در بهار ۱۹۰۹، یک شیمیدان آلمانی ساعتها خیره به دستگاهی فلزی ایستاده بود. وقتی نخستین قطره از لوله آزمایش چکید، از خوشحالی در راهروهای آزمایشگاه دوید و فریاد زد: «آمونیاک!» آن قطره کوچک بعدها غذای میلیاردها انسان را تأمین کرد؛ اما همان کشف، راه را برای تولید انبوه مواد منفجره و نخستین جنگ شیمیایی تاریخ نیز هموار ساخت.
به گزارش زومیت، تصور کنید روی عرشه یک کشتی ایستادهاید و به صخرههایی خیره شدهاید که ۳۰ متر ارتفاع دارند؛ اما این صخرهها از سنگ نیستند، بلکه از انباشت هزاران ساله فضولات پرندگان دریایی تشکیل شدهاند. شاید خندهدار به نظر برسد، اما در اواسط قرن نوزدهم، همین تپههای بدبو به یکی از استراتژیکترین منابع کره زمین تبدیل شدند.
به نقل از کانال Veritasium وضعیت بهقدری جدی بود که در سال ۱۸۵۶، ایالات متحده قانونی تصویب کرد که به شهروندانش اجازه میداد هر جزیره بیصاحب و پوشیده از گوانو (همان فضولات پرندگان دریایی) را به نام آمریکا ثبت کنند و ارتش موظف بود از آن دفاع کند. باورتان میشود که این قانون هنوز هم لغو نشده است؟
تب گوانو چنان بالا گرفت که در سال ۱۸۶۵، اسپانیا با مستعمرات سابق خود یعنی پرو، شیلی، اکوادور و بولیوی بر سر کنترل این جزایر وارد جنگ شد. حتی کار به جایی رسید که قیمت گوانو با طلا رقابت میکرد؛ هر ۱٫۸ کیلوگرم فضله پرنده معادل ۴۵۰ گرم طلا ارزش داشت. اما چه چیزی در این فضولات نهفته بود که ابرقدرتهای جهان برایش خون میریختند؟ بحران خاموشی به نام نیتروژن
برای درک ارزش دیوانهوار گوانو که ۲۰ درصد آن را نیتروژن تشکیل میدهد، باید نگاهی به درون بدن خودمان بیندازیم. پس از اکسیژن، کربن و هیدروژن، چهارمین عنصر فراوان در ساختار زیستی ما نیتروژن است؛ عنصری که در اسیدهای آمینه، پروتئینها، هموگلوبین خون و البته DNA نقشی حیاتی دارد.
ما نیتروژن را از گیاهان میگیریم یا حیواناتی که گیاهی خوردهاند و گیاهان هم آن را از خاک میمکند.
در قرن نوزدهم صنعت کشاورزی رو به افول گذاشت، زیرا زمینهای کشاورزی بعد از چند بار کشت پیاپی، تمام نیتروژن خود را از دست میدادند. بدون نیتروژن، گیاهان دیگر نمیتوانستند کلروفیل بسازند، برگهایشان زرد میشد و محصولات شدیداً افت میکرد.
صدها سال پیش، کشاورزان امپراتوری اینکا کشف کرده بودند که در چنین شرایطی هیچچیزی بهتر از گوانو جواب نمیدهد. همین کشف ساده به آنها اجازه داد در زمینهای لمیزرع کشاورزی کنند و امپراتوریشان را گسترش دهند.
اما در اواخر قرن نوزدهم، جمعیت کره زمین با سرعت در حال افزایش بود و اشتهای سیریناپذیر کشورها، ذخایر گوانوی آمریکای جنوبی را به مرز نابودی کشاند. سال ۱۸۷۲، کشور پرو صادرات این ماده را ممنوع کرد و زنگ خطر بلندتر از همیشه به صدا درآمد.
سال ۱۸۹۸ ویلیام کروکس شیمیدان برجسته بریتانیایی هشدار داد که با تهکشیدن ذخایر نیتروژن، انسانها در کمتر از ۳۰ سال با قحطی و گرسنگی فراگیر روبهرو خواهند شد. کروکس گفت مردم در سراسر جهان از گرسنگی تلف خواهند شد، مگر اینکه دانشمندان از درون آزمایشگاهها راه نجاتی برای این معضل بیابند.
