Миллиард адамға өмір сыйлап, миллион адамның өмірін қиған ғалым

1919 жылы Габерге Нобель сыйлығы да табысталады. Ол адамзат баласы үшін аса маңызды жаңалықтардың бірі ашады. Қазіргі таңда ғалымның ашқан жаңалығына 4 миллиардқа жуық адам қарыздар. Дегенмен Нобель сыйлығын табыстауға неміс ғалымының әріптестері келіп, қошемет көрсетпеген. Тіпті сыйлыққа лауреат екі адам сол жылы Габерге деген қарсылықтарын білдіру үшін өз Нобельдерінен бас тартқан. NYT газетінде жағымсыз жаңалық та шығып үлгереді.

Фриц Габер ашқан жаңалық адамзат баласын қандай пайдалы болса, соншалықты зиянын да тигізген.

Оқиғаны құстар аралынан бастайық

Сізде АҚШ азаматтығы болса, ізденіс кезінде құстар қоныстанатын арал тауып алып, ол жерді «АҚШ территориясы» деп жарияласаңыз, мемлекет қолдау ғана көрсетпейді, әскери күш, флот, кеме жіберіп сол жерді алып қалуға мүдделі болады. Бұл жағдайда ел президентінің тікелей аралсуына, әскери күш жіберуіне де құқы бар. Міне, дәл осы қағидамен Америка онға жуық аралды өзіне бағындырған. Тіпті аралдарды осылай иемденуге қатысты заңды 1856 жылы қабылдаған әрі бұл заң әлі күнге дейін өзінің күшін жоймаған, сақтаулы.

Сонымен құстар келіп мекен ететін аралдың қандай құдіреті бар? АҚШ әскер жіберіп сол аралды өзіне қаратып алатындай қандай қасиеті бар?

Перуге жақын шекаралас маңда он шақты арал бар. Осы аралдарға жыл сайын көбейу үшін миллондаған теңіз құстары жиналады. Құстар сол аралда балықпен қоректеніп, дәретін аралға қалдырады. Миллиондаған құстың дәретінен 30 метрге дейінгі биіктіктегі қалдық қалың қабат болып қапталып, қаншама жылдар бойы сақтала береді. Кейін ол гуаноға айналады. Дәл осы гуаноға деген қызығушылық ХІХ ғасырдың ортасында арта бастаған. Сауда-саттық негізінде аса дамыған сала да болған. 1 фунд гуано 76 АҚШ долларына тең келіп, 4 фунд гуаноны бір фунд алтынға айырбастаған.

Құс дәретіні неге сонша қымбатқа бағаланды?

Оның жауабы біздің ішімізде жатыр.

Адам ағзасын салмақ жағынан өлшейтін болсақ, адамға негізінен кислород, көмірқышқылы және сутегі керек. Алайда бұлардан кейін тұратын тағы бір аса маңызды нәрсе бар. Ол — азот.

Азот амин қышқылдарына жатады. Ол ДНҚ мен РНҚ үшін аса маңызды рөл ойнайды. Тіпті басты элементтердің бірі. Егер азот болмағанда, жер бетіндегі тіршілік те болмас еді. Азотты өсімдіктерден, өсімдікті жейтін мал етінен аламыз. Ал өсімдік азотты топырақтан алады.

Топырақтағы азот мөлшері де мәңгі емес. Уақыт өте келе құнарынан айырылған топыраққа егілген өнім жемісін бермейді. Содан кейін сыртқы факторларға байланысты оның құрамы бұзылады. Міне, дәл осы нәрсені қалпына келтіріп отырып үшін құтстардың дәреті қажет.

Құстардың дәретінен жиналған қалдықта 20%-ға дейін азот болады. Ежелде тайпалар жерге гуаноны төге салса, сол жерде құнарлы өнім шығатынын зерттеген. Тіпті өсімдік өсейді деген тақыр жерде де жасыл желек пайда болады деген.

Оңтүстік Американың гуаноға бай екенін өзге де елдере байқай бастаған. 1865 жылы Испания өзінің бұрынғы колониясында болған Перу, Чили, Эквадор секілді елдерге соғыс ашады. Сондағы мүдде біреу-ақ, гуаноны өз еліне жеткізу. Алайда таласқа түскен өнімнің 1872 жылы қоры сарқылды. Сондықтан Перу гуаноны сыртқа шығаруға тыйым салды. Әлемге азот қорын алудың басқа жолын іздеуге тура келді.

Ағылшын химигі Уильям Крукс 1898 жылы азот тапшылығына байланысты былай дейді: «адамзат баласы азоттың жетіспеуінен өлім алдында тұр, жейтін ештеңе болмайды. Алдағы отыз жыл ішінде адам баласы аштықтар қырылады».

Дегенмен өзге ғалымдар жанама жол табуды ойластырады және оған химик ғалымдардың араласуын ұсынады.

Негізінде азот жоғалып кететін элемент емес, барлық жерде бар деуге болады. Мәселен ауаның 78% азоттан тұрады. Алайда оның ауадағы формасын өсімдік пен жан-жануар пайдалана алмайды. Біз жазып отырған азот құрамы екі түрлім атомның үш түрлі байланысын түзеді. Ал ол жер бетіндегі аса берік химиялық қоспалардың бірі. Бұл қоспаны екі жаққа бөліп, ажырату үшін аса үлкен көлемдегі энергия пайдаланылады.

