Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Журнал №193, октябрь 2019
Журнал №71, сентябрь–октябрь 2019
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Путешествия

Третий элемент

Текст: Анастасия Мазнева Фотографии: Виктор Лягушкин, Иван Куринной
21 февраля 2014
/upload/iblock/fa4/fa439667e3d59c59e1f5fefc8058d59a.jpg
Россия, Пермский край, калийная шахта в городе Березники – Верхнекамское месторождение калийных солей. Круговые формы на стенах туннелей (штреков) остаются после проходки комбайна.
Фото: Виктор Лягушкин
/upload/iblock/17c/17c75d949bf7ab0d785531a5f0386a2f.jpg
Добывая руду для производства калийных удобрений, комбайн слой за слоем углубляется в породу, с каждым проходом все увеличивая огромный подземный зал.
Фото: Виктор Лягушкин
/upload/iblock/5ef/5efdf9f221ee89ea01fae59a223f8464.jpg
Город Березники, вид на 4-е рудоуправление компании «Уралкалий». Работа каждого пятого жителя Березников и соседнего Соликамска связана с производством калийных удобрений. 
Фото: Иван Куринной
/upload/iblock/1fd/1fd412a5bccade60803ba7bca0ca8994.jpg
Санаторий «Росинка», город Березники. В спелеокамерах – комнатах, стены которых выложены блоками горной породы из шахт, – дети лечатся от бронхита, астмы и других болезней дыхательных путей.
Фото: Иван Куринной
/upload/iblock/688/688444a5a0eb7202c702259884013d11.jpg
Подземный склад в шахте «Уралкалия». Машина-транспортировщик, кратцер-кран, сгружает руду на конвейер, доставляющий ее в общешахтный бункер, – оттуда, с глубины 400 метров, руда поднимается на поверхность. Цифры на потолке упрощают управление загрузкой склада.
Фото: Виктор Лягушкин
/upload/iblock/01e/01ec32cd441e03ed667980cad811d787.jpg
Наземный склад калийных удобрений. Кроме России ценная соль – хлористый калий – доставляется в Индию, Китай, США, Малайзию, Бразилию и десяток других стран, чье сельское хозяйство отчаянно нуждается в калии.
Фото: Иван Куринной
/upload/iblock/e72/e721e6cb45ff8e9dd173ccfeee1da8c3.jpg
Круг диаметром пять метров «выгравировал» в сильвинитовой породе комбайн «Урал». «Петли» и «складки» в слоистом сильвините появились из-за постоянного тектонического движения.
Фото: Виктор Лягушкин
/upload/iblock/f38/f386e607d4a5e44251b487b05b2e4d99.jpg
Мощные лопасти комбайна «Мариэтта» вгрызаются в горную породу калийной шахты. За одну минуту машина рубит почти 10 тонн руды. Высота шахты – чуть больше четырех метров.
Фото: Виктор Лягушкин
Почему калий покорил мир.
Дверцы клети громко закрываются, и, не оставив мне времени, чтобы поправить каску на голове, лифт начинает стремительно опускаться вниз, увозя нас в подземелье. Вокруг так темно, что даже стоящие рядом люди выглядят лишь черными силуэтами. От перепада давления начинает закладывать уши, но вот внизу появляется тусклый свет, лифт останавливается, и я делаю первый шаг на серый скрипучий песок, смешанный с кристалликами каменной соли.

