i njihov učinak po klimu.
Krol je prvi nagovestio da bi ciklične promene u obliku Zemljine orbite, iz elipsaste (što će reći, blago ovalne) u gotovo kružnu, a zatim natrag u elipsastu, mogle da objasne nastanak i povlačenje le- denih doba. Nikome ranije nije palo na pamet da pomisli na astronomsko objašnjenje varijacija u vremenskim prilikama na Zemlji. Gotovo sasvim zahvaljujući Krolovoj ubedljivoj teoriji, ljudi u Britaniji počeli su lakše da prihvataju zamisao da su delovi Zemlje u nekom davnom dobu bili oko- vani ledom. Kada su njegova genijalnost i sposobnost priznate, Krol je dobio posao u Geološkom za- vodu Škotske i stekao opšte poštovanje; proglašen je za člana Kraljevskog društva u Londonu i Nju- jorške akademije nauka, i dobio je počasnu diplomu Univerziteta sv. Endrua, pored mnogih drugih stvari.
Nažalost, baš kada je Agasizova teorija počela da pronalazi preobraćenike u Evropi, on se u Americi potrudio da je odvede u još egzotičnije predele. Počeo je da pronalazi dokaze o glečerima
gotovo svugde gde bi pogledao, uključujući i blizinu ekvatora. Na kraju je postao ubeđen da je led nekada prekrivao celu Zemlju i uništio sav život, koji je Bog zatim ponovo stvorio. Nijedan dokaz koji je Agasiz naveo nije podržao takvo gledište. Bez obzira na to, njegov status je u novoj domovini rastao i rastao, sve dok ga nisu smatrali gotovo ravnim božanstvu. Kada je umro 1873. godine, Har- vard je smatrao da je neophodno da uposli čak tri profesora kako bi popunili njegovo mesto.
A opet, kao što to ponekad biva, njegove teorije su brzo izašle iz mode. Manje od decenije posle Agasizove smrti, čovek koji ga je nasledio na katedri za geologiju na Harvardu napisao je da „tako- zvana glečerska epoha... tako popularna pre nekoliko godina među geolozima, sada može bez okleva- nja da se odbaci”.
* * *
Deo problema bio je u tome što su Krolovi proračuni sugerisali da se najskorije ledeno doba dogodi- lo pre osamdeset hiljada godina, dok su geološki dokazi sve više ukazivali na to da je Zemlja prošla kroz neku vrstu dramatičnog poremećaja mnogo skorije od toga. Bez uverljivog objašnjenja za ono što je moglo da izazove ledeno doba, čitava teorija je zapala u stanje zastoja. Tamo je mogla i da ostane izvesno vreme da nije bilo srpskog akademika Milutina Milankovića, koji uopšte nije bio pot- kovan što se nebeskih kretanja tiče – on je po profesiji bio mašinski inženjer – ali je početkom dvadesetog veka neočekivano počeo da se zanima za tu materiju. Milanković je shvatio da problem Krolove teorije nije u tome što nije tačna, već što je previše jednostavna.
Dok se Zemlja kreće kroz svemir, izložena je ne samo varijacijama u dužini i obliku orbite, već is- to tako i ritmičkim pomeranjima njenog ugla spram Sunca – njene nagnutosti, nagiba i klimanja – što sve utiče na trajanje i intenzitet Sunčeve svetlosti koja pada na delove kopna. Posebno je u dugim razdobljima izložena trima promenama položaja, koji su formalno poznati kao inklinacija, precesija i ekscentričnost. Milanković se zapitao ne postoji li možda veza između tih složenih ciklusa i nastupa- nja i povlačenja ledenih doba. Poteškoća je bila u tome što su se trajanja ciklusa veoma razlikova- la – od približno dvadeset hiljada, četrdeset hiljada i sto hiljada godina, ali je u svakom od njih do- lazilo i do varijacija od čak i nekoliko hiljada godina – što je značilo da utvrđivanje njihovih tačaka preseka u dugačkim vremenskim rasponima obuhvata gotovo beskrajnu količinu krajnje revnosnih proračuna. U suštini, Milanković je morao da izračuna ugao i trajanje nailazećeg Sunčevog zračenja na svim geografskim širinama Zemlje, u svim godišnjim dobima, u milionima godina, sa prilagođava- njem na tri promenljive čije se vrednosti neprestano menjaju.