Мәселен:

Екі атом хлорын ажыртасу үшін 2.5 eV электр қуаты керек.

Екі көмірқышқыл атомын ажырату үшін 2.8 eV электр қуаты керек.

Екі кислород атомын ажырту үшін 5.2 eV электр қуаты керек.

Ал екі азот атомын ажырату үшін 9.8 eV электр қуаты қажет. Бұл өте көп.

Табиғи түрде бұл ажырау процесі 2 жағдайда орындалады:

Біріншісі, найзағай ойнаған кезде аса үлкен электр қуаты бөлінеді де, N2 молекуласы азот атомын түзуге бөлініп кетеді. Бұдан азот оксиді пайда болады. Ол ауада сақталып, бұлтқа бітеді де, жаңбыр болып жерге қайта жауады.

Екіншісі, азот атомын түзу үшін табиғи бактериялар көмекке келеді. Ол бактериялар топырақта болады, алайда олардың дайындау процесі өте ұзаққа созылады.

Ғалым Георг Хилде Фрэнд 1811 жылы азотты сутегімен бірге араластырып, герматикалық ыдыста химиялық эксперимент жасайды.  Ғалым осылай гуанодағы аса маңызды компонеттердің бірі аммиакты өндірмек болады. Зерттеу сәтсіз болады.

Енді Хилде Фрэнд ішінде аса үлкен қысымы бар бөтелкені 300 метр тереңдіктегі теңізге тастайды. Бұл да нәтижесіз қалады. Дегенмен ол жаңалық ашуға болатын жолдың бірінші қадамын дұрыс жасаған. Арада 100 жыл өткенде ғалымдар осы әдісті пайдаланып көрген. Тек олар эксперимент барысын тым қиындатып алған.

Енді Фриц Габерге оралайық

36 жастағы Фриц Габер сол кезде университеттегі кіші ғылыми қызметкер мәретебесін алуға талпынып жүрген кез. Оның 2 жастағы ұлы және әлемдегі алғашқы болып химия саласы бойынша даңқты болған әйелдерді бірі Клар жұбайы болған.

Өзінің қатарластарынан озып шығып, жаңалық ашу үшін Габер 5 жылын іздеуге, зерттеуге арнайды. Габер сутегі мен азотты аса жоғары қысымда араластырып қана қоймай, өте жоғары температурада, катализаторды пайдаланып, энергия көлемін бақылауда ұстап, азтоттағы екі атом молекуласын бөліп алуға тырысады. Ең қызығы, бұл құрылғыны Габердің өзі ойлап табады.

Габер лампа өндіретін зауытта техника бойынша консультация беретін маман болып жұмыс істеген. Ол сол жерден өзіне керек, бірақ сирек кездесетін заттарды пайдаланған. Атап айтқанда, осмий химиялық элементі. Ол заманда бүкіл әлемде осмидің ары кетсе 100 кг ғана көлемі болған. 

Ғалым Габер осмиді пайдаланып отырып, ақыры аммиакты қолдан жасауға болатынын дәлелдеп, жаңалық ашты. Мұны естіген Германиядағы алып компаниялардың бірі Габермен коммерциялық бағытта жұмысты жалғастырып, күніне 5 тонна аммиак өндіретін зауыт салды. Осыдан кейін фермелер төрт есе көлемде егістіктерінен жеміс көре бастады. Адамзат баласы да аман қалды деуге болады. Қазір жер бетіндегі адам санының қарқынды өсуі, дамуы тікелей Фриц Габердің ашқан жаңалығына рақмет айтуы да тиіс.

Фриц Габер өз жаңалығын ашу арқылы үлкен байлыққа қол жеткізді. Үлкен ғалымдармен байланыс орнатты. Тіпті Эйнштейннің өзі Габердің үйінде қонақта болып, түнеп шығатын болған.

Әлемді өзгертуге атсалысқан ғалымның өмірі неге түнекке оранды?

Бәріне кінәлі — соғыс. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде көптеген ғалымдар фашистік режмиді сынап, шетел асқан кезде Фриц Габер патриот болған. Ол керісінше, отанына үшін соғысып, өзінің ашқан жаңалығының еліне, жауына қарсы пайдалануға септігі тиеді деп есептеген.

Германия соғыс кезінде қару-жараққа керек оқ-дәріден қатты қиналады. Сол тұста аммоний химиялық элементі пайдаға асады. Аммоний аммиактың судағы ерітіндісінде түзілетін атомдар тобы. Сондықтан оның пайдасынан бұрын, үлкен зияны да бар екенін білген жөн.

Естеріңізде болса, 2020 жылдың тамызында Бейрутте жойқын жарылыс болды. Салдарынан 200-ден астам ада қаза тауып, ғимараттарға зақым келді. Дүмпудің қатты болғаны сонша, алыс-жақындағы елдер де сезген. Портта склад өртке оранып, үш мың тоннаға жуық аммоний нейтраты жарылады. Яғни өте жоғары температурада химиялық қоспа жарылыс жасайды.

Осының бәріне кінәлі — азот.

Қорыта келгенде, Нобель алып тұрып, бірақ қуана алмаған ғалым Фриц Габердің қателігі Германиядағы адамзат баласы үшін пайда тигізетін зауытты өзгертіп, онда неміс әскеріне керек оқ-дәрі шығаратын өндіріс орынын ашуы.

Миллиардтаған адам үшін пайдасын тигізген азоттың, бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде миллиондаған адамның өмірін жалмағанын біле жүріңіз.