Spis treści

Karta redakcyjna

Dedykacja

Prolog

Cisza

CZĘŚĆ I. ZIEMIA.WĘGIEL – PIERWIASTEK KRYSZTAŁÓW

Preludium – przed Ziemią

Ekspozycja – powstanie i ewolucja Ziemi

Rozwinięcie – węgiel z wnętrza Ziemi

Repryza – węglowe światy

Coda – pytania bez odpowiedzi

CZĘŚĆ II. POWIETRZE. OBIEG WĘGLA W PRZYRODZIE

Introdukcja – zanim powstało powietrze

Arioso – pochodzenie ziemskiej atmosfery

Intermezzo – głęboki obieg węgla

Arioso, da capo – zmiany w atmosferze

Coda – znane, nieznane i niepoznawalne

CZĘŚĆ III. OGIEŃ. WĘGIEL – PIERWIASTEK WSZYSTKIEGO

Introdukcja – świat materialny

Scherzo – co uzyskujemy z węgla?

Trio – nanotechnologia

Scherzo, da capo – własności

Coda – muzyka

CZĘŚĆ IV. WODA. WĘGIEL – PIERWIASTEK ŻYCIA

Introdukcja – pierwotna Ziemia

Ekspozycja – początki życia

Rozwinięcie – ewolucja życia (temat i wariacje)

Repryza – udział człowieka w obiegu węgla

Finał – Ziemia, Powietrze, Ogień i Woda

Podziękowania

Zdjęcia

Przypisy

© Copyright by Copernicus Center Press, 2022
Copyright © 2019 by Robert M. Hazen
All rights reserved

Tytuł oryginalny
Symphony in C. Carbon and the Evolution of (Almost) Everything

Konsultacja
dr Maciej Smolak
Michał Śmietana

Redakcja językowa i korekta
Dariusz Niezgoda

Projekt okładki i stron tytułowych
Anna Płotko

Skład
MELES-DESIGN

ISBN 978-83-7886-673-2

Wydanie I

Kraków 2022

Wydawca: Copernicus Center Press Sp. z o.o.
pl. Szczepański 8, 31-011 Kraków
tel. (+48) 12 448 14 12, 500 839 467
e-mail: redakcja@ccpress.pl
www.ccpress.pl

Konwersja: eLitera s.c.

Dla moich przyjaciół i współpracowników

z Deep Carbon Observatory

Przygoda dopiero się zaczyna.

Prolog

Rozejrzyjmy się wokół siebie. Węgiel jest wszędzie: w papierze, na którym wydrukowano tę książkę, w farbie drukarskiej na jej stronach i w kleju, który spaja je ze sobą; w podeszwach i skórze naszych butów; w syntetycznych włóknach i kolorowych barwnikach naszych ubrań; a także na pokrytych teflonem zamkach błyskawicznych i rzepach velcro, którymi je zapinamy; w każdym kęsie pożywienia, w piwie i wódce, w wodzie gazowanej i musującym winie; w dywanach na podłogach i farbie na ścianach, w dachówkach przykrywających nasze domy; w paliwach – od gazu ziemnego po benzynę i wosk do świec; w litym drewnie i polerowanym marmurze; w każdym kleju i smarze; w graficie ołówków i brylantach pierścionków; w aspirynie i nikotynie, kodeinie i kofeinie oraz w każdym innym leku, jaki kiedykolwiek zażywaliśmy; w każdym tworzywie sztucznym – od toreb na zakupy po kaski rowerowe, od tanich mebli po designerskie okulary przeciwsłoneczne. Od pierwszych niemowlęcych ubranek po trumnę wyłożoną jedwabiem otaczają nas atomy węgla.

Węgiel to dawca życia: nasza skóra i włosy, krew i kości, mięśnie i ścięgna ‒ wszystkie potrzebują węgla. Każda komórka naszego ciała ‒ a właściwie każda część każdej komórki ‒ opiera się na solidnym szkielecie zbudowanym z tego pierwiastka. Węgiel z mleka matki zmienia się w węgiel bijącego serca jej dziecka. Węgiel jest chemiczną podstawą oczu, rąk, ust i mózgu osoby, którą kochamy. Oddychając, wdychamy i wydychamy węgiel, a kiedy się całujemy, obejmują nas atomy węgla.