Na svu sreću, to je upravo bila vrsta ponavljajućeg dirinčenja koja je odgovarala Milankoviće- vom temperamentu. Sledećih dvadeset godina, čak i dok je bio na odmoru, neprestano je radio olov- kom i šiberom i proračunavao tabele svojih ciklusa – što je bio posao koji bi se danas uz pomoć ra- čunara mogao završiti za dan ili dva. Sve proračune morao je da vrši u svoje slobodno vreme, ali go- dine 1914. Milanković je najednom imao dosta toga zato što je izbio Prvi svetski rat, pa je bio uhap- šen zato što je bio rezervista u srpskoj vojci. Najveći deo sledećeg četvorogodišnjeg perioda proveo je u labavom kućnom pritvoru u Budimpešti, gde je samo morao da se javlja policiji jednom nedelj- no. Ostalo vreme provodio je u biblioteci Mađarske akademije nauka. Moguće je da je on najzado- voljniji ratni zarobljenik od kada je sveta i veka.
Krajnji rezultat njegovog marljivog škrabanja bila je knjiga iz 1930. godine s naslovom Matema- tička klimatologija i astronomska teorija klimatskih promena. Milanković je bio u pravu kada je mi- slio da postoji veza između godišnjih doba i planetnog oscilovanja, mada je poput većine ljudi pret- postavio da je do tih dugih perioda hladnoće dovelo postepeno produžavanje oštrih zima. Jedan ru-
sko-nemački meteorolog, Vladimir Kepen – tast našeg tektonskog prijatelja Alfreda Vegenera – uvideo je da je taj proces bio suptilniji i daleko strašniji.
Kepen je zaključio da su uzrok ledenih doba sveža leta, a ne brutalne zime. Ukoliko su leta suviše sveža da bi otopila sav sneg koji padne u datoj oblasti, više Sunčeve svetlosti odbija se natrag od re- fleksivne površine, što pogoršava efekat rashlađivanja i podstiče nove snežne padavine. Posledice su obično samopodstičuće. Kako se sneg nataloži u ledeni prekrivač, tako to područje postane hladnije, što omogući taloženje dodatnog leda. Kao što je glečerolog Gven Šulc primetio: „Nije obavezno ko- ličina snega uzrok ledenih prekrivača, već činjenica da sneg, koliko god ga malo bilo, istrajava.” Smatra se da bi ledeno doba moglo da započne jednim jedinim neuobičajeno hladnim letom. Zadržani sneg odbija toplotu i pojačava efekat hlađenja. „Proces je takav da se sam širi, ne može se zaustaviti, a kad led jednom stvarno počne da raste, pokrene se”, veli Makfi. I onda imate glečere koji napreduju i ledeno doba.
Tokom pedesetih, zbog nesavršene tehnologije određivanja starosti, naučnici nisu bili u stanju da povežu Milankovićeve brižljivo proračunate cikluse sa tada pretpostavljenim datumima ledenih do- ba, pa su Milanković i njegovi proračuni sve više zapadali u nemilost. On je umro 1958. godine ne- sposoban da dokaže da su njegovi ciklusi tačni. U to vreme, po rečima jednog istoričara tog razdo- blja, „jedva da ste mogli da nađete geologa ili meteorologa koji bi za taj model mislio da je iole ne- što više od istorijskog kurioziteta”. Tek u vreme sedamdesetih godina, kada je usavršen kalijumsko- argonski metod utvrđivanja starosti drevnih naslaga sa morskog dna, njegove teorije su konačno bile potvrđene.
Milankovićevi ciklusi sami po sebi nisu dovoljni za objašnjenje ciklusa ledenih doba. Uključeni su i mnogi drugi faktori – pogotovo razmeštaj kontinenata, a naročito prisustvo kopnenih masa iznad polova – ali njihove pojedinosti još nisu sasvim shvaćene. Međutim, izrečena je pretpostavka da bi- smo, da odvučemo Severnu Ameriku, Evroaziju i Grenland samo oko 500 kilometara na sever, imali stalna i neizbežna ledena doba. Izgleda da smo veoma srećni što uopšte imamo lepo vreme. Još se manje razumeju relativno blagi ciklusi u okviru ledenih doba, poznati kao interglacijali. Donekle za- brinjava pomisao na to da se čitava značajna ljudska istorija – razvoj zemljoradnje, nastanak grado- va, uspon matematike, književnosti, nauke i svega ostalog – zbila u vreme atipičnog intervala lepog vremena. Prethodni interglacijali trajali su jedva i do osam hiljada godina. Naš je već navršio deset- hiljaditi rođendan.
