Эта статья взята из журнала Hakai Magazine, онлайн-публикации о науке и обществе в прибрежных экосистемах. Узнайте больше таких историй на hakaimagazine.com.
Незадолго до 10:10 теплой летней ночью 1917 года немецкие солдаты загрузили новое вооружение в свою артиллерию и начали обстреливать линии противника возле Ипра в Бельгии. Снаряды, каждый из которых украшен ярко-желтым крестом, издавали странный звук, поскольку их содержимое частично испарялось и осыпало маслянистую жидкость над траншеями союзников.
Жидкость пахла горчичными растениями, и поначалу казалось, что это мало что дает. Но он впитался в солдатскую форму, и в конце концов он начал жечь кожу мужчин и разжигать их глаза. В течение часа или около того ослепленных солдат пришлось увести с поля к станциям для разминирования. Лежа в кроватках, раненые мужчины стонали, когда на их гениталиях и под мышками образовались волдыри; некоторые едва могли дышать.
Таинственные раковины содержали серую горчицу, жидкий химический боевой агент, обычно - и запутанно - известный как горчичный газ. Немецкая атака на Ипр была первой, где была развернута горчица серы, но она, конечно, была не последней: почти 90 000 солдат были убиты во время нападений серной горчицы во время Первой мировой войны. И хотя Женевская конвенция запрещала химическое оружие в 1925 году, армии продолжали производить серую горчицу и другие подобные вооружения на протяжении всей Второй мировой войны.
Когда в 1945 году наконец наступил мир, у мировых вооруженных сил возникла серьезная проблема: ученые не знали, как уничтожить огромные арсеналы химического оружия. В конце концов, Россия, Великобритания и Соединенные Штаты в значительной степени выбрали то, что казалось самым безопасным и дешевым способом утилизации в то время: сброс химического оружия прямо в океан. Войска загружали целые корабли метрическими тоннами химических боеприпасов - иногда в бомбах или артиллерийских снарядах, иногда в бочках или других контейнерах. Затем они выбросили контейнеры за борт или затопили суда в море, оставив точные или неточные записи о местах и сброшенных количествах.
По оценкам экспертов, 1 миллион метрических тонн химического оружия лежит на дне океана - от итальянской гавани Бари, где с 1946 года было зарегистрировано 230 случаев воздействия серной горчицы, до восточного побережья США, где в прошлом бомбы из серной горчицы были обнаружены трижды. 12 лет в Делавэре, вероятно, привезенный с множеством моллюсков. «Это глобальная проблема. Он не региональный и не изолированный », - говорит Терранс Лонг, председатель Международного диалога по подводным боеприпасам (IDUM), голландского фонда, базирующегося в Гааге, Нидерланды.
Сегодня ученые ищут признаки ущерба окружающей среде, поскольку бомбы ржавеют на морском дне и потенциально могут утечь их смертоносные полезные грузы. А так как мировые рыболовные суда занимаются тралом глубоководной трески, а корпорации добывают нефть и газ под дном океана и устанавливают ветряные турбины на поверхности, научные поиски, чтобы найти и справиться с этим химическим оружием, стали гонкой на время.
Первая мировая война 1914-1918 гг .: Обширные повязки на раненых канадских солдат указывают на то, что они перенесли горчичный газ в результате немецкого наступления. (Shawshots / Alamy) В дождливый апрельский день я прыгаю на трамвае на окраину Варшавы, чтобы встретиться со Станиславом Попелем, химиком-аналитиком в Военном технологическом университете Польши. Специалист по химическому оружию в мире, изучающий серу, интересуется серной горчицей больше, чем академический интерес: он видел, как опасно это столетнее оружие.
Я надеялся посетить Попеля в его варшавской лаборатории, но когда я связался с ним днем ранее по телефону, он извиняющимся образом объяснил, что потребуются недели, чтобы получить разрешения, необходимые для посещения его лаборатории в безопасном военном комплексе. Вместо этого мы встречаемся в холле соседнего офицерского клуба. Химика, одетого в помятый серый пиджак, легко заметить среди офицеров, бродящих вокруг в накрахмаленной, серой зеленой униформе.