В четырехстах метрах под поверхностью земли, в недрах Верхнекамского месторождения в Пермском крае, соляная толща раскинулась больше, чем на восемь тысяч квадратных километров. Хоть и красивая, каменная соль совсем не то, ради чего почти 2,5 тысячи человек каждый день спускаются в этот подземный город, – и не то, что ищем мы. Поэтому, выключив фонарики и закинув рюкзаки с оборудованием для фотосъемки в машину – УАЗ «Курьер», – мы сами забираемся в этот уменьшенный аналог джипа – вроде тех, на которых туристы разъезжают на африканских сафари. На приличной скорости водитель устремляется вперед по извилистым туннелям рудника: наши каски то и дело стучат о рамы машины, и, боясь свалиться, я крепко держусь за сиденье. Мы несемся в темноту, и темнота остается позади нас, но неяркий свет фар каждое мгновение освещает несколько метров туннеля впереди. Проехав еще немного, мы замечаем, что цвет стен сменился с бледно-серого на великолепный красно-синий.
Сильвинитовая руда – главный источник калия, элемента, который за очень короткое время смог изменить судьбу человечества.
Пестрый и красный сильвинит, горную породу, содержащую соли калия, натрия и примесь других минералов, добывают сегодня по всему миру – в Европе, Азии, Африке, Северной и Южной Америке. Месторождений калийных солей – возникающих там, где миллионы лет назад были моря и океаны, оставившие после себя гигантские пласты этого полезного ископаемого, – пока не нашли только в Австралии и в Антарктиде. Впрочем, все еще впереди.

Каждый год на рудниках мира извлекают на поверхность несколько десятков миллионов тонн сильвинитовой руды, чтобы, отделив две трети дешевой каменной соли, собрать драгоценную калийную соль. Сильвинитовая руда – главный источник калия, элемента, который за очень короткое время смог изменить судьбу человечества. Конечно, у калия нет такой долгой истории, как, скажем, у золота – впервые люди заговорили об этом скромном и вовсе не драгоценном металле чуть больше века назад. Но история знает настоящую калийную лихорадку. Все началось в 1846 году: немецкий князь Фридрих цу Зальм-Хорстмар, увлекавшийся химическими опытами, написал в Англию о своей последней работе.

«Растения отчаянно нуждаются в калии, – уверял вдохновленный князь своего адресата – друга-химика. – Мои попытки заменить его похожими элементами оказались тщетны». Тогда Зальм-Хорстмар впервые сумел доказать, что калий, или потассий, как его еще называли, единственный из всех химических элементов на планете способен делать плоды более сладкими, повышая в них содержание сахара и масла, а колосья пшеницы и овса спасать от болезней и полегания, в несколько раз утолщая их стенки (причина этого выяснилась позднее – как главный катализатор калий помогает растениям быстрее синтезировать необходимые вещества – жиры, белки и углеводы).

 Опыты с потассием, повторенные затем в десятках университетов по всему миру, были настолько впечатляющими, что ученые официально признали калий частью «почетного трио», наградив прозвищем «третий элемент»: вместе с азотом и фосфором калий образует группу элементов, без которых не может выжить ни одно растение, будь то водоросль или гигантский дуб. Вокруг этой троицы до сих пор вращается весь мировой рынок минеральных удобрений. «Волшебные элементы», обещавшие увеличить урожаи в десятки раз, открывали для предпринимателей по всему свету огромные возможности. Но если в азоте и фосфоре недостатка не было, то калий стал настоящей проблемой. На вопрос, где его брать, точного ответа никто дать не мог.

К середине XIX века представления ученых о калии укладывались в несколько предложений. Объяснить эффект от применения калийных удобрений удалось только в XX столетии: оказалось, что почва поглощает и «запирает» калий больше, чем любой другой элемент, делая его недоступным для растений. Сам по себе калий – металл, но не такой, как золото или алюминий. Мягкий как пластилин, калий запросто режется любым ножом и легко и быстро вступает в реакции с другими элементами – поэтому вы никогда не найдете слитков чистого калия. В природе есть только его соединения – калийные соли. Одна из них, самая знаменитая соль, – поташ, или карбонат калия, – служила человечеству еще со Средних веков, но вплоть до конца позапрошлого столетия никому и в голову не приходило, что как удобрение поташ может спасти целые регионы от неурожая и голода. Осваивая новые территории под города и сельхозугодья, люди вырубали и сжигали леса, а из древесной золы получали поташ, который был важным компонентом для изготовления черного пороха, стекла, мыла, применялся еще в парочке других фабричных производств.