Łatwiej byłoby wymienić wszystko, co nas otacza i nie zawiera węgla ‒ na przykład aluminiowe puszki w lodówce, krzemowe mikroczipy w iPhonie, złote plomby w zębach ‒ niż sporządzić listę choćby 10 procent otaczających nas przedmiotów, które mają w swoim składzie ten pierwiastek. Żyjemy na planecie zbudowanej z węgla i nasze życie wywodzi się z węgla.

Każdy pierwiastek chemiczny jest wyjątkowy, lecz niektóre z nich są bardziej wyjątkowe niż inne. Spośród wszystkich niesłychanie zróżnicowanych przedstawicieli układu okresowego to właśnie szósty pierwiastek wywiera ponadprzeciętny wpływ na nasze życie. Węgiel nie jest po prostu statyczną częścią przedmiotów. Jest najważniejszym związkiem chemicznym w bezkresie czasu i przestrzeni, kluczem do zrozumienia ewolucji kosmosu. W ciągu prawie 14 miliardów lat Wszechświat stawał się coraz bardziej złożony, a składająca się na niego materia zachowuje się w nieskończenie fascynujący, by nie powiedzieć osobliwy sposób. W samym centrum tej ewolucji znajduje się węgiel ‒ reżyser spektakli powstawania planet, życia i nas samych. I bardziej niż jakikolwiek inny składnik przyczynił się on do szybkiego pojawienia się nowych technologii ‒ od silników parowych w okresie pierwszej rewolucji przemysłowej do współczesnej „epoki plastiku”, gdy na naszych oczach pobudza bezprecedensowe zmiany zachodzące w środowisku i klimacie w skali całej planety.

Ale dlaczego właśnie węgiel? Przecież wodoru jest o wiele więcej, hel jest bardziej stabilny, a tlen bardziej reaktywny. Żelazo, siarka, fosfor, sód, wapń, azot ‒ każdy z tych pierwiastków ma do opowiedzenia własną, fascynującą historię. Każdy z nich odegrał ważną rolę w skomplikowanej ewolucji Ziemi. Ale jeżeli pragniemy odkryć cel i sens istnienia rozległego, chłodnego i ciemnego Wszechświata, musimy się zwrócić ku węglowi ‒ to on samodzielnie oraz w związkach z innymi atomami zapewnia podaż wszystkiego, co nowe w kosmosie, i niezrównany potencjał ewolucji.

Spośród ponad stu pierwiastków chemicznych węgiel wyróżnia się jako cząstka naszych aspiracji i obaw. Nowatorskie materiały na bazie węgla, których tysiące opracowujemy co roku ‒ chusteczki higieniczne, spandex, freon, nylon, polietylen, wazelina, płyny do płukania jamy ustnej, środki antyseptyczne, taśma klejąca i plastelina ‒ podnoszą jakość naszego życia na niezliczone sposoby, zarówno te widoczne, jak i niewidoczne. Ale niekontrolowane rozprzestrzenianie się tych syntetycznych związków chemicznych doprowadziło do wielu niezamierzonych następstw: budzących zaniepokojenie dziur w ochronnej powłoce ozonowej Ziemi, śmiertelnych reakcji uczuleniowych, a nawet oddziaływań rakotwórczych. Jako kluczowy element strukturalny wszystkich cząsteczek biologicznych żaden inny pierwiastek nie wnosi tak doniosłego wkładu w dobrostan i zrównoważony rozwój życia na Ziemi, w tym naszego gatunku. Lecz brak atomów szóstego pierwiastka lub ich niewłaściwe położenie może prowadzić do chorób i śmierci.

Powierzchniowy obieg węgla w przyrodzie stabilizuje klimat naszej planety, zapewnia witalność ekosystemom, a nam dostarcza nieprzebranych zasobów niedrogiej energii. Jeżeli jednak rozmieszczenie atomów węgla zostanie zaburzone przez działalność człowieka lub w sposób naturalny ‒ na przykład wskutek wybuchu wulkanu, spalania węgla, uderzenia zabłąkanej asteroidy lub wylesiania ‒ klimat może się zmienić, a ekosystemy ulec załamaniu. A przecież wpływ tego pierwiastka nie ogranicza się do sfery życia przy powierzchni naszej planety ‒ jego zachowanie w ukrytym przed naszym wzrokiem, głębokim wnętrzu Ziemi jest przykładem dynamicznych procesów odróżniających naszą planetę od wszystkich innych znanych światów.