شاید فکر کنید نیتروژن اصلاً عنصر کمیابی نیست؛ ۷۸ درصد از هوایی که همینالان تنفس میکنیم از نیتروژن تشکیل شده است. اما چگونه میتوان هوای نامرئی را به نان روی سفره تبدیل کرد؟
این معمای غیرممکنی بود که باید به هر قیمتی حل میشد. دژ تسخیرناپذیر جو: ناتوانی علم در شکستن پیوندها
بیایید یکقدم به جلو برویم. اگر بخش زیادی از جو زمین از نیتروژن تشکیل شده، پس چرااقیانوس بیکران هوایی که بالای سر ماست، نمیتواند جان گیاهان را نجات دهد؟
نیتروژن موجود در جو زمین در قالب مولکولهای دواتمی N2 وجود دارد که در آن دو اتم نیتروژن با یک پیوند اشتراکی سهگانه به یکدیگر متصل شدهاند. این پیوند یکی از پایدارترین و مستحکمترین پیوندهای شیمیایی در طبیعت است که گسستن آن را بسیار دشوار میکند.
برای مقایسه در نظر بگیرید که شما برای شکستن پیوند دو اتم کلر، به ۲٫۵ الکترونولت انرژی، برای کربن به ۳٫۸ و برای اکسیژن ۵٫۲ الکترونولت انرژی نیاز دارید. اما از هم گسستن دو اتم نیتروژن ۹٫۸ الکترونولت انرژی میخواهد، یک نیروی فوقالعاده عظیم.
در طبیعت، تنها دو پدیده میتوانند این سد را بشکنند: نخست صاعقه که با انرژی مهارنشدنیاش مولکولهای نیتروژن را در هم میکوبد و با قطرات باران به زمین میآورد، و دوم چند نوع باکتری خاص در خاک. اما رعدوبرقها و باکتریها بسیار کندتر از آن بودند که بتوانند شکم جمعیت روبهرشد انسانها را در مقیاس صنعتی سیر کنند.
شیمیدانها برای صدسال تلاش کردند این پیوند را بشکنند و همگی شکست خوردند. برای مثال در سال ۱۸۱۱، شیمیدانی به نام گئورگ هیلدبرانت، نیتروژن و هیدروژن را در یک ظرف شیشهای مهروموم کرد و وقتی جوابی نگرفت، ظرف را به عمق ۳۰۰ متری آب فرستاد تا شاید فشار آب اقیانوس کاری از پیش ببرد؛ تلاشی که البته بینتیجه ماند.
صدسال تمام، علم در برابر پیوند سهگانه نیتروژن زانو زده بود. ظهور فریتز هابر: مردی در جستجوی ناممکنها
سال ۱۹۰۴، وقتی فریتز هابر تصمیم گرفت سراغ چالش نیتروژن برود، احتمالاً فقط به صف طولانی شیمیدانهای شکستخورده میپیوست. او در آن زمان یک استاد ۳۶ساله و نهچندان سرشناس در دانشگاه کارلسروهه بود. مردی جاهطلب، بهشدت رقابتجو و مغرور که طعم پدر بودن را با پسر دوسالهاش هرمان تجربه میکرد.
هابر پنج سال از عمرش را وقف حل این معمای لاینحل کرد. ایده او این بود که نیتروژن و هیدروژن را نهتنها در فشار و دمای بسیار بالا ترکیب کند، بلکه از یک کاتالیزور هم بهره ببرد؛ مادهای که بتواند انرژی لازم برای شکستن آن پیوند ۹٫۸ الکترونولتی را کاهش دهد.
طراحی تجهیزاتی که بتوانند چنین دما و فشار جهنمیای را تحمل کنند، به نوبهی خود چالش عجیبی محسوب میشد، اما هابر شانس عجیبی آورد. او در آن زمان شغل دومی هم داشت و بهعنوان مشاور فنی در کارخانه تولید لامپ کار میکرد. همین شغل بهظاهر بیارتباط، کلید مشکل را به دستش داد. در آن کارخانه به فلز اوسمیوم دسترسی پیدا کرد که در آن روزگار بینهایت کمیاب بود.