Ведя меня наверх в пустой конференц-зал, Попиль садится и открывает свой ноутбук. Пока мы общаемся, тихий исследователь объясняет, что он начал работать над серной горчицей Второй мировой войны после крупного инцидента, произошедшего почти 20 лет назад. В январе 1997 года 95-тонное рыболовное судно под названием WLA 206 затонуло у побережья Польши, когда экипаж обнаружил в своих сетях странный объект. Это был кусок весом от пяти до семи килограмм, похожий на желтоватую глину. Экипаж вытащил его, обработал и отложил в сторону, обрабатывая свой улов. Вернувшись в порт, они бросили его в мусорное ведро.
На следующий день члены экипажа начали испытывать мучительные симптомы. Все получили серьезные ожоги, и четверо мужчин были в конечном итоге госпитализированы с покрасневшей, жгучей кожей и волдырями. Врачи предупредили власти, и следователи взяли пробы с загрязненной лодки, чтобы идентифицировать вещество, а затем проследили комок до городской свалки. Они закрыли область, пока военные эксперты не смогли химически нейтрализовать объект - кусок серной горчицы Второй мировой войны, застывший в твердом состоянии при низких температурах на морском дне и сохраняющийся при минусовых зимних температурах на берегу.
Ученые Института океанографии Польской академии наук используют дистанционно управляемый погружной прибор для отбора проб воды и отложений вокруг химических боеприпасов на дне Балтики. (Предоставлено Польской академией наук, Институт океанографии) Образец попал в лабораторию Попеля, и он начал изучать его, чтобы лучше понять угрозу. Попель говорит, что свойства серной горчицы делают ее чрезвычайно эффективным оружием. Это гидрофобная жидкость, что означает, что ее трудно растворить или смыть водой. В то же время он липофильный или легко усваивается жирами организма. Симптомы могут длиться часами или, в редких случаях, дни, чтобы жертвы могли быть заражены и даже не осознавать, что они были затронуты; полная степень химического ожога может быть неясной в течение 24 часов или более.
Химик из лаборатории Попеля воочию обнаружил, насколько болезненным может быть такой ожог после того, как вытяжной шкаф вытянул пары из пробирки с полным материалом над его незащищенной рукой. Газом сгорела часть его указательного пальца, и на заживление ушло два месяца - даже с помощью самой современной медицинской помощи. Боль была настолько сильной, что в течение первого месяца химик иногда не мог спать больше нескольких часов.
Попил объясняет, что чем больше он читал о серной горчице после инцидента с WLA 206, тем больше он начинал сомневаться, почему он так долго выжил на дне океана. При комнатной температуре в лаборатории серная горчица представляет собой густую сиропообразную жидкость. Но в контролируемых лабораторных условиях чистая серая горчица распадается на чуть менее токсичные соединения, такие как соляная кислота и тиодигликоль. Производители бомб сообщили, что серая горчица испарялась из почвы в течение дня или двух в теплых летних условиях.
Но казалось, что он оставался странно стабильным под водой даже после коррозии металлического корпуса бомб. Зачем? Чтобы собрать подсказки, Попил и небольшая группа его коллег начали тестировать образец WLA 206, чтобы определить как можно больше его химических компонентов. Результаты были очень показательны. Военные ученые вооружили некоторые запасы серной горчицы, добавив мышьяковое масло и другие химические вещества. Добавки сделали его более липким, более устойчивым и менее склонным к замерзанию на поле боя. Кроме того, группа определила более 50 различных «продуктов разложения», которые образуются, когда агент химического оружия взаимодействует с морской водой, осадками и металлом из корпусов бомб.
Все это привело к тому, что никто не предсказал. На морском дне серая горчица сворачивалась в комочки и была защищена водонепроницаемым слоем химических побочных продуктов. Эти побочные продукты «образуют тип кожи», говорит Попель, и в глубокой воде, где температура низкая и где мало сильных токов, способствующих разрушению продуктов разложения, эта мембрана может оставаться неповрежденной в течение десятилетий или дольше. Такое сохранение в глубоком море имело один возможный положительный эффект: покрытие могло сохранять стабильную горчичную серу, предотвращая загрязнение окружающей среды.
