I. Истоки

Глава 1. Остановка в мире движущейся воды

УПРАВЛЯЮЩАЯ ВОДА

Задолго до образования Земли субатомные частицы, возникшие в результате первых мгновений Большого взрыва, образовали плазму из водорода и гелия. Гравитация стянула их в ядерном синтезе, который подпитывал первые звезды – печи, в которых ковались такие более тяжелые элементы, как кислород. Материал после смерти этих первых звезд содержал кислород и водород, которые вступали в реакцию. Так появилась вода.

Вот почему вода распространена по всей Солнечной системе. Сатурн, Уран, Нептун, Марс, Юпитер и множество их спутников образовались из туманности, которая содержала воду – остатки, созданные предыдущими поколениями звезд. Однако Земля не могла в начале своего существования покрываться водой так, как сегодня. Центральная часть Солнечной системы, где четыре с половиной миллиарда лет назад образовалась наша планета, была поначалу слишком горячей, чтобы на поверхности могла сохраняться жидкая вода. Поэтому любая вода на поверхности Земли должна была либо появиться там после остывания (принесенная астероидами), либо высвободиться из внутренних частей планеты в виде пара. В любом случае количество воды на Земле с тех пор было фиксированным.

Если бы вода распределилась по поверхности планеты однородным слоем, то его толщина составила бы немногим более двух тысяч семисот метров. Это число может показаться большим, однако по сравнению с радиусом Земли – около 6400 километров, в две с лишним тысячи раз больше, – она безнадежно тонка. Сегодня 97 % всей воды находится в океанах. Почти все 3 оставшихся процента – ледяные шапки и грунтовые воды. В сжиженном состоянии первые дали бы слой примерно в 60 метров, а вторые – 20. То, что осталось – менее пятидесятой доли процента, – вода, содержащаяся в озерах, реках и почвах, которая создает среду вокруг земных созданий, включая людей. Если ее распределить по планете, толщина слоя не дойдет и до полуметра. Количество водяных паров в атмосфере – важнейший параметр в нашем повествовании – еще меньше: два с половиной сантиметра, а кристаллики льда и капельки воды, образующие облака на небе, создали бы слой в толщину человеческого волоса.

Количество воды в каждом из таких резервов менялось за время существования планеты (были периоды, когда мир покрывался льдом целиком, были времена, когда льда не было совсем), однако большая часть этих перемен происходила не при людях. Гоминиды появились и размножались в период относительной стабильности климата планеты в течение последних трех миллионов лет. Однако в водной среде в это время происходили весьма существенные изменения, наиболее значительными из которых стали ледниковые периоды – изменения ледяного покрова с периодичностью примерно в сто тысяч лет.

На распространение льда влияют небольшие периодические изменения орбиты планеты вокруг Солнца и наклона ее оси, которые меняют количество энергии, достигающей Земли. Какой бы небольшой ни была реакция планеты, по человеческим меркам она весьма серьезна: 20 000 лет назад, во время максимума последнего оледенения (пика последнего ледникового периода), лед покрыл большую часть Северного полушария, от Канады до России, и большинство гор, от Альп до Гималаев. Во многих местах толщина ледяных щитов превышала километр. Лед вобрал в себя столько воды, что общемировой уровень океана находился примерно на 130 метров ниже, чем сегодня. Вопросы, почему и как относительно небольшие изменения в освещенности могут приводить к такой серьезной реакции, до сих пор вызывают серьезные споры. Однако почти во всех объяснениях ключевую роль играет сама вода. Осознание этой роли требует понимания того, как вода взаимодействует с солнечной энергией.

Солнце создает электромагнитное излучение в широком спектре длин волн, пик которого приходится на промежуток от четверти до трех четвертей микрометра, и эту полосу человеческий глаз интерпретирует как видимый свет^[3]. Когда этот солнечный свет достигает поверхности Земли, он нагревает ее. Затем поверхность планеты отправляет обратно в космос инфракрасное излучение, длина волны которого намного больше^[4]. Кислород и азот, составляющие более 99 % объема атмосферы, поглощают и рассеивают видимый свет (отсюда голубой цвет неба), однако для инфракрасного излучения они в значительной степени прозрачны.

Если бы атмосфера состояла исключительно из этих двух газов, тепло у поверхности практически бы не улавливалось, и планета стала бы намного, намного холоднее. Однако водяной пар в значительной степени прозрачен для видимого света, и при этом слегка изогнутая молекула воды из трех атомов оказывается особенно эффективной при перехвате и поглощении инфракрасного излучения. В результате водяной пар становится огромным одеялом над планетой, который удерживает уходящее тепло: он основной парниковый газ. Из всех форм, в которых вода существует на Земле, самая главная – водяной пар, поскольку именно его наличие в атмосфере и делает планету пригодной для жизни.