در آن زمان تنها مجموع اوسمیوم تصفیهشده در کل کره زمین به حدود ۱۰۰ کیلوگرم میرسید و کارخانه لامپسازی که هابر در آن کار میکرد، بخش عمدهای از این ذخیره جهانی را برای آزمایش روی رشتههای لامپ در اختیار داشت.
هابر که حدس میزد این فلز میتواند همان کاتالیزور جادویی باشد، مقداری از آن را برداشت و با خود به آزمایشگاهش برد. تجهیزات آماده بود و جهان در آستانه یکی از بزرگترین کشفیات تاریخ علم قرار داشت. قطرهای که جهان را تغییر داد
هفته سوم مارس ۱۹۰۹ هابر ورقه کمیاب اوسمیوم خود را درون محفظه فشار گذاشت، مخلوطی از نیتروژن و هیدروژن را به دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد رساند و تحت فشار خردکننده ۲۰۰ اتمسفر قرار داد.
این شرایط افراطی، بالاخره مقاومت لجبازانه طبیعت را در هم شکست. پیوندهای سهگانه از هم گسستند و نیتروژن با هیدروژن واکنش نشان داد. ۶ درصد از این مخلوط گازی به آمونیاک تبدیل شد.
وقتی گاز سرد شد، از انتهای یک لوله باریک، تنها یک میلیلیتر آمونیاک درون بشر چکید. اما همان یک قطره کافی بود. هابر که سر از پا نمیشناخت، در راهروهای آزمایشگاه میدوید و با خوشحالی فریاد میزد: «بیایید پایین، آمونیاک به دست آمد!»
بزرگترین شرکت مواد شیمیایی آلمان یعنی BASF، این فرایند را ظرف کمتر از چهار سال تجاریسازی کرد. آنها کارخانهای در اوپاو ساختند که روزانه ۵ تن آمونیاک تولید میکرد. کشاورزان با این کود شیمیایی جدید توانستند در همان زمینهای قبلی چهار برابر محصول بیشتری برداشت کنند و حالا مردم با شگفتی از «تولید نان از هوا» حرف میزدند. رشد فزاینده محصولات کشاورزی و جمعیت از سال ۱۹۱۹ تا به امروز
درست به همین دلیل جمعیت کره زمین چهار برابر شد. امروز زندگی بیش از ۴ میلیارد نفر روی کره زمین مستقیماً به اختراع فریتز هابر وابسته است. بگذارید این فکت را شخصیتر کنیم: حدود ۵۰ درصد از اتمهای نیتروژنی که همین حالا در تکتک سلولهای بدن شما وجود دارد، مستقیماً از فرایند هابر بهدستآمده است!
این اختراع، هابر را هم ثروتمند کرد و هم قدرتمند. او مدیر مؤسسه کایزر ویلهلم در برلین شد و با بزرگترین دانشمندان زمان خود مثل ماکس پلانک، ماکس بورن و آلبرت انیشتین دوستی صمیمانهای به هم زد؛ تا جایی که وقتی انیشتین در سال ۱۹۱۴ از همسر اولش جدا شد، شب را در خانه هابر سپری کرد.
بله، هابر جهان را از قحطی نجات داد و در بازهای خاص، دنیا به احترام او از جای بر میخاست. کسی فکرش را هم نمیکرد وقتی این مرد جایزه نوبل بگیرد، توسط همکارانش طرد شود. بار دیگر همهچیز به خاکریزهای جنگ برمیگشت. وقتی نان به باروت تبدیل شد
با آغاز جنگ جهانی اول، مسیر زندگی هابر تغییر کرد. برخلاف دوستش انیشتین که صلحطلب بود و جنگ را محکوم میکرد، هابر بهعنوان میهنپرستی افراطی داوطلبانه به ارتش پیوست. تنها چند ماه پس از شروع جنگ، ارتش آلمان با بحران کمبود شدید باروت و مواد منفجره مواجه شد.
اینجا بود که روی تاریک دستاورد هابر خودش را نشان داد. نیترات آمونیوم که یک کود فوقالعاده برای رشد گیاهان است، همزمان ماده منفجرهی شدیداً ویرانگری نیز محسوب میشود.
