Поговорим о дыхании. Дар, который мы не ценим - [19]

ОЗОН — 0,0008 %

В пятидесятые годы прошлого века рекламные щиты на въезде в курортные городки зазывали «здоровым, богатым озоном» воздухом. Сегодня многие мобильные приложения предупреждают: озон в повышенной концентрации вызывает кашель, головные боли, одышку, заставляет слезиться глаза. При попадании в легкие он может изъязвить легочные ткани. Растения тоже страдают от избытка озона: листья обвисают, иголки желтеют. Автомобили не исключение: металл и резина поддаются его воздействию. Этот агрессивный газ образуется в ближнем к поверхности земли слое атмосферы, когда солнце печет достаточно сильно, чтобы отщепить от молекулы диоксида азота один атом кислорода. Оказавшись свободным, тот прикрепляется к соседней молекуле кислорода, и таким образом образуется приземный озон, который еще называют летним смогом. В городах основными загрязнителями воздуха диоксидом азота являются старые дизельные двигатели. И по иронии судьбы окись азота, также содержащаяся в выхлопных газах транспортных средств, помогает расщеплять озон. Пока озоновое загрязнение в городах снижается до минимума, дующие ветра подхватывают его и разносят по пригородам. Так что «Добро пожаловать в богатое озоном местечко!» — которое противопоказано астматикам, пожилым людям и маленьким детям.

ДИОКСИД УГЛЕРОДА — 0,0350 %

«Если путешествовать по суше с Мизенского мыса в Неаполь, то посередине цепи потухших вулканов увидишь Гротта-дель-Кане… — гласит "Лексикон бесед для дам", образовательное издание XIX века. — Из грота беспрерывно изливаются потоки углекислого газа, и все живые существа задыхаются здесь, если их поместить на испускающее его дно. Из-за того, что чаще это проделывают с собаками, пещера и получила свое название». Действительно, Гротта-дель-Кане — по-русски «Собачья пещера» — со времен античности пользовалась популярностью среди путешественников. Впервые упомянутая Плинием Старшим, эта расщелина на Флегрейских полях веками привлекала туристов «дыханием смерти»; ее одурманивающее воздействие возбуждало их любопытство. Желающие могли за умеренную плату взять у находчивых торговцев собачку напрокат, чтобы самолично произвести опыт, — жестокая забава, запрещенная властями только перед началом Второй мировой войны. Пещера длиной около девяти метров является мофетой — местом выхода углекислого газа. Ее можно представить как лежащую бутылку: в нижней части собирается насыщенный двуокисью углерода воздух, на уровне горлышка и выше воздух легче, с большим содержанием кислорода. В Гротта-дель-Кане углекислый газ достигает почти метра в высоту. В то время как животные и маленькие дети через пару минут теряют сознание и только снаружи приходят в себя, взрослые лишь на корточках ощущают его воздействие: головокружение, боль в ногах, обильное потоотделение, учащенное сердцебиение.

Диоксид углерода не имеет ни цвета, ни запаха и обладает лишь легким кислотным привкусом. Это четвертый по концентрации газ в земной атмосфере. Однако в воздухе, который мы принимаем с одним вдохом, его доля ничтожна, а вот на выдохе концентрация увеличивается более чем в сто раз и составляет около четырех процентов. Диоксид углерода не ядовит. Он образуется от обмена веществ в организме людей и животных, от брожения разных продуктов, от разложения или горения ископаемых горючих веществ. Опасным он становится, лишь когда вытесняет кислород (как в «Собачьей пещере»). В 1986 году в Камеруне это привело к катастрофе. Вскоре после захода солнца Ниос, кратерное озеро в обрамлении зеленых холмов, внезапно загудело. Позже свидетели описывали шипящий фонтан, на двадцать секунд поднявшийся из воды. Затем он сгустился в белое облако диаметром примерно сорок пять метров, которое расползлось над озером. Оно состояло в основном из углекислого газа. Со скоростью шестьдесят километров в час газ опустился в прохладные долины и поглотил множество деревень. Свыше 1700 человек задохнулись во сне или погибли, потеряв сознание при бегстве. Пали замертво также коровы, козы, мыши и насекомые. Выжившие очнулись с сильными головными болями и тошнотой — в мертвой тишине окружающего мира. Даже жужжания мухи не слышно. До сих пор точно не известно, что привело озеро в движение.

«Докладчик на сцене, выступающий последним на трехчасовом заседании, не может быть уверен, что его речь получит подобающее внимание публики», — записал Антуан Лавуазье. Он признавал расслабляющий эффект диоксида углерода. А открыл его шотландский медик, химик и физик Джозеф Блэк, один из профессоров вышеупомянутого Даниеля Резерфорда. Между 1752 и 1754 годами, будучи еще студентом, Блэк находится в поисках лекарства, способного растворять камни в почках, поскольку удаление их оперативным путем в его время являлось делом хоть и привычным, но брутальным. Обезболивающие средства еще не были найдены. В поисках более мягкого решения проблемы он экспериментирует с карбонатом магния. Ошибочно он полагает, что при нагревании тот становится легче, однако потерю массы не объясняет общепринятая тогда флогистонная теория. В игру, должно быть, вступило другое вещество. Блэк называет его «связанным воздухом». В диссертации, которую он подает на защиту в 1754 году, этот «связанный воздух» — диоксид углерода — описан впервые. Двумя годами позже двадцативосьмилетний Блэк получает кафедру в Глазго. К вящей радости студентов. Ведь новый профессор — тот еще затейник! На лекциях по химии он наполняет шары выделенным водородом и запускает их в воздух; зрители, никогда не видевшие летающих шаров, считали это фокусом. Или он «заливал» свечи из сосуда, заполненного углекислым газом.