Однако вода действует не только как парниковый газ. Это также усилитель изменений. Атмосфера поглощает водяной пар до насыщения, но эта точка насыщения сама по себе зависит от температуры. Чем выше температура, тем больше воды может поглотить атмосфера: на каждый лишний градус температуры – на 7 % больше воды. Чем больше воды в атмосфере, тем она более непроницаема для инфракрасного излучения. Чем она более непроницаема, тем выше ее температура. Такая обратная связь водяного пара оказывается мощным усилителем.

Небольшое изменение в количестве солнечного света, например, связанное с изменением орбиты (или, если на то пошло, небольшое изменение концентрации углекислого газа), само по себе оказало бы соизмеримо малое влияние на температуру планеты. Однако из-за такой обратной связи небольшое повышение температуры увеличивает количество воды в атмосфере, что еще больше усиливает изменение температуры. Климат Земли чувствителен, потому что в нем есть вода. Климат Земли управляется водой.

ЧЕЛОВЕК РАЗУМНЫЙ И ВЕЛИКОЕ ТАЯНИЕ

В первой главе повествования о воде и людях нужно описать роль этой влиятельной вездесущей субстанции в развитии сложных обществ. Каким бы серьезным ни был пик последнего ледникового периода, воздействие на людей стало еще сильнее, когда лед начал таять. Около 19 000 лет назад щиты Северного полушария стали отступать. Это таяние прерывали отдельные резкие региональные перемены. Например, между четырнадцатью и одиннадцатью тысячами лет назад происходило похолодание, которое называется поздним дриасом. Название периоду дала дриада восьмилепестковая (Drýas octopétala) – цветущий холодолюбивый кустарничек. Ископаемые следы этого растения показали внезапное его распространение, словно под воздействием заклинания. Во время позднего дриаса климат в Северном полушарии на тысячу лет вернулся к ледниковым условиям, а затем снова произошло потепление.

Вода, стекавшая с ледниковых щитов, создавала ландшафт. Она разрушала горы, прорезала долины, затопляла равнины и формировала береговую линию. На всякий случай уточняю, что не стоит воспринимать эти явления в виде каких-то внезапных перемен: в пиковый момент около 12 000 лет до нашей эры таяние вызывало повышение уровня моря на четыре метра в столетие, то есть на четыре сантиметра в год. Однако эти перемены были вполне измеримы в течение одной человеческой жизни.

Популяция Homo sapiens увеличилась в Африке около 130 000 лет назад, между двумя последними ледниковыми периодами. В итоге человек разумный заменил все другие виды гоминидов: человека прямоходящего, гейдельбергского человека и неандертальца. Но все современные свидетельства человеческой культуры – то есть все выходящее за рамки простого существования – пришли к нам почти исключительно из последних 20 000 лет, когда наша планета покинула последний максимум оледенения. К моменту примерно в 5000 лет до н. э. появилось оседлое земледелие, развились разные формы протописьменности, начали создаваться сложные общества. Таким образом, годы примерно от 18 000 до 5000 до н. э. были не просто временем больших изменений для водного ландшафта – они также имели решающее значение для создания людьми организованных сообществ.

В последнем ледниковом периоде люди были еще собирателями и охотниками, как и на протяжении всего своего существования до этого момента. Но по мере роста населения служившая основным источником питания мегафауна (например, бизоны или мастодонты) стала исчезать. Специалисты спорят, почему произошло это так называемое плейстоценовое вымирание; возможно, в результате эффективной деятельности Homo sapiens как охотников или изменений окружающей среды.

Как бы то ни было, охотникам-собирателям пришлось расширять свой рацион, чтобы выжить, собирая более широкий ассортимент пищи. Эти первые собиратели кочевали, полагаясь на множество пищевых сетей и такие высокопродуктивные системы, как болота и леса. Продуктивность экосистем увеличивалась и уменьшалась в зависимости от климата, и демография таких кормовых сообществ следовала за нею. Например, натуфийские сообщества в Леванте^[5] процветали в более теплые периоды, но стали испытывать сложности с наступлением позднего дриаса.

А затем произошел переход к оседлому образу жизни с возделыванием земли. Первым шагом в этом переходе было одомашнивание растений, свидетельства о котором восходят к самому концу максимума последнего оледенения в Израиле, задолго до какого-либо устойчивого перехода к полномасштабному земледелию. В других частях света доместикация произошла позже. Например, в Северном Китае просо, похоже, одомашнили около 8000 лет до н. э. Простейшая гипотеза о процессе одомашнивания основана на методе проб и ошибок: учитывая небольшое количество видов диких растений и животных, пригодных для одомашнивания, собирателям, вероятно, требовалось некоторое время, чтобы подобрать нужные экземпляры.