برای درک این قدرت مهارنشدنی، به فاجعه ماه اوت ۲۰۲۰ بندر بیروت نگاه کنید؛ جایی که احتراق نزدیک به ۳۰۰۰ تن نیترات آمونیوم، انفجاری با قدرت زلزله ۳٫۳ ریشتری ایجاد کرد، حداقل ۲۱۷ نفر را کشت و صدای مهیب آن از صدها کیلومتر دورتر شنیده شد.
جالب است بدانید کارخانه اوپاو در آلمان که اولینبار فرایند هابر را پیادهسازی کرد نیز در سال ۱۹۲۱ با انفجاری مشابه به تلی از خاکستر تبدیل شد.
این قدرت تخریب هم دوباره از همان نیتروژن ناشی میشود. همانطور که دیدیم، شکستن پیوند نیتروژن انرژی عظیمی میخواهد. به طور متقابل وقتی دو اتم نیتروژن به هم میپیوندند تا این پیوند را تشکیل دهند، انرژی وحشتناکی آزاد میشود.
انفجار باروت، TNT و نیترات آمونیوم همگی به تشکیل گاز نیتروژن دواتمی ختم میشوند و بیشتر انرژی مخرب آنها دقیقاً از تشکیل همین پیوند سهگانه به دست میآید.
مقامات ارشد نظامی معتقد بودند تغییر کاربری کارخانهها در میانه جنگ عملی نیست، اما هابر دستبردار نبود. او با لابیگری گسترده و اصرار فراوان، کارخانههای تولید کود را به کارخانههای تولید نیترات برای مواد منفجره تبدیل کرد. ماشین جنگی آلمان حالا با سوختِ شیمیایی هابر کار میکرد و فرایندی که زمانی بهخاطر «تولید نان از هوا» محبوبیت داشت، حالا برای تولید «بمب از هوا» استفاده میشد. کابوس سنگرها: تولد جنگافزارهای شیمیایی
هابر مطمئن بود شیمی میتواند کارهای بزرگتری برای ارتش آلمان انجام دهد. در دسامبر ۱۹۱۴، آزمایش یک سلاح شیمیایی را مشاهده کرد، اما اصلاً تحتتأثیر قرار نگرفت. او به دنبال مادهای میگشت که در غلظتهای بسیار پایین کشنده باشد و مهمتر از همه، با وزنی سنگینتر از هوا مستقیماً به اعماق سنگرهای دشمن نفوذ کند.
اگرچه کنوانسیون ۱۸۹۹ لاهه استفاده از پرتابههای شیمیایی را روی کاغذ ممنوع کرده بود، اما در عمل آلمان، فرانسه و بریتانیا آزمایشهای پنهانیشان را پیش میبردند. هابر هم تمام بخش تحت مدیریت خود را در مؤسسه، به آزمایشگاه بزرگ سلاحهای شیمیایی تبدیل کرد. پس از چند ماه کار بیوقفه، او روی گاز کلر متمرکز شد.
وقتی یکی از کارمندانش به نام اتو هان نگرانیاش را از ساخت چنین سلاح هولناکی ابراز کرد، هابر با خونسردی پاسخ داد: «اگر این سلاح بتواند جنگ را زودتر تمام کند، جان انسانهای بیشماری نجات پیدا خواهد کرد.»
سرانجام آن روز شوم فرارسید. ساعت ۶ عصر روز ۲۲ آوریل ۱۹۱۵، درحالیکه باد به سمت مواضع متفقین میوزید، نیروهای آلمانی شیر بیش از ۵ هزار سیلندر را باز کردند و ۱۶۸ تن گاز کلر در هوا رها شد.
ابری سبزرنگ و ترسناک روی میدان نبرد به حرکت درآمد و ازآنجاکه گاز کلر دو و نیم برابر سنگینتر از هواست، مانند سیلابی نامرئی بهآرامی وارد سنگرهای متفقین شد.
و بعد فاجعهای فراتر از تمامی تصورات آنها رخ داد. کلر با تحریک شدید لایه مخاطی دستگاه تنفسی، واکنش التهابی حادی ایجاد میکند و ریهها در مدت کوتاهی پر از مایع میشود. سربازان در خشکی و روی خاک سنگرهایشان، در حال غرقشدن بودند. در همان حمله اول، بیش از ۵ هزار سرباز متفقین با خفگی تدریجی و مرگی دردناک جان باختند.