Zapravo, mi se i dalje nalazimo prilično duboko u ledenom dobu; ono je samo donekle skuplje- no – mada manje skupljeno nego što to većina ljudi shvata. Na vrhuncu poslednjeg perioda glacija- cije, pre dvadesetak hiljada godina, oko 30 procenata Zemljine kopnene površine nalazilo se pod le- dom. Deset procenata se i dalje nalazi pod njim. (A još je dodatnih 14 procenata u stanju večitog mraza.) Tri četvrtine ukupne pitke vode na svetu čak je i danas zarobljeno u ledu, a na oba pola ima- mo polarne kape – što je situacija koja bi mogla biti jedinstvena u istoriji Zemlje. To što širom sveta postoje snežne zime, kao i stalni glečeri čak i na mestima sa umerenom klimom poput Novog Zelanda može da izgleda sasvim prirodno, ali je zapravo najneobičnija situacija na planeti.
Sve do relativno nedavnih vremena, Zemlja je tokom svoje istorije, uopšte uzevši, bila vrela, sa- svim bez stalnog leda. Sadašnje ledeno doba – u stvari, ledena epoha – započelo je pre oko četrde- set miliona godina i kretalo se u rasponu od ubistveno lošeg do sasvim dobrog. Mi živimo u jednom od retkih perioda ovog potonjeg. Ledena doba obično brišu dokaze o prethodnim ledenim dobima, ta- ko da što se dalje vraćate, to je slika nejasnija, ali čini se da smo imali najmanje sedamnaest surovih glacijalnih epizoda u otprilike proteklih dva i po miliona godina – što je period koji se poklapa sa usponom Homo erectusa u Africi, koga su sledili savremeni ljudi. Obično se navode dva krivca za
sadašnju epohu, uspon Himalaja i formiranje Panamske prevlake, s tim da prvi remete protok vazduha dok druga remeti morske struje. Indija, koja je nekada bila ostrvo, ugurala se 2.000 kilometara dubo- ko u azijsku kopnenu masu u proteklih četrdeset pet miliona godina, podigavši pri tom ne samo Hima- laje, već isto tako i ogromnu Tibetansku visoravan iza njih. Postoji hipoteza da viši predeli ne samo da su bili hladniji, već su skretali vetrove tako da duvaju na sever i prema Severnoj Americi, što ju je učinilo podložnijom za dugotrajne hladnoće. A onda, počevši pre oko pet miliona godina, Panama se izdigla iz mora i zatvorila jaz između Severne i Južne Amerike, poremetila tok toplih struja između Pacifika i Atlantika i zamenila obrasce padavina u najmanje pola sveta. Jedna posledica bilo je suše- nje Afrike, koje je majmune nateralo da sidu sa drveća i potraže novi način života u sve prisutnijim savanama.
U svakom slučaju, sa okeanima i kontinentima razmeštenim kao sada, čini se da će led dugoročno biti deo naše budućnosti. Po Džonu Makfiju, može se očekivati još pedesetak glacijalnih epizoda, a svaka će trajati stotinak hiljada godina, pre nego što nas sačeka zaista dugo otapanje.
* * *
Pre pedeset miliona godina Zemlja nije imala regularna ledena doba, ali kada smo ih imali, obično su bila kolosalna. Masivno zaleđivanje dogodilo se pre oko 2,2 milijarde godina, posle čega je usledilo oko milijardu godina toplote. Onda je nastupilo novo ledeno doba, još duže nego prvo – toliko dugo da naučnici o periodu kada se ono dogodilo govore kao o kriogeniju, ili superledenom dobu. To sta- nje je popularnije poznato kao Zemljina grudva snega.
Međutim, grudva snega teško da može da dočara to ubistveno stanje. Teorija glasi da je, usled smanjenja Sunčevog zračenja za oko šest odsto i pada proizvodnje (ili zadržavanja) gasova staklene bašte, Zemlja praktično izgubila sposobnost da zadrži sopstvenu toplotu. Pretvorila se čitava u neku vrstu Antarktika. Temperature su se sunovratile i za 45 stepeni Celzijusovih. Moguće je da se čitava površina planete zaledila u čvrsto agregatno stanje, s tim da je okeanski led bio debeo i do 800 meta- ra na višim geografskim širinama, a desetinama metara debeo čak i u tropskim krajevima.