Opowieść o węglu jest w pewnym sensie opowieścią o wszystkim. Nie brak jednak tajemnic związanych z tym wszechobecnym, niezbędnym do życia pierwiastkiem. Nie wiemy, jak wiele węgla znajduje się na naszej planecie ani nie rozumiemy w pełni różnorodnych postaci tego pierwiastka ukrytych w jej głębi. Nie pojmujemy wędrówek atomów węgla, które przemieszczają się między powierzchnią Ziemi a jej głębokim wnętrzem, nie potrafimy też stwierdzić, czy te wędrówki podlegały znaczącym zmianom przez miliardy lat historii Ziemi ‒ w geologicznej skali czasu zwanej Deep Time. Mimo że naukowcy poznali już dotąd miliony związków węgla, dopiero zaczynają odkrywać bogactwo jego chemii. A największa z tajemnic ‒ powstanie życia ‒ jest nierozerwalnie związana z zachowaniem węgla w złożonych kombinacjach, jakie uwielbia tworzyć z innymi pierwiastkami.

To, co wiemy o węglu ‒ począwszy od jego ilości i form, w jakich występuje, a skończywszy na jego pochodzeniu i obiegu w przyrodzie ‒ pozostaje głęboko w cieniu naszej niewiedzy. Musimy znaleźć odpowiedzi, lecz skąd nadzieja, że uda nam się zasypać tak ogromną otchłań w naszym pojmowaniu? Na pierwszy rzut oka już sama struktura nauki uniemożliwia trwały postęp. Na uniwersytetach nie ma wydziałów nauk o węglu, a zakrojone na szeroką skalę interdyscyplinarne przedsięwzięcia badawcze są realizowane nader rzadko. Odkrycia naukowe wymagają nie tylko zadawania pytań dotyczących świata przyrody, lecz także znajdowania zasobów w warunkach ograniczonego czasu i środków, zwłaszcza obecnie, gdy wąskie specjalizacje często dominują nad podejściem syntetycznym.

Kto zatem mógłby stać się źródłem innego rodzaju wsparcia dla badań naukowych?

Opisane poniżej wydarzenia miały miejsce na początku 2007 roku w szacownym klubie Century Association w Nowym Jorku, gdzie fundraiserzy – osoby zajmujące się pozyskiwaniem sponsorów ‒ z Carnegie Institution for Science zaprosili kilkudziesięciu potencjalnych darczyńców na wykwintną kolację. Gospodarka USA kwitnie, a Barack Obama wciąż jest senatorem z Illinois. Przestronne, wyłożone drewnem klubowe sale wypełniają obrazy i rzeźby największych amerykańskich artystów. Dzieła autorstwa takich luminarzy sztuki jak John Frederick Kensett, Winslow Homer i Paul Manship zostały ofiarowane w zamian za wymarzone, lecz drogie członkostwo w klubie. Wszystkie strony ubiły doskonały interes: stowarzyszenie Century Association zgromadziło kolekcję arcydzieł, a artyści zyskali dostęp do bogatych mecenasów, których stać było na wysokie opłaty członkowskie.

Miałem wystąpić po kolacji, a na temat prezentacji wybrałem badania nad początkami życia. Już z samej swej natury jest to zajmujące zagadnienie, a co dopiero gdy uatrakcyjnić je zwykłymi rekwizytami: szklanką gazowanej wody, kamieniem znalezionym w pobliskim parku, łyżeczką i słomką. Presto! ‒ przyjazna dla odbiorcy demonstracja kilku kroków chemicznych, dzięki którym życie mogło się wyłonić z głębokiego, gorącego, bogatego w węgiel środowiska wulkanicznego dna oceanu. To, że moje pomysły były nieco kontrowersyjne ‒ a przy okazji inspirowały ożywioną, niekiedy nawet zażartą debatę ze sceptycznymi kolegami po fachu ‒ z pewnością przydawało pikanterii moim słowom. Na pamiątkę każdy z uczestników otrzymał egzemplarz Genesis ‒ mojej najnowszej książki na ten temat. Pamiętam, że czułem duchowe pokrewieństwo z artystami, których prace mnie otaczały. Podobnie jak oni musiałem zainteresować sponsorów ‒ starałem się zwrócić uwagę potencjalnego mecenasa i zdobyć kolejne zamówienie, które pozwoliłoby moim kolegom i mnie namalować nowy obraz na sztalugach nauki.