هابر بهخاطر معماری این کشتار به درجه کاپیتانی ارتقا یافت و بقیه سالهای جنگ را صرف مدیریت مؤسسهاش و تحقیق روی سلاحهای شیمیایی، ماسکهای گاز و آفتکشها کرد.
تا سال ۱۹۱۷، ۱۵۰۰ کارمند از جمله ۱۵۰ دانشمند در مؤسسه او کار میکردند؛ چیزی شبیه مینیپروژه منهتن اما برای سلاحهای شیمیایی. در نهایت تا پایان جنگ جهانی اول، بیش از ۱۰۰ هزار سرباز قربانی سلاحهای شیمیایی شدند. بهای سنگین نبوغ: تراژدی در حریم خانه
تأثیر جنون و جاهطلبیهای هابر سرانجام به خانهی خودش هم رسید. کلارا ایمروار، همسر هابر که بهعنوان یکی از درخشانترین ذهنهای علمی آلمان و نخستین زن دارای مدرک دکترا در رشته شیمی شناخته میشد، بهشدت با فعالیتهای نظامی همسرش مخالفت میکرد و استفاده از علم برای کشتار انسانها را انحرافی نابخشودنی از رسالت دانش میدانست.
بهمرور تنشها در خانه هابر بالا گرفت. او که حالا در قامت یک قهرمان ملی ظاهر شده بود، هیچ انتقادی را نمیپذیرفت و همسرش را به خیانت به وطن متهم میکرد. مدت کوتاهی پس از اولین حمله موفقیتآمیز شیمیایی در جبهه بلژیک، در شبی که هابر برای جشن پیروزی و ارتقای درجهاش آماده میشد، تراژدی نهایی رقم خورد.
کلارا که دیگر نمیتوانست بار اخلاقی کارهای همسرش را تحمل کند، به باغ خانه رفت و با تپانچه نظامی هابر به زندگی خود پایان داد. صدای شلیک در تاریکی شب پیچید و جسد غرق در خون او را پسر ۱۳ سالهشان، هرمان، پیدا کرد.
بااینحال، هابر حتی منتظر خاکسپاری همسرش نماند و صبح روز بعد بیتفاوت به این فاجعه خانوادگی، برای نظارت بر یک حمله شیمیایی دیگر راهی جبهه شرق شد. فرجام یک قهرمان مطرود: از اوج افتخار تا انزوای مطلق
با تسلیم آلمان در پایان جنگ جهانی اول، دنیای فریتز هابر یکباره فروریخت. سرزمینی که او برای پیروزیاش، تمام مرزهای اخلاق را زیر پا میگذاشت، حالا ویران و شکستخورده بود. تمام ثروت افسانهای حق اختراع آمونیاک او نیز در هیاهوی تورم افسارگسیختهی آلمان پس از جنگ، خاکستر شد.
هابر، مستأصل و درهمشکسته، در تلاشی جنونآمیز برای رهایی کشورش از بار سنگین غرامتهای جنگی و نجات آن اقتصاد فلجشده، پروژهی عجیب استخراج طلا از آب دریا را کلید زد.
او سالها وقت گذاشت تا شاید بتواند اقیانوسها را به خزانهی آلمان متصل کند؛ تلاشی که در نهایت کاملاً بیهوده و محکوم به شکست بود و تنها نشان از زوال روانی مردی داشت که نمیخواست سقوط امپراتوری محبوبش را بپذیرد.
اما ضربهی نهایی در سال ۱۹۳۳ بر زندگیاش فرود آمد؛ زمانی که نازیها به قدرت رسیدند و قانونی را تصویب کردند که بر اساس آن، تمام کارمندان و دانشمندان یهودی باید از مشاغل دولتی اخراج میشدند. هابر اگرچه زادهی خاندانی یهودی بود، ولی هرگز در دلش اعتقادات مذهبی نداشت و خود را یک آلمانی اصیل میدانست.
با اینهمه، به لطف خدمات نظامی درخشانش در جنگ جهانی اول، او را از این قانون مستثنی کردند؛ اما هابر در یکی از معدود تصمیمات شرافتمندانه سالهای پایانی عمرش، در همبستگی با همکاران یهودی مطرود خود از مقام ریاست استعفا داد.