U svemu tome postoji ozbiljan problem zato što geološki dokazi ukazuju na to da je leda bilo svugde, uključujući i oblast oko ekvatora, dok biološki dokazi navode jednako čvrsto na pomisao da je negde moralo biti otvorene vode. Ponajpre, cijanobakterije su preživele to iskustvo, a one obavlja- ju fotosintezu. Za to im je potrebna Sunčeva svetlost, ali kao što znate, ako ste ikad pokušali da virite kroz led, on vrlo brzo postane neprovidan, a posle samo nekoliko jardi uopšte ne propušta svetlost. Predložene su dve mogućnosti. Jedna je da je mali deo okeanske vode ostao izložen (možda usled ne- ke vrste lokalizovanog zagrevanja na vrelim delovima tla); druga je da je led možda formiran tako da je ostao providan – što jeste stanje koje se ponekad dogodi u prirodi.
Ako se Zemlja jeste cela zaledila, onda se postavlja veoma teško pitanje kako se ponovo zagreja- la. Ledena planeta bi trebalo da odbija toliko toplote da zauvek ostane zaleđena. Izgleda da je u po- moć pritekla istopljena unutrašnjost. Još jednom možda možemo zahvaliti tektonskim pločama za to što su nam omogućile da budemo ovde. Zamisao je da su nas izbavili vulkani, koji su se progurali kroz pokopanu površinu i počeli da izbacuju mnogo toplote i gasova što su topili sneg i preobražavali atmosferu. Zanimljivo je da kraj tog hiperhladnog perioda obeležava Kambrijska eksplozija – pro- lećni događaj u istoriji života. Zapravo, možda to i nije bilo tako smireno. Dok se Zemlja zagrevala, verovatno je imala najneobuzdanije vremenske prilike koje je ikada iskusila, sa uraganima dovoljno moćnim da dignu talase visoke kao neboderi i izazovu padavine neopisivog intenziteta.
Kroz sve to, cevasti crvi, školjke i druga živa bića oko dubokih okeanskih otvora živela su i dalje
kao da se ništa loše ne događa, ali sav ostali život na Zemlji verovatno je bio najbliži tome da zauvek nestane. Bilo je to veoma davno i mi to sada jednostavno ne znamo.
U poređenju s kriogenijskom navalom, skorija ledena doba izgledaju prilično sitno, ali ona su na- ravno bila neizmerno velika po standardima svega što se danas može naći na Zemlji. Viskonsijanski ledeni prekrivač koji je prekrivao najveći deo Evrope i Severne Amerike, bio je na pojedinim mesti- ma debeo i tri kilometra, a napredovao je brzinom od oko 120 metara godišnje. Ala je to bio prizor. Čak i na prednjoj ivici, ledeni prekrivači mogli su biti debeli i do 800 metara. Zamislite da stojite u podnožju zida te visine. Iza te ivice, na području koje se merilo milionima kvadratnih kilometara, nije bilo ničega osim leda, sa samo nekoliko najviših planinskih vrhova isturenih ovde-onde. Čitavi konti- nenti ugibali su se pod tolikom težinom leda, a čak i sada, dvanaest hiljada godina posle povlačenja glečera, još se dižu da bi se vratili tamo gde su nekada bili. Ledeni prekrivači nisu samo nosili stenje i ostavljali duge linije kamenitih morena, već su umeli da istovare i čitave kopnene mase – Long Aj- lend, Kejp Kod i Nantaket, između ostalog – dok su se polako kretali. Nimalo ne čudi što su geolozi pre Agasiza imali problema da pojme njihovu monumentalnu sposobnost da preobraze pejzaže.
Ako bi ledeni prekrivači ponovo krenuli napred, u našem arsenalu ne bi bilo ničega da ih zaustavi. Godine 1964, u Moreuzu princa Vilijama na Aljasci, jedno od najvećih glečerskih polja u Severnoj Americi pogođeno je najsnažnijim zemljotresom ikada zabeleženim na kontinentu. Imao je 9,2 stepena po Rihterovoj skali. Duž raseline, zemlja se izdigla čak za šest metara. U stvari, potres je bio toliko silovit da se voda izlila iz basena u Teksasu. A kakav je učinak taj jedinstveni nalet imao na glečere Moreuza princa Vilijama? Ama baš nikakav. Oni su ga samo upili u sebe i nastavili da se kreću.