Некоторые военные в мире сбросили свое химическое оружие в глубокие воды. После 1945 года американские военные требовали, чтобы свалки были как минимум на 1800 метров ниже поверхности. Но не все правительства последовали его примеру: например, советские военные разгрузили приблизительно 15 000 тонн химического оружия в Балтийском море, где самая глубокая точка находится всего в 459 метрах вниз, а глубина морского дна в большинстве мест составляет менее 150 метров - путь к катастрофе.
(Прошло почти столетие с тех пор, как первое применение серной горчицы в качестве химического оружия использовалось в Первой мировой войне, но эти боеприпасы остаются угрозой. Эта интерактивная карта, созданная на основе данных, предоставленных Центром исследований нераспространения им. Джеймса Мартина в Монтерее, Калифорния, показывает известные места, где химическое оружие было сброшено в Мировой океан. Нажмите на значки карты, чтобы просмотреть подробную информацию о сайтах; нажмите на значок ползунка в левом верхнем углу, чтобы организовать содержимое по-разному.)
В день приезда в польский курортный город Сопот я совершаю небольшую прогулку вдоль моря. Оглядываясь вокруг, мне трудно представить, что метрические тонны ржавых бомб, заполненных токсичными химикатами, лежат менее чем в 60 километрах от берега. Рестораны на главной улице города с гордостью рекламируют в своих меню рыбу и чипсы, приготовленные из выловленной прибалтийской трески. Летом туристы забивают пляжи с белым песком, чтобы плескаться в ласковых волнах Балтики. Вендеры продают ювелирные изделия из янтаря, которые вымыли на берег на местных пляжах.
Я сел на поезд из Варшавы, чтобы встретиться с Яцеком Бельдовским, геохимиком из Института океанографии Польской академии наук в Сопоте. Из своего тесного кабинета на втором этаже этого исследовательского центра Бельдовский координирует команду из нескольких десятков ученых со всей Балтики и за ее пределами, которые работают, чтобы выяснить, что могут означать десятки тысяч метрических тонн химического оружия для моря, и люди, которые зависят от этого.
У Бельдовского длинный хвост и серьезная, хотя и немного отвлеченная манера. Когда я спрашиваю его, есть ли о чем беспокоиться, он вздыхает. Имея 4, 7 млн. Евро (5, 2 млн. Долларов США) в финансировании, проект Beldowksi, который сейчас возглавляет, является одной из самых всеобъемлющих попыток оценить угрозу подводных химических боеприпасов, и он провел последние семь лет, оценивая расстроенных ученых и активистов со всего мира. Прибалтика и не только, кто спорит по этому вопросу.
С одной стороны, говорит он, ученые-экологи, которые полностью исключают риск, утверждая, что нет никаких доказательств того, что оружие оказывает существенное влияние на популяции рыб. С другой стороны, сторонники обеспокоены тем, что десятки тысяч неизведанных бомб находятся на грани зарождения одновременно. «У нас подход« бомба замедленного действия и катастрофа »по сравнению с подходом« единороги и радуга », - говорит Бельдовски. «Это действительно интересно на проектных встречах, когда две стороны сражаются».
Чтобы попытаться ответить на этот большой вопрос, сотрудники Белдовского сначала должны были найти места сброса на морском дне. Из архивных исследований и другой информации они знали, что послевоенный сброс был сосредоточен в трех самых глубоких точках Балтики - Готландской Глубине, Борнхольмской Глубине и Гданьской Глубине. Бельдовский вызывает изображение на своем компьютере, созданное с помощью технологии гидролокатора бокового обзора несколькими неделями ранее во время круиза на трехмачтовом исследовательском судне института. На изображении высокого разрешения в оранжевых и черных тонах изображен участок Борнхольмской глубины площадью два квадратных километра, расположенный в 200 километрах от Сопота. По всему снимку разбросаны девять аномалий, которые Бельдовский идентифицирует как отдельные бомбы.
Поместив курсор на изображение, Бельдовский указывает на длинные параллельные царапины на морском дне. Это явные следы затягивающих снизу сетей, свидетельствующие о том, что траулеры ловят треску на известной свалке, хотя морские карты предупреждают их держаться подальше. «Нехорошо видеть так много следов трала в районе, где траление не рекомендуется», - говорит Бельдовски. Хуже того, многие из линий находятся рядом с известными бомбами, так что, добавляет он, весьма вероятно, что траулеры их обнаружили.