Uprawianie nauki nie jest tanie. Utrzymanie absolwenta uczelni lub adiunkta to wydatek nawet stu tysięcy dolarów rocznie. Nowe maszyny analityczne mogą kosztować ponad milion, a części zamienne i serwis podwyższają ten rachunek o kolejne 10 procent lub więcej. Potrzebujemy środków na podróże na konferencje, opłaty za publikacje i podstawowe materiały laboratoryjne, takie jak probówki, odczynniki, a nawet specjalne ściereczki do czyszczenia sprzętu. Przez grzeczność nie wspomnę o kosztach ogólnych. Bez wsparcia ze strony przemysłu, agencji rządowych i prywatnych fundacji badania naukowe szybko czekałyby uwiąd i zanik. Ale pisanie wniosków o granty do agencji i fundacji to ciężki kawałek chleba. Zazwyczaj prosimy o 100 tysięcy dolarów na rok, lecz szanse powodzenia nie sięgają nawet 10 procent.

Tak więc udałem się do Wielkiego Jabłka[1*] po prośbie, starając się promować naukę przed salą wypełnioną nienaukowcami. Można zaliczyć wiele takich imprez i odejść z kwitkiem, ale trzeba próbować. Mimo że na spotkaniu panowała wspaniała atmosfera, szybko o nim zapomniałem w natłoku projektów badawczych i zbliżających się ostatecznych terminów składania wniosków o granty. I właśnie wówczas zadzwonił telefon, który zmienił wszystko.

Było to trzy miesiące później, wczesną wiosną 2007 roku, kiedy Waszyngton zaczynał okrywać się kwiatami.

‒ Cześć, Bob. Mówi Jesse Ausubel z Fundacji Sloana w Nowym Jorku.

Najwyraźniej zostałem mu przedstawiony podczas wieczoru w klubie Century Association, ale nie pamiętałem go. W słuchawce mojego telefonu rozległ się serdeczny, rzeczowy głos. Baryton.

‒ Fundacja Sloana analizuje nowe programy badawcze.

Zamieniłem się w słuch. Fundacja Alfreda P. Sloana wspiera najważniejsze badania naukowe i działania edukacyjne, by wspomnieć tylko o ambitnym Spisie morskich form życia, cyfrowym przeglądzie nieba, dzięki któremu odkryto ciemną energię, wsparciu dla entuzjastycznego reportera w dziale naukowym National Public Radio czy realizowanego dla Public Broadcasting Service programu o postępach w medycynie, które wymusiła wojna secesyjna.

‒ Zastanawiamy się, czy byłbyś zainteresowany rozmową na temat programu poświęconego pochodzeniu życia z głębin.

Najwyraźniej trafiłem w dziesiątkę z tematem mojego nowojorskiego wykładu ‒ bardzo spekulacyjną hipotezą, że życie wyłoniło się z wulkanów znajdujących się w głębi oceanu.

Ausubel poinformował mnie, że programy ich fundacji trwają zazwyczaj dziesięć lat i przeznacza się na nie od 7 do 10 milionów dolarów rocznie, po czym przerwał i czekał na moją reakcję. A ja nie mogłem wykrztusić z siebie ani słowa. Jedynka z ośmioma zerami sparaliżowała mój umysł.

Gdy wreszcie doszedłem do siebie, zaczęliśmy omawiać szczegóły. Zasugerowałem, że skupienie się wyłącznie na pochodzeniu życia z głębin to zbyt wąska perspektywa dla tak dużego, dziesięcioletniego projektu. A przecież w skali całej planety wiele fundamentalnych tajemnic dotyczy węgla i starają się je rozwikłać nie tylko biolodzy, lecz także fizycy, chemicy i geolodzy. Dodałem, że tak naprawdę nie możemy odpowiedzieć na pytanie o pradawne początki życia, dopóki nie zrozumiemy tego, co właściwie dzieje się z węglem na Ziemi.

