В этой главе мы отправимся в дебри «малых земель» – лесистого региона, некогда служившего естественной границей между относительно цивилизованной Данией в континентальной Европе и Королевством Швеция. Здесь мы узнаем, что варили в сараях и амбарах.
На дворе весна 1708 года, и Швеция воюет уже восемь лет. Карл XII стоит лагерем со своей армией в Литве, до роковой Полтавской битвы на Украине остается еще год, а у сезонных работников Пера Ларссона Гессабода и Эсбьёрна Перссона Бёлсё сейчас горячая пора. В провинции Смоланд («малые земли»), бывшем пограничном с Данией регионе, который сейчас лежит прямо к северу от новой шведской провинции – недавно занятого Сконе, – коров выпустили из амбаров, в которых они провели холодную зиму, и Перу с Эсбьёрном пора доставать лопаты, грузить телегу и отправляться с королевским поручением к местным крестьянам.
Они – часть армии, их зачислили на регулярную военную службу, но не для участия в боях; они – зелейщики[195], или sjudare («кипятильщики»), как их называли по-шведски. Крестьяне не особо радуются визитам таких людей, потому что они беспрепятственно распоряжаются их лошадьми и повозками, забирают у них дрова (которые им требуются в огромных количествах) и устраивают беспорядок в сараях, конюшнях и домах в поисках унавоженной и пропитанной мочой почвы, которая представляет собой ценный для их ремесла исходный материал.
Эти люди изготавливают нитрат – а именно нитрат калия (KNO3), известный также как селитра, – и доставляют его на королевские пороховые заводы. Более 100 лет назад современник Генриха VIII, столь же прозорливый и безжалостный король Густав Ваза осознал ненадежную ситуацию с порохом в Швеции и простым росчерком пера постановил, что земля под сараями, конюшнями и коровниками принадлежит королю. В дополнительном постановлении, которое иллюстрирует скорее его страх быть обманутым передовыми крестьянами, чем хорошо известное внимание к деталям, он также запретил выкладывать пол камнем в помещениях для скотины. В стране, где строительство каменных домов было делом неслыханным, если не считать жилищ очень богатых людей, сделать каменный пол в сарае для скотины вряд ли было бы возможно, но король не любил рисковать деньгами, а селитра была ценным товаром, который в противном случае пришлось бы ввозить из-за границы[196].
В этот весенний день Пер и Эсбьёрн трудились в сарае трактирщика Йонса Йонсона в Эльмхульте – маленькой деревне, в которой позже возникнет компания IKEA. Обычно землю вскапывали на глубину примерно 30 см, а затем на некоторое время ссыпали в большие чаны с водой, чтобы дать нитрату калия раствориться. Когда грязь оседала, чистый водный раствор можно было переместить в большие медные котлы объемом около 800 литров каждый. Затем Пер и Эсбьёрн приказывали принести дрова, воду в котлах нагревали до кипения и оставляли кипеть на медленном огне примерно неделю – или «пока яйцо не станет держаться на поверхности». После этого в горячий раствор добавляли золу, и в результате на дне получалось то, что химики называют выпавшим осадком. Выражаясь более грубо, в котлах образовывались плотные куски, которые оседали на дне. Один из моих источников говорит, что работникам следовало подождать, пока температура опустится до 25 °C. Однако какая-либо температурная шкала, не говоря уж о термометре, была зелейщикам недоступна. Им оставалось лишь полагаться на свое здравое суждение о «параметрах процесса», таких как температура и вязкость, прежде чем отделять твердый осадок от жидкости. По мере дальнейшего снижения температуры начинали появляться кристаллы нитрата калия.
Выход бесцветных кристаллов, полученных в результате трудов Пера и Эсбьёрна, зависел от двух процессов, которые в то время оставались малопонятными. Один из них, вероятно, был первым из числа биотехнологических процессов, не применяющихся для увеличения срока хранения пищи. Так называемые нитрифицирующие бактерии почвы питались продуктами разложения содержащихся в навозе и моче белков, таких как мочевина (H2NCONH2), которая образуется при распаде азотсодержащей пептидной связи, соединяющей аминокислоты в белки.
Это похоже на то, что происходит на последних этапах изготовления сыра, и объясняет, почему зрелый бри или камамбер пахнут аммиаком (NH3), а порой и самым настоящим скотным двором. Превращение NH3 в NO3— химически сложнее, поскольку требует полной смены окружения атома азота: из атома с тремя дополнительными электронами (химики называют это «степень окисления –3»), окруженного тремя атомами водорода, он должен стать нитрат-ионом (NO3—), которому недостает пяти электронов (степень окисления +5). Ниже приведена простая реакция, в которой мочевина – основной азотсодержащий компонент мочи, не имеющий запаха, – превращается в аммиак и углекислый газ:
H2NCONH2 (т) + H2O (ж) → CO2 (г) + 2NH3 (г),
где (ж), (г) и (т) обозначают жидкость, газ и твердое вещество соответственно.
Легко представить, как атомы азота хватают каждый по одному атому водорода из воды, а атом углерода цепляется за ставший одиноким атом кислорода из Н2О. Одно короткое мгновение атомы держатся друг за друга, словно танцоры в хороводе, образуя замысловатое кольцо, а затем разлетаются в разные стороны, образуя новые созвездия. Мы называем подобную картину механизмом реакции.
А теперь в дело вступает биотехнология. Когда навоз и моча скапливаются в земле под ногами коров и лошадей, крошечные нитрифицирующие бактерии (которые не следует путать с азотфиксирующими бактериями[197]) принимаются за работу над молекулами аммиака. На самом деле эти бактерии живут за их счет, поскольку основным источником энергии для них является приведенная ниже реакция (в которой (aq) означает водный раствор):