Когда исследователи обнаруживают бомбы или затопленные корабли с помощью сонара, они маневрируют погружным погружным аппаратом, оснащенным камерой и аппаратурой для отбора проб, в пределах 50 сантиметров от разлагающихся бомб для сбора морской воды и отложений. Бельдовский вызывает на своем компьютере короткое видео, снятое с машины с дистанционным управлением несколькими неделями ранее. На нем изображено призрачное черно-белое изображение разбитого танкера, лежащего примерно в 100 метрах от поверхности.
Отчеты предполагают, что оно было заполнено обычным оружием, когда оно было затоплено, но Бельдовски говорит, что образцы осадка, взятые со дна океана около корабля, дали следы химических веществ. «Мы думаем, что это смешанный груз», - говорит он. В лаборатории в холле офиса Белдовского образцы с корабля анализируются с использованием нескольких различных типов масс-спектрометров. Одна из этих машин размером с небольшой холодильник. Он нагревает образцы до 8000 ° C, превращая их в самые основные элементы. Это может точно определить наличие химических веществ в частях на триллион.
В более ранних исследовательских проектах по качеству воды в Балтии были обнаружены следы сернистого иприта лабораторного качества, а также одного из продуктов разложения, тиодигликоля, и почти ничего не было найдено. «Был сделан вывод, что опасности не было», - говорит Бельдовски. «Но это казалось странным - так много тонн химикатов и никаких следов?»
Поэтому Бельдовский и его коллеги искали что-то совсем другое, основываясь на исследованиях Попеля. Они искали сложный химический коктейль, который военные ученые использовали для вооружения некоторых запасов серной горчицы, а также новые продукты разложения, созданные реакцией боеприпасов с морской водой. Команда обнаружила побочные продукты серной горчицы в донных отложениях и часто в воде вокруг сброшенных бомб и контейнеров.
«В половине образцов, - говорит Бельдовский, качая головой, - мы обнаружили некоторые агенты разложения». И не только серная горчица: в некоторых образцах продукты разложения были получены из других видов химического оружия, такого как нервный газ и люизит.
Снимок с бокового обзора дна Балтийского моря показывает, что может быть затопленным кораблем, полным химического оружия, и следы трала от рыболовецких судов, пересекающих дно поблизости. (Предоставлено Польской академией наук, Институт океанографии) Обучение обнаружению этих токсичных веществ является лишь частью проблемы: оценка угрозы, которую эти химикаты представляют для морских экосистем и человека, является более тревожной проблемой. Хотя исследователи уже давно собирают данные об опасности токсинов, таких как мышьяк, опасность, создаваемая оружейной серной горчицей и продуктами ее разложения, неизвестна. «Эти соединения являются оружием, поэтому это не то, что вы просто даете аспиранту и говорите им, чтобы он руководил им», - говорит Ханс Сандерсон, химик-эколог и токсиколог из Орхусского университета в Дании.
Сандерсон считает, что было бы безответственно нажимать кнопку паники, пока не станет известно больше об этих боеприпасах на морском дне и их последствиях. «Есть еще много вопросов о воздействии на окружающую среду», - говорит датский исследователь. «Трудно провести оценку риска, если вы не знаете токсичность, а это неизвестные химические вещества, с которыми никто никогда не сталкивался и не проверял».
Некоторые ученые считают, что предварительные данные о воздействии этих химических веществ на экосистемы могут быть получены в результате многолетних исследований запасов трески. Треска является коммерчески важным видом в Прибалтике, поэтому исследователи со всего региона имеют подробные записи об этих запасах и их здоровье более 30 лет назад. А поскольку треска глубоко ныряет, у них больше шансов, чем у многих других балтийских рыб, вступить в контакт с отложениями на дне моря и с химическими боеприпасами.
Томас Ланг, эколог по рыбному хозяйству в немецком институте Тюнен, изучает возможные последствия этого контакта. Если треска, пойманная возле свалок, более больна, чем выловленная из районов, считающихся «чистыми», это может быть намеком на то, что химические вещества вредят рыбе. «Мы используем болезни в качестве индикаторов экологического стресса», - говорит Ланг. «Там, где у рыб более высокая заболеваемость, мы думаем, что экологический стресс выше».