مردی که تمام نبوغ، ثروت و حتی خانوادهاش را پیشکش اعتلای آلمان کرده بود، حالا در کشور خودش غریبه و عنصری نامطلوب محسوب میشد. او طرد و آواره شد و تنها یک سال بعد، در زمستان ۱۹۳۴، در اتاق هتلی در بازل سوئیس، بر اثر نارسایی قلبی و در انزوای کامل درگذشت.
میراث آلوده به مرگ زیکلون بی
با مرگ هابر، داستان او به پایان نرسید؛ برعکس، میراث علمیاش به مسیری تاریک و جبرانناپذیر افتاد که به یکی از هولناکترین فجایع بشری ختم شد.
اندکی پس از پایان جنگ جهانی اول، مؤسسهی تحقیقاتی تحت مدیریت هابر، حشرهکشی قوی بر پایه سیانور تولید کرد. ازآنجاکه این گاز بوی بسیار ضعیفی داشت و ریسک استنشاق تصادفی آن بالا بود، دانشمندان مؤسسه مادهای شیمیایی با بوی تند و هشداردهنده به گاز اضافه کردند تا مردم متوجه خطر شوند. محصول نهایی، زیکلون بی (Zyklon B) نام گرفت.
یک دهه پس از مرگ هابر، ماشین کشتار نازیها به دنبال راهی ارزان و سریع برای اجرای پروژهی هولناک خود میگشت. آنها به سراغ فرمول مؤسسهی هابر رفتند و از شیمیدانها خواستند تا آن مادهی هشداردهندهی بدبو را از ترکیب حذف کنند.
نتیجهی این تغییر کوچک، خلق گاز بیصدایی بود که به اردوگاههای کار اجباری فرستاده شد و فاجعه هولوکاست را رقم زد. دانشمندی که در اعتراض به سیاستهای ضدیهودی نازیها استعفا داد و آوارگی و ترک وطن را به جان خرید، ناخواسته سلاحی را در مؤسسهی خودش پایهگذاری کرده بود که نازیها از آن برای قتلعام میلیونها نفر از جمله اقوام و دوستان خود هابر استفاده کردند.
وقتی به زندگی فریتز هابر نگاه میکنیم، وسوسه میشویم که او را در یکی از دو کفه ترازو بگذاریم: قهرمانی که قحطی را از جهان راند، یا تبهکاری که مرگبارترین تسلیحات شیمیایی را به میدان نبرد آورد. اما هابر بیش از هر قضاوت سیاهوسفیدی، تجسمی از شمشیر دولبهی علم است.
مسیر کشف استخراج نیتروژن از هوا و توسعهی سلاحهای شیمیایی، مسیری بود که علم در آن دوران بهناچار طی میکرد و اگر هابر نبود، دانشمندان دیگری این راه را هموار میکردند.
همانطور که نیترات آمونیوم میتواند هم ضامن بقای نیمی از جمعیت جهان باشد و هم عامل ویرانی یک شهر، هر دستاورد علمی، همیشه پتانسیل دوگانهی تعالی و تباهی را به همراه خود میآورد و این وجدان جمعی بشری است که جهت حرکت آنها را تعیین میکند. پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر نازل پمپ بنزین از کجا میفهمد باک خودرو پُر شده است؟ خبر بعد نظرات کاربران خبر قبل اشتراک گذاری : اگر باتری شارژی شما این ۴ علامت را دارد، همین امروز آن را دور بیاندازید! بیشتر بخوانید: اینیشتین سیاهچاله ها را کشف نکرد؛ داستان واقعی کشف سیاهچاله ها چیست؟ (+عکس) تماشاخانه خلبانان ایرانی در اسارت / ببینید روایتها چه میگویند؟ خجو؛ زنی میان دو دریا، دور از خانه / روایت یک زن صیاد از جنگ جنوب : «این دریا با آن دریا فرق دارد» فیلم های دیگر عضویت در اینستاگرام عصر ایران ۱۵ سال پیش در چنین روزی این لحظه با حافظ گلستان سعدی آموزش زبان انگلیسی آپارات عصر ایران اپلیکیشن عصر ایران