* * *
Dugo se smatralo da smo ulazili i izlazili iz ledenih doba postepeno, stotinama i stotinama godina, ali sada znamo da nije bilo tako. Zahvaljujući ledenim jezgrima sa Grenlanda imamo detaljne zapise o klimi za proteklih stotinak hiljada godina, a ono što je tamo pronađeno nije ni najmanje utešno. To po- kazuje da je u najvećem delu svoje nedavne istorije Zemlja bila sve, samo ne stabilno i mirno mesto kakvo je civilizacija upoznala, već je pre silovito posrtala između perioda toplote i surove hladnoće. Pred kraj poslednje velike glacijacije, pre dvanaestak hiljada godina, Zemlja je počela da se za- greva, i to veoma brzo, ali se onda naglo zagnjurila natrag u hladnoću na oko hiljadu godina u doga- đaju koji nauka poznaje kao mlađi drijas. (To ime potiče od arktičke biljke zvane drijas, koja među prvima ponovo kolonizuje kopno posle povlačenja ledenog prekrivača. Postojao je i period starijeg drijasa, ali on nije bio toliko oštar.) Na kraju tog hiljadugodišnjeg naleta, prosečne temperature su ponovo skočile, za čak četiri stepena Celzijusova u periodu od dvadeset godina, što ne zvuči bogzna kako dramatično, ali je ekvivalentno promeni skandinavske klime u mediteransku za samo dve dece- nije. Na lokalnom nivou promene su bile još dramatičnije. Ledena jezgra sa Grenlanda pokazuju da se temperatura tamo promenila čak za osam stepeni Celzijusovih za deset godina, drastično izmenivši obrasce padavina i uslove za rast. To je svakako krajnje poremetilo retko naseljenu planetu. Danas bi
posledice toga bile gotovo nezamislive.
Ono što najviše zabrinjava jeste to što nemamo pojma – ama baš nikakvog – o tome koji bi to prirodni fenomen mogao tako brzo da uzdrma Zemljin termometar. Kao što je primetila Elizabet Kol- bert, koja je pisala za Njujorker. „Nijedna poznata spoljna sila, pa čak ni one o kojima postoje samo hipoteze, ne izgleda sposobna da tako silovito i tako često cima temperaturu tamo-amo, kao što su po- kazala ta jezgra.” Izgleda da postoji, dodaje ona, „neka ogromna i strašna povratna petlja” koja vero- vatno obuhvata okeane i poremećaje normalnih obrazaca okeanske cirkulacije, ali zaista smo daleko
od toga da sve to razumemo.
Jedna teorija je da je veliki priliv vode od istopljenog leda u mora početkom mlađeg drijasa sma- njio salinitet (pa time i gustinu) severnih okeana i nagnao Golfsku struju da krene na jug poput vozača koji bi da izbegne sudar. Lišene toplote Golfske struje, severne geografske širine vratile su se lede- nim uslovima. Ali to nije ni u naznaci objašnjenje zbog čega hiljadu godina kasnije, kada se Zemlja još jednom zagrejala, Golfska struja nije skrenula kao pre. Umesto toga, dobili smo doba neuobičaje- nog mira poznat kao holocen, vreme u kojem sada živimo.
Nema razloga da pretpostavimo da bi ovaj period klimatske stabilnosti trebalo još mnogo da po- traje. U stvari, neki autoriteti veruju da nas čekaju još gore stvari. Prirodno je pretpostaviti da bi glo- balno zagrevanje delovalo kao koristan protivteg za Zemljinu sklonost da se zagnjuri natrag u glaci- jalne uslove. Međutim, kao što je Kolbertova istakla, kada se suočite sa fluktuirajućom i nepredvidi- vom klimom, poslednje što biste želeli jeste da na njoj izvedete ogroman, nekontrolisani eksperi- ment”. Čak se pretpostavlja, sa više uverljivosti nego što se to isprva čini, da bi ledeno doba zapravo mogao da izazove rast temperatura. Zamisao je da bi blago zagrevanje moglo da ubrza isparavanje i uveća prekrivač od oblaka, što bi na višim geografskim širinama dovelo do upornije akumulacije snega. U stvari, globalno zagrevanje bi, sasvim uverljivo, mada paradoksalno, moglo da dovede do moćnog lokalizovanog hlađenja u Severnoj Americi i severnoj Evropi.