Jessemu spodobał się pomysł kompleksowego podejścia: fizyka, chemia, geologia i biologia; 4,5 miliarda lat historii Ziemi; od skorupy do jądra, w skalach od nano do globalnej. Zaoferował jednoroczny grant badawczy w wysokości czterystu tysięcy dolarów ‒ „wstępnie zatwierdzony”, jak powiedział ‒ na pokrycie kosztów zgromadzenia ekspertów z całego świata, przeprowadzenia warsztatów, zinwentaryzowania tego, co wiemy, a czego nie wiemy, i opracowanie globalnej strategii dogłębnej transformacji naszego zrozumienia roli węgla na Ziemi.

To nie było już płótno i sztalugi. Zapowiadała się niesłychanie ambitna beethovenowska symfonia wykonywana w bezprecedensowej obsadzie ‒ z licznym, potężnym chórem, wieloma solistami i ogromną orkiestrą grającą na wielu instrumentach ‒ od tuby po flet piccolo. Nigdy wcześniej nie próbowano niczego podobnego.

Przenieśmy się teraz do 15 maja 2008 roku. Inauguracyjne spotkanie zgromadziło ponad stu ekspertów z całego świata[1]. Do początkujących naukowców z kilkunastu krajów, reprezentujących równie wiele dyscyplin naukowych, dołączyli wybitni profesorowie. Naszym zadaniem było przekonać się, czy istnieją przesłanki i chęć zastosowania w praktyce nowego, zintegrowanego podejścia do nauki o węglu.

Dzień pierwszy nie wypadł zbyt zachęcająco, ponieważ naukowcy rzadko zapuszczali się poza swoje strefy komfortu. Pomimo wzniosłej retoryki o „porzucaniu mentalności silosowej” i „przekraczaniu granic” biolodzy rozmawiali przeważnie z biologami, a geofizycy i chemicy organiczni również trzymali się w swoich wyspecjalizowanych podgrupach.

Dzień drugi okazał się lepszy. Barwne wykłady stopniowo otwierały przed nami nowe, niezbadane perspektywy ‒ tajemnice obiegu węgla w jądrze Ziemi, enigmatyczne początki życia w zamierzchłej przeszłości, dostojne cykle tektoniki płyt, ślady istnienia rozległej podpowierzchniowej biosfery mikrobiologicznej ‒ a my zaczęliśmy spoglądać na nasze wąskie specjalizacje w nowych, znacznie szerszych kontekstach. Po raz pierwszy dowiedzieliśmy się o paradoksalnych, niezbadanych dotąd związkach między eksplodującymi wulkanami a złożami diamentów, tektoniką płyt a zmianami klimatycznymi oraz chemicznie aktywnymi minerałami a ukrytym życiem w głębinach. Uwiodła nas fascynacja nauką o węglu jako uniwersalnym, integrującym wiele specjalności wątku badawczym.

Do końca trzeciego dnia udało nam się stworzyć ramy dla nowego przedsięwzięcia o globalnym zasięgu. Wyłonili się liderzy, zapanował entuzjazm. Obserwatorzy z ramienia Fundacji Sloana wyczuli energię emanującą ze zgromadzonych, dostrzegli w naszych oczach zaangażowanie i szybko dali zielone światło programowi Deep Carbon Observatory[2]. Tak oto rozpoczynaliśmy przedsięwzięcie o charakterze globalnym, niezwykłych ambicjach i zakresie dociekań. Perspektywa była porywająca, ale podejrzewam, że każdy z uczestników obawiał się również, że może firmować swoim nazwiskiem spektakularną, żenującą i kosztowną porażkę.