Следующим шагом было земледелие, которое подразумевало создание искусственных экосистем. Именно тогда люди соединили свой путь с водой. Любая производительная экосистема, естественная или искусственная, нуждается в достаточном количестве воды. Первые сообщества сталкивались с разными вариантами в зависимости от местонахождения. Богарное (то есть сухое, не использующее орошения) земледелие полностью зависело от осадков и было самой простой формой сельского хозяйства. Однако оно было трудоемким и требовало обильных дождей. Земледелие на затопляемых землях, при котором люди использовали влагу и питательные вещества, оставшиеся после отступления реки, было не таким трудоемким, однако подвергало людей рискам малярии и сокрушительных наводнений.

Между девятым и восьмым тысячелетиями до нашей эры появляются первые сообщества, которые перешли на оседлое земледелие без использования орошения. Это произошло в так называемом Плодородном полумесяце – изогнутой полосе земли, протянувшейся от центрального Израиля через Ливан вдоль южного края Анатолийского плоскогорья и вниз по другой стороне реки Тигр, вдоль горной системы Загро́с. Вместо того чтобы приспосабливаться к изменяющейся среде, эти сообщества стали силой, контролирующей природу, взяв на службу одомашненные ими растения и животных. Это была неолитическая революция.

Оседлый образ жизни требовал, чтобы человеческие общества радикально изменили свое отношение к воде. Изменение русла реки, изменение ландшафта, наводнения и засухи могут полностью изменить способность экосистемы поддерживать сообщество. Кочевники при таких переменах могли переселяться, а вот оседлое население не могло и вынуждено было либо приспосабливать окружающую среду к своим потребностям, либо страдать от последствий природных событий. Это была настоящая фаустовская сделка, которую общество заключило при переходе к стационарному земледелию: оно предпочло приручить нестабильную динамичную среду. Так началось путешествие современного человека, и начальную точку определило распределение воды.

ПРОИЗВОДСТВО НАЧИНАЕТСЯ

Оседлое земледелие изменило человеческое общество. Большинство природных экосистем не дает максимума полезных калорий для человека, в то время как сельское хозяйство вполне может это сделать. Числа красноречивы. Основой земледелия было выращивание зерновых. В отличие от других культур – бобовых, фруктов или корнеплодов – зерновые хорошо подходят для стесненных ландшафтов: они весьма продуктивны в пересчете числа калорий на гектар. Небольшая территория оседлого сообщества могла давать урожай, который существенно превышал прожиточный минимум. Кроме того, зерно убирают одновременно, и поэтому его легче упаковывать и хранить. Старое богарное земледелие могло приносить примерно 600 килограммов зерна с гектара. При орошении и нескольких урожаях фермеры могли получать до 2000 килограммов зерна с гектара, что дает в сто раз больше калорий, чем, например, выпас скота. В результате сельское хозяйство могло прокормить больше людей, чем кочевничество.

Кочевникам требовалось несколько гектаров на каждую голову скота, и им приходилось постоянно перемещаться, поэтому наличие слишком большого количества ртов истощило бы их скудные ресурсы.

Для оседлых сообществ таких ограничений не было. Большее количество детей означало необходимость в большем количестве еды, но одновременно было страховкой от ранней смертности. Жизнь в поселениях неизбежно повышает риск заражения такими передающимися через воду болезнями, как дизентерия и холера; к тому же некоторые болезни перешли к человеку от живших рядом животных. В результате оседлые сообщества вошли в демографический режим высокой рождаемости и высокой смертности, благодаря которому население выработало резистентность, что дало ему конкурентное преимущество перед другими. Оседлое население росло.

Между шестым и пятым тысячелетием до нашей эры первые поселения появились в Северной Месопотамии – вдали от крупных опасных рек и вблизи родников. Поначалу сообщества были разреженными: 10–15 человек на квадратный километр. Потом они стали группироваться, в то время как между ними простирались необитаемые территории. Появилась иерархия поселений. Ландшафт начал специализироваться: одни участки использовались для выпаса скота, другие – для выращивания сельскохозяйственных культур, в основном ячменя и пшеницы. Небольшие поселения могли состоять из одной или двух сотен человек, их размер ограничивался масштабом социальных взаимодействий. Более крупные центры, обнесенные стеной, достигают уже нескольких тысяч человек; ограничения опять же определяет окружающая среда и потенциал местной экономики. Перевозка зерновых была локализована тремя-пятью километрами, потому что все приходилось перемещать на муле или пешком. Это никак не походило на интегрированную экономику.