Klima je proizvod tolikog mnoštva promenljivih – podizanja i spuštanja nivoa ugljen-dioksida, pomeranja kontinenata, solarne aktivnosti, impozantnog klimanja u Miiankovićevim ciklusima – da je jednako teško shvatiti događaje iz prošlosti kao i predskazati one u budućnosti. Mnogo toga nam jednostavno izmiče. Na primer Antarktik. Najmanje dvadeset miliona godina pošto se smestio iznad Južnog pola, Antarktik je ostao prekriven biljkama i lišen leda. To jednostavno ne bi trebalo da bude moguće.
Podjednako su zagonetne poznate teritorije nekih kasnih dinosaura. Britanski geolog Stiven Druri primećuje da su šume unutar 10 stepeni geografske širine od Severnog pola bile staništa velikih zveri, uključujući i tiranosaurusa reksa. „To je bizarno”, piše on, „jer na tako visokim geografskim širinama po tri meseca godišnje neprekidno vlada mrak.” Štaviše, sada postoje dokazi da su te visoke geograf- ske širine trpele surove zime. Izučavanja izotopa kiseonika ukazuju na to da je klima u okolini Fer- benksa, na Aljasci, bila otprilike ista u periodu krede kao i sada. Šta je onda tiranosaurus tražio ta- mo? Ili se sezonski selio preko ogromnih udaljenosti, ili je najveći deo godine provodio u snežnim nanosima u mraku. U Australiji – koja je u to vreme bila polarnije orijentisana – povlačenje u to- plije klime nije bilo moguće. Može se samo nagađati kako su dinosauri uspevali da prežive u takvim uslovima.
Treba imati na umu to da, ako lednici iznova počnu da se stvaraju, iz ma kog razloga, ovog puta imaće mnogo više vode na raspolaganju. Velika jezera, zaliv Hadson, bezbrojna jezera Kanade – njih nije bilo da služe kao sirovina za poslednje ledeno doba. Ono ih je upravo i stvorilo.
S druge strane, sledeća faza naše istorije mogla bi da prođe pre u topljenju velike količine leda, nego u njegovom stvaranju. Ako bi se svi lednici otopili, nivo mora podigao bi se za 60 metara – za visinu dvadesetospratnice – i svi obalski gradovi sveta bili bi poplavljeni. Verovatniji je, makar kratkoročno, kolaps zapadnoantarktičkog ledenog prekrivača. U poslednjih pedeset godina voda oko njega zagrejala se za 2,5 stepeni Celzijusovih i obrušavanje leda se dramatično pojačalo. Usled geo- logije tog područja, veliki ledeni kolaps je još verovatniji.
Ukoliko se to dogodi, nivoi mora će se globalno podići – i to prilično brzo – za, u proseku, iz- među 4,5 i 6 metara.
Izuzetna je činjenica da ne znamo šta je verovatnije: da nam budućnost nudi eone smrtonosne hlad-
noće ili jednaka razdoblja nesnosne vreline. Samo je jedno sigurno: živimo na oštrici noža.
Uzgred, na duge staze, ledena doba nipošto nisu loša po planetu. Ona mrve stenje, ostavljaju za so- bom novo zemljište zamašnog bogatstva, dube nam jezera slatke vode sa izobiljem hranljivih materija za stotine živih vrsta. One podstiču migracije, zahvaljujući kojima planeta ostaje dinamična. Kao što je primetio Tim Flaneri: „Postoji samo jedno pitanje vezano za kontinent koje morate postaviti da bi- ste odredili sudbinu njegovih stanovnika: ’Da li ste imali dobro ledeno doba?’” I s tim na umu, vreme nam je da bacimo pogled na vrstu majmuna koja ga je zaista imala.
Mustra- Broj poruka : 67793
Datum upisa : 09.11.2011
Strana 1 od 2 • 1, 2
Similar topics
» Istorija sveta u 10 1/2 poglavlja
» Made in America - Bil Brajson
» Ni ovde, ni tamo - Bil Brajson
» Putovanje u Mali Dribling-Bil Brajson
» Bil Brajson - Beleške s malog ostrva
» Made in America - Bil Brajson
» Ni ovde, ni tamo - Bil Brajson
» Putovanje u Mali Dribling-Bil Brajson
» Bil Brajson - Beleške s malog ostrva
Strana 1 od 2
Dozvole ovog foruma:
Ne možete odgovarati na teme u ovom forumu