Первым, кто наладил крупный бизнес на калийной соли, был вольный ганзейский город Данциг, производивший в XV веке 6–7 тысяч бочек поташа в год. Но наивысшей точки производство поташа достигло в России, в средневолжских вотчинах боярина Бориса Ивановича Морозова, сына той самой знаменитой боярыни. В 1651 году Морозов выручил от торговли с голландцами огромную сумму – 2750 рублей, при том что царское жалование служилому дворянину составляло 10 рублей в год. Ежегодно Московское царство поставляло на экспорт 3–5 тонн поташа, считавшегося лучшим в Европе. Неудивительно, что Петр I установил монополию на производство этого ценного сырья: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу».

Поташ был популярен и у жителей Нового Света: первый патент, зарегистрированный на территории США, был получен как раз на выделение этой калийной соли из древесной золы. Уже тогда на Урале знали и о другой калийной соли – «горькой и розовой, от которой болит живот». Картограф, оставивший эту строчку в «Описании Пермской губернии за 1800-й год», сообщил о своей находке в Московский университет, где красное вещество сочли чем-то вроде брака поваренной соли, а «Описание» отправили в архив. В целом к 1850 году выпуск поташа неуклонно снижался из-за развития химической науки, а главное – его производство, приводившее к уничтожению лесов, не было перспективным. Окрыленные своим открытием, ученые оказались в «калийном тупике». И вот буквально через год, в 1851-м, как по волшебству, во время поиска залежей обыкновенной соли на севере Германии было обнаружено первое – Страсс-фуртское – месторождение горького красного калия. Россия, США и Европа стали закупать немецкую горькую соль за золото. Эффект от нее был действительно потрясающий, и уже к началу ХХ столетия весь мир оказался в настоящей «калийной зависимости».

Когда после Первой мировой войны Германия перестала поставлять свои драгоценные соли другим странам, калийный тупик снова замаячил на горизонте, и поиски месторождений горькой соли возобновились с еще большим упорством. Спустя добрую сотню лет о позабытой красной соли вспомнили и в России.

Стоя в руднике «Уралкалия» в Пермском крае на глубине около 420 метров под землей и ощущая на плече непривычную тяжесть металлического цилиндра с шахтным самоспасателем, я пытаюсь разглядеть в стенах шахты остатки дерева или стрекозы. И хотя ничего подобного я не нашла, находиться на дне океана, пусть и древнего, – неповторимый опыт. Все месторождения калийных солей появились на месте таких морей и океанов, вода из которых испарилась, а песок и глина скрыли оставшиеся морские осадки. Сегодня калийные соли в России добывают в двух городах Пермского края – Березниках и Соликамске, расположенных в 30 километрах друг от друга.

Проходя по оживленной улице Березников, сложно представить, что когда-то здешняя территория, как и почти половина современной Сибири, была гигантским океаном. В Пермском университете замдиректора по научной работе геолог Николай Максимович рассказал мне, что 350 миллионов лет назад на дне этого океана начали формироваться Уральские горы: две тектонические плиты сжимали и выдавливали третью, лежащую между ними. Вздымаясь, плита стала горным хребтом, океан по краям которого отступал, оставляя за собой бессточные озера. В жарком климате вода в озерах испарялась, а соли, слой за слоем, выпадали в осадок. Со временем принесенные реками с Уральских гор глина, песок и камни покрыли соляную чашу 300-метровым чехлом, а уже в XV веке люди построили здесь первый город.