Dziesięć lat później nasza przygoda przerosła wszelkie, nawet najambitniejsze oczekiwania. Międzynarodowa armia badaczy węgla ‒ ponad tysiąc naukowców z pięćdziesięciu krajów ‒ stara się rozwikłać tajemnice tego pierwiastka na Ziemi. Dzięki środkom finansowym sięgającym pół miliarda dolarów, otrzymanym od kilkudziesięciu międzynarodowych agencji i fundacji z całego świata, Deep Carbon Observatory zalicza się do najbardziej wszechstronnych i interdyscyplinarnych przedsięwzięć naukowych w historii.

Tak jak w przypadku każdego udanego programu naukowego nie tylko wiele się nauczyliśmy, lecz także uświadomiliśmy sobie, jak wiele jeszcze nie wiemy. Dręczące pytania bez odpowiedzi stały się jeszcze bardziej inspirującymi, bardziej natarczywymi motywami napędzającymi przyszłe badania. Paradoks nauki polega na tym, że im więcej wiemy, tym bardziej uprzytomniamy sobie, czego nie wiemy, a może nawet nigdy się nie dowiemy. Każde odkrycie otwiera drzwi wiodące do kolejnych, większych, niezbadanych przestrzeni.

Chciałem się podzielić z czytelnikami niektórymi spośród najnowszych, zapierających dech w piersiach odkryć nauki o węglu ‒ kroniką naszych osiągnięć, lecz także wielkich niewiadomych, które domagają się wyjaśnienia. Ale jak? Gdybym był Johnem Frederickiem Kensettem lub Winslowem Homerem, zapewne namalowałbym obraz. Ze słowami jest trudniej. Wielotomowa encyklopedia węgla z trudem oddałaby sprawiedliwość licznym niuansom tego tematu. Jak zatem można przedstawić historię węgla na kartach jednej książki? Sposobność nadarzyła się sama, lecz byłem w kropce. Pusta kartka kpiła ze mnie, dopóki Jesse Ausubel nie zasugerował mi rozwiązania.

‒ W takim razie napisz symfonię! ‒ polecił[3].

Jesse wiedział, że przez czterdzieści lat grałem w orkiestrach symfonicznych, starając się pogodzić długie dni pracy w laboratorium z wieczornymi występami jako trębacz w wielu zespołach ‒ regularnie w Washington Chamber Symphony i National Gallery Orchestra, a jako zmiennik w National Symphony Orchestra i Washington National Opera. Wiele razy grałem każdą symfonię Beethovena, Brahmsa, Schumana i Mendelssohna. Mimo to w pierwszej chwili zaskoczyły mnie jego słowa. Symfonia złożona ze słów zamiast z nut? Cztery części... ale czego?

Byłem niepewny i zdezorientowany, lecz użyta przez Jessego metafora miała głębszy sens. Podobnie jak liczni fizycy, chemicy, biolodzy i geolodzy z Deep Carbon Observatory, w orkiestrze symfonicznej współpracują różni specjaliści, z których każdy ma za sobą lata ćwiczeń i poświęcenia. Każdy muzyk w orkiestrze gra na jednym instrumencie: skrzypcach lub tubie, flecie lub werblu, trąbce lub altówce. Każda skala i barwa są niezbędne, lecz żaden z nich nie może samodzielnie oddać wzniosłości całego dzieła. Podobnie jest z symfonią nauki o węglu. Bez wielu głosów Deep Carbon Observatory Symfonia C nie doczekałaby nawet prawykonania.

Metafora ta uwzględnia również fakt, że z orkiestrowej partytury co jakiś czas wyłaniają się piękne solówki. W naszą symfonię węglową wnieśli wyjątkowy wkład indywidualni przedstawiciele i przedstawicielki nauki, wplatając wyniki swoich specjalistycznych badań w fakturę większego dzieła o szerszej tematyce.

Jak każda symfonia, ta książka jest zapisem osobistej podróży autora ‒ indywidualną w treści, ograniczoną w zakresie, skomponowaną z mojej własnej, stronniczej perspektywy i rozgrywającą się w wielu nastrojach. Korzystałem z pracy setek kolegów, lecz ta opowieść o węglu z natury rzeczy ma charakter bardzo osobisty. Wiele innych symfonii węglowych czeka na skomponowanie.