За последние пять лет Лэнг исследовал тысячи трески, изучил показатели здоровья, такие как математическое соотношение между их весом и длиной, и исследовал рыбу на наличие признаков болезни и паразитов. В начале этих исследований треска, пойманная на крупной свалке химического оружия, казалось, содержала больше паразитов и болезней и находилась в более плохом состоянии, чем те, которые вылавливались за пределами свалки - плохой признак.
Последние данные, однако, рисуют другую картину. После 10 отдельных исследовательских круизов и 20 000 осмотров трески исследование Ланга показывает лишь крошечные различия между рыбой, пойманной на известных свалках, и рыбой, выловленной в других местах на Балтике. Но Лэнг говорит, что ситуация может измениться, если утечки токсичных веществ увеличатся из-за коррозии боеприпасов. «Необходим дальнейший мониторинг экологических последствий», - добавляет он.
Небольшое количество исследований, проведенных в других местах, также вызывает сомнения относительно загрязняющего воздействия погруженного химического оружия. Примером может служить Оценка подводных военных боеприпасов на Гавайях (HUMMA), проект, оплачиваемый Министерством обороны США и осуществляемый, главным образом, исследователями из Гавайского университета в Маноа. Его ученые исследовали участок возле Перл-Харбора, где в 1944 году было сброшено 16 000 бомб с серной горчицей.
Пробы воды, взятые командой HUMMA, подтвердили наличие побочных продуктов серной горчицы на месте, но покадровое видео показывает, что многие морские виды в настоящее время используют бомбы в качестве искусственного рифа. Морские звезды и другие организмы переместились на груды боеприпасов, которые, по-видимому, не пострадали от протекающих химических веществ. Исследователи сообщают, что на этом участке серная горчица «не представляет опасности для здоровья человека или фауны, живущей в непосредственном контакте с химическими боеприпасами».
Однако несомненно то, что химическое оружие, лежащее на морском дне, представляет серьезную угрозу для людей, вступающих в непосредственный контакт с ними. И поскольку мир все больше фокусируется на океанах как источнике энергии и пищи, опасность, которую подводные боеприпасы представляют для ничего не подозревающих рабочих и рыболовных бригад, растет. «Когда вы инвестируете больше средств в офшорную экономику, с каждым днем возрастает риск обнаружения химических боеприпасов», - говорит Бельдовски.
Действительно, некоторые крупные промышленные проекты на Балтике, такие как газопровод «Северный поток» из Германии в Россию, в настоящее время планируют свои маршруты, чтобы избежать беспорядочных складов химического оружия. А траулерская деятельность на дне океана продолжает обнаруживать химические боеприпасы. Только в 2016 году датские власти отреагировали на четыре загрязненных судна.
Тем не менее, есть несколько вариантов, чтобы навести порядок. Терренс Лонг из IDUM говорит, что размещение корродирующих боеприпасов на месте в бетоне является одним из возможных вариантов. Но это будет дорого и отнимает много времени. Бельдовский говорит, что сейчас может быть проще установить запреты на промысел и усиленный мониторинг вокруг известных свалок - морской эквивалент знаков «Не входить».
Когда я собираю свою записную книжку и собираюсь вернуться на железнодорожную станцию в Сопоте, Бельдовский все еще выглядит обеспокоенным. Он считает, что ученым необходимо сохранять бдительность и собирать больше данных о том, что происходит в морях вокруг этих свалок. По его словам, потребовались десятилетия, чтобы ученые многих дисциплин поняли, как распространенные химические вещества, такие как мышьяк и ртуть, накапливаются в морях и почвах мира и отравляют дикую природу и людей. Мировые моря огромны, а набор данных по химическому оружию - пока что - крошечный.
«Глобальное сотрудничество сделало изучение других загрязняющих веществ значимым», - говорит Бельдовски. «С химическими боеприпасами мы в том же месте, что и наука о загрязнении морской среды в 1950-х годах. Мы не можем увидеть все последствия или пока идти по всем путям ».
Связанные истории из журнала Hakai:
- Жизнь на борту крушения HMCS Аннаполис
- В этом году правительства защищают моря Антарктиды?
- Когда история омывает берег
