Аспидный сланец в Нью-Йорке существует в пределах синклинали, подземного желоба, и сланцевые отложения подходят ближе к поверхности как на южной оконечности Манхэттена, так и в Среднем Манхэттене. Эта очень прочная метаморфическая основа прекрасно выдерживает колоссальный вес гигантских небоскребов. А посередине самой глубокой части синклинали залегают более мягкие породы, не так хорошо подходящие для строительства массивных зданий. Кроме того, в выборе места строительства небоскребов сыграли роль и социально-экономические факторы, например небоскребы строили в уже сложившихся коммерческих кварталах, но в целом небесная линия Манхэттена следует подземному геологическому строению острова: под районами с самыми высокими зданиями залегает самый твердый сланец. Невидимый подземный мир, разрушенный фундамент исключительно древней горной цепи, отражается над землей в виде величественных небоскребов в деловых районах – монументов не богам, но капитализму
[334].
Лондон – в некотором смысле противоположность Манхэттену. Это не остров между двумя реками, а город, выстроенный на берегах реки. Однако геологическая обстановка у него похожая. Клиновидный Лондонский бассейн находится на дне синклинали, где слои породы также выгнулись – в данном случае это сделали те же самые тектонические силы, которые сформировали Альпы. В сущности, Лондонский бассейн – часть той же складчатой структуры поверхностных пород, что и антиклиналь Вельд-Артуа, которая когда-то образовывала сухопутный мост между Дувром и Кале, о чем мы говорили в главе 2. Синклиналь на Манхэттене подводит твердый метаморфический сланец близко к поверхности на юге и в центре острова, а Лондон и вся нижняя часть долины Темзы лежат на дне синклинальной впадины. Около 55 миллионов лет назад, когда в клиновидном углублении плескалось теплое мелкое море, синклиналь заполнилась слоем глины.
Лондонская глина никак не подходит для строительства высочайших зданий современности. Именно поэтому в Лондоне, в отличие от Нью-Йорка, так мало небоскребов: причина в толстом слое мягкой, как замазка, глины, на котором выстроен город. Небоскреб «Осколок» и Уан-Канада-Сквер в районе Кэнери-Уорф пришлось строить на очень глубоких и мощных фундаментах, которые должны выдержать такой вес. Зато толстый слой глины прекрасно подходит для строительства туннелей – глина достаточно мягка, чтобы бурить в ней проходы, и при этом образует прочную водонепроницаемую оболочку для туннеля.
В 1863 году в Лондоне была запущена первая линия метрополитена, а сегодня протяженность линий легендарной подземки составляет 400 километров, в ней 270 станций (правда, не все подземные). Кроме того, подземная география объясняет, почему север Лондона так хорошо охвачен подземкой, а на юге линий гораздо меньше. К югу от Темзы глиняный слой уходит глубоко под уровень тоннелей, и их приходится бурить в гораздо более плотных отложениях из песка и гравия. Лондонская глина также объясняет, почему в подземке так душно и жарко. Обычно в подземных пещерах свежо и прохладно, поэтому может показаться, что здесь какой-то парадокс. На самом деле, когда туннели только копали, температура глины составляла около 14 °C, и первоначально подземку рекламировали как место, где прохладно даже в жаркий летний день. Но прошло больше 100 лет, и стены туннелей накопили тепло, испускаемое двигателями и тормозами поездов, не говоря уже о миллионах пассажиров. А поскольку плотная глина – превосходный теплоизолятор, это тепло не находит выхода
[335].
Поэтому, хотя первые настоящие города на планете были построены из высушенных на солнце саманных кирпичей на илистых равнинах Междуречья, залежи глины и сегодня управляют развитием мегаполисов – разветвленная лондонская подземка против величественных нью-йоркских небоскребов.
А теперь перейдем от того, как геологические процессы обеспечили нам природный материал для строительства городов и цивилизаций, к тому, как человечество научилось добывать из камней материалы для орудий и техники, при помощи которых мы преобразили свой мир.
Глава шестая
Наш металлический мир
Мы знаем, что первые орудия труда люди делали из камня, откалывая куски сланца, обсидиана или кремня, или изготавливали из дерева, кости, кожи и растительных волокон. Миновали палеолит, мезолит и неолит (древний, средний и новый каменные века), и мы достигли прогресса и усовершенствовали свою технику: теперь мы уже делали не просто неуклюжие ручные скребки и резаки, а маленькие заостренные каменные чешуйки, подходящие для наконечников стрел и копий. А затем наступил бронзовый век, знаменовавший огромный шаг вперед в человеческой истории: раньше мы для изготовления орудий брали то, что предлагал окружающий мир, и меняли его форму, а теперь научились целеустремленно трансформировать сырье, добывать сверкающие металлы из каменных руд, ковать и отливать их и совершенствовать составы сплавов. Со временем темп технического прогресса нарастал. Со времен, когда гоминины изготовляли орудия из обколотого камня, до момента, когда люди впервые выплавили медь, прошло 3 миллиона лет, а с железного века до полетов в космос мы продвинулись всего за 3 тысячи.
Металлы сыграли такую революционную роль в человеческой истории, поскольку обладают целым рядом свойств, которых нет ни у каких других материалов. Они могут быть необычайно твердыми и прочными, однако, в отличие от хрупкой керамики или стекла, еще и гибки и не бьются. По мере развития современной техники оказалось, что они еще и проводят электричество и сопротивляются высоким температурам, которым подвергаются всяческие высокопроизводительные машины. А в последние несколько десятилетий мы научились задействовать поразительно широкий ассортимент металлов во всякого рода высоких технологиях, главным образом – в современной электронике.
Из этой главы мы узнаем, как металлы преобразили человеческое общество с бронзового века до века интернета и как Земля обеспечивает нас ими.
Добро пожаловать в бронзовый век
Первым металлом, который мы начали выплавлять, чтобы делать орудия труда и оружие, была медь. Медные жилы обычно легко заметить, в них есть минералы красивого зеленого или голубого цвета, а сам металл легко плавить – его можно добывать нагреванием кусков руды в таких же печах, в каких обжигают гончарные изделия, и топить их углем. Горящий уголь одновременно дает высокую температуру, достаточную для плавки, и обеспечивает химические реакции восстановления, которые выделяют металл из оксида, сульфида или карбоната, в состав которого он входил, когда образовывал породу, в результате чего остается чистая медь.
Однако у чистой меди есть один недостаток: этот металл очень мягок, и лезвия орудий, выкованных из него, легко тупятся, а потому их приходится постоянно точить. А если сплавить медь с другим металлом, получается куда более качественный материал – бронза. Когда атомы меди перемешиваются с другими, более крупными атомами, металл перестает быть пластичным: большие атомы словно бы заклинивают слои атомов меди и не дают им скользить друг по другу с прежней легкостью, и от этого сплав становится тверже и прочнее. Первой бронзой был сплав меди с мышьяком, однако затем состав усовершенствовали и стали сплавлять медь с оловом: такую бронзу начали первыми производить жители Малой Азии и Месопотамии в конце IV тысячелетия до н. э., после чего она распространилась в Египет, Китай и долину Инда
[336]. Особым преимуществом бронзы из меди и олова стало то, что она плавится при гораздо более низкой температуре и не пузырится, поэтому ее легко разливать в литейные формы
[337]. Это дает ремесленникам возможность получать изделия любой конфигурации, а затем чинить их и даже отливать заново, если они тупятся или ломаются
[338]. Вскоре бронза стала стандартным материалом для церемониальных предметов, кухонных принадлежностей, сельскохозяйственных инструментов и оружия
[339]. На смену неолиту пришел бронзовый век.