 О «морском происхождении» Соликамска и Березников здесь знает буквально каждый. Не хуже научных сотрудников водитель такси в Березниках с гордостью рассказывает о составе и слоях подстилающей город соли. В местных профилакториях популярны спелеокамеры – комнаты, стены и потолок которых «обиты» блоками сильвинита, привезенного из шахт. В течение нескольких часов люди здесь вдыхают целебную морскую соль – некоторые утверждают, что вылечили бронхит и даже астму. Слова «калий» и «соль» появляются в Березниках в самых неожиданных сочетаниях – в названиях супермаркетов, ресторанов и даже магазинов бытовой техники. По местному телевидению фитнес-клуб «Калиец» объявляет о наборе в новую группу, а магазин «Усольский» рекламирует очередную акцию. И вся эта калийная культура успела развиться всего за 60 лет.

 А началось все в 1920 году, когда Германия все еще не торговала горьким сокровищем, а второй солеродный бассейн, найденный к тому времени в Испании, был настолько мал, что едва удовлетворял потребности страны. В России, истощенной войнами и революцией, поиск и разработка месторождений не были приоритетом. Первые работы по геологической разведке на Урале при советской власти начались в 1921 году: профессор Пермского университета Павел Преображенский сумел убедить власти выделить деньги на научные изыскания. Но когда первый образец красной соли, направленный на анализ в Санкт-Петербург, был забракован как содержащий ничтожно малое количество калия, финансирование экспедиции Преображенского резко оборвалось. Не желая останавливать работы, Преображенский продолжил экспедицию уже на собственные средства, и наконец в 1925 году Верхнекамское калийное месторождение было открыто. На тот момент оно стало крупнейшим в мире.

Буквально через год большой солеродный бассейн обнаружили в американском штате Нью-Мексико, в 1949-м – в Белоруссии, а в 1954-м открыли Саскачеванское месторождение в Канаде – здесь, в самых обширных в мире залежах, соли поднимают почти с километровой глубины. В ХХ веке калий стал единственным элементом, в честь которого была основана международная научная организация. Ее так и назвали – Международный институт калия (теперь – Международный институт питания растений). В ответ на мой вопрос: «Почему нельзя обойтись без калия?» – Светлана Иванова, вице-президент российского представительства института, раскладывает на столе фотографии: одни и те же растения, выращенные с калийными удобрениями и без них. Иногда разница была очевидна, а порой казалось – ее вовсе нет.

 «В этом весь секрет: калий улучшает важные параметры, которые незаметны на первый взгляд, – пояснила Светлана Иванова. – Содержание масла в оливках, сахара в свекле, толщина стенок колосьев – кто скажет, что это неважно для экономики? Например, без “вмешательства” калия экспортировать большую часть тропических фруктов, таких как манго и бананы, просто невозможно. Утолщая стенку манго всего на пару миллиметров, калий не позволяет тропическим комарам прокусывать плоды и сохраняет большую часть урожая от гибели». В прошлом без поташа две трети груза манго, доставляемого в Европу, сгнивало по пути.

Входящий в состав 220 жизненно важных ферментов, «третий элемент» вот уже больше века управляет мировыми рынками фруктов, зерна и овощей. Растения требуют калия больше, чем почва может дать, но пока альтернативы калийной соли не существует. Если недостаток азота легко восполнить, удобрив землю органикой, в случае калия такой подход не работает. Доступная калийная соль растворена в Мертвом море, Большом соленом озере США и нескольких других соленых водоемах мира. Но чтобы добыть ее, нужно осушить целое море, – не стоит и пояснять, что это стало бы настоящей экологической катастрофой. Поэтому поиски подземных залежей сильвинита продолжаются и сегодня. У человечества, зависящего от калия, просто нет выбора.

 Когда в конце съемочного дня мы возвращаемся обратно – уже на большом оранжевом транспортере, похожем на автобус и носящем название «крот», – на площадке у ствола шахты мы видим машины, другие транспортеры и даже велосипеды. На стоянке подземного города, так же как и на поверхности, водители маневрируют, разворачиваются, пропускают друг друга, и в какой-то момент кажется, что в руднике тоже бывают «пробки». Здесь, на «сильвинитовой трассе», становится понятно, что в Березниках вся жизнь вращается вокруг калия. Впрочем, не только в Березниках.