W miarę uświadamiania sobie analogii pomiędzy przedsięwzięciem naukowym i wielkimi kompozycjami orkiestrowymi coraz bardziej przekonywałem się do pomysłu Symfonii C, chociaż trudno było mi wyobrazić sobie spójne ramy takiego utworu. Właśnie wtedy przyszła mi do głowy pewna myśl. Starożytni uczeni postulowali istnienie czterech żywiołów ‒ ziemi, powietrza, ognia i wody ‒ a „esencja” każdego z nich sprowadzała się do charakterystycznego zestawu cech ‒ nieredukowalnych składników Wszechświata wspólnie stanowiących podstawę wszelkich bytów materialnych. Węgiel ‒ jako jedyny wśród atomów układu okresowego ‒ wykazuje zróżnicowane cechy wszystkich czterech klasycznych pierwiastków, co podsunęło mi pomysł na czteroczęściowe ramy dla naszej opowieści.

Tak jak części symfonii, cztery części tej książki różnią się między sobą motywem przewodnim, nastrojem i tempem. Część I ‒ Ziemia opowiada o minerałach i skałach ‒ solidnych, krystalicznych fundamentach naszej planety. Rozpoczyna się ona od brzasku stworzenia na długo przed jej powstaniem, kiedy atomy węgla dopiero zaczynały się wyłaniać z mniejszych cząstek subatomowych. Następnie płynnie przechodzi do powstania i ewolucji bogactwa minerałów, dla uczczenia wzrastającej różnorodności i żywiołowego piękna krystalicznych związków węgla.

Centralnym motywem Części II ‒ Powietrza jest majestatyczny obieg węgla w przyrodzie. Atomy węgla nieustannie przemieszczają się między oceanami i atmosferą, zanurzają się w głębokim wnętrzu Ziemi dzięki tektonice płyt i wydostają się z powrotem na powierzchnię wraz z gorącymi gazami uwalnianymi przez setki aktywnych wulkanów. Przez miliony lat ten głęboki obieg węgla cechowała niezawodna równowaga ‒ równowaga, którą teraz mogą zachwiać działania człowieka i ich niezamierzone konsekwencje. Tak jak powolna część symfonii, ten temat wymaga bardziej łagodnego, delikatnego potraktowania.

Dynamicznej roli węgla w energii, przemyśle i najnowszych wysokich technologiach odpowiada dynamiczne, szybkie tempo scherza w Części III ‒ Ogniu. Węgiel jest budulcem „materii” ‒ niezbędnych materiałów o niezliczonych właściwościach, które wykorzystujemy we wszystkich aspektach naszego życia. Przez scherzo przewijają się indywidualne motywy ‒ opowieści naukowców i muzyków ‒ ponieważ węgiel przenika każdy aspekt naszego życia.

I wreszcie Część IV ‒ Woda sięga do początków życia. Rozpoczyna się spokojnie, gdy życie wyłania się z pierwotnego ziemskiego oceanu, lecz nieubłaganie przyspiesza, odzwierciedlając zdumiewającą różnorodność ewolucyjną i innowacje życia. Tak oto Symfonia C zdąża do finału, w którym splatają się liczne wątki poruszane przez naukę o węglu.

Rozsiądźcie się wygodnie w fotelach. Światła przygasają. Nasza opowieść zaczyna się od początku, przed węglem, a nawet przed czasem, gdy Wszechświat dopiero ma powstać z absolutnej nicości.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Przypisy

Prolog

[1] Szesnaście prezentacji z 15‒17 maja 2008 r. z serii Deep Carbon Cycle Workshop można obejrzeć na stronie Carnegie Institution for Science, Sloan Deep Carbon Cycle Workshop-Sessions, dostęp 19 września 2018 r., https://itunes.apple.com/us/podcast/sloan-deep-carbon-cycle-workshop-sessions/id438928309?mt=2.

[2] Historia Deep Carbon Observatory znajduje się na stronie internetowej organizacji, dostęp 12 października 2018 r., http://deepcarbon.net.

[3] Rozmowę telefoniczną z Jesse Ausubelem odbyłem w połowie stycznia 2016 roku, kiedy przebywałem w domu pracy twórczej na wyspie Maui. Pierwszą wersję książki ukończyłem tam dwa lata później.

[1*] Potoczna nazwa Nowego Jorku (przyp. tłum.).