مرگبارترین اختراع بشر

واپاشی اورانیوم ۲۳۸ با نرخ ثابتی رخ می‌دهد و به سرب ۲۰۶ تبدیل می‌شود. اگر شما نسبت اورانیوم به سرب را در یک سنگ باستانی بدانید، می‌توانید بگویید آن سنگ چه زمانی تشکیل شده است.

پترسون برای کالیبره کردن دستگاه‌هایش به سراغ کریستال‌های «زیرکن» رفت، زیرا این کریستال‌ها ویژگی خاصی دارند: وقتی تشکیل می‌شوند، اتم‌های اورانیوم را در خود حبس می‌کنند اما اتم‌های سرب را به‌شدت پس می‌زنند. بنابراین اگر در یک کریستال زیرکن سرب پیدا کنید، مطمئن هستید که این سرب از بیرون نیامده، بلکه حاصل واپاشی اورانیوم در طول زمان است. اما در همین مرحله پترسون با دیواری نامرئی برخورد کرد.

معمای سرب در آزمایشگاه

پترسون وظیفه اندازه‌گیری سرب را بر عهده داشت و همکارش جورج تیلتون، اورانیوم را اندازه می‌گرفت. داده‌های اورانیوم دقیق و طبق پیش‌بینی بودند، ولی هر بار پترسون نمونه‌ها را در دستگاه می‌گذاشت، با اعدادی دیوانه‌کننده روبه‌رو می‌شد.

مقدار سرب موجود در نمونه‌ها بسیار بیشتر از حد انتظار بود. انگار که کسی مشتی سرب اضافه را توی آزمایشگاه پاشیده باشد. او بارها آزمایش را تکرار کرد. نمونه‌ها را شست، با اسید تمیز کرد، دوباره اندازه گرفت، اما باز هم سرب اضافی آنجا بود. این سرب از کجا می‌آمد؟

پترسون می‌خواست سن زمین را بفهمد، اما نمونه‌هایش همیشه پر از سرب اضافی بود

پترسون نمی‌دانست که این سؤال ساده، قرار است به دغدغه‌ی فکری تمام عمرش تبدیل شود و او را به جنگی تمام‌عیار با قدرتمندترین صنایع آمریکا بکشاند. برای فهمیدن منشأ این آلودگی مرموز، ما باید آزمایشگاه پترسون را ترک کنیم و به چهل سال قبل برگردیم؛ به روزی که یک تصادف رانندگی، آینده صنعت خودرو را تغییر داد.

یک مرگ تصادفی و تولد استارت خودکار

زمستان سال ۱۹۰۸ در شهر دیترویت، زنی در حال رانندگی روی پل «بل آیل» بود که خودرویش خاموش شد. در آن دوران، خودروها استارت برقی نداشتند و برای روشن‌کردنشان باید از ماشین پیاده می‌شدید و هندل فلزی سنگین جلوی ماشین را با زور بازو می‌چرخاندید.

مردی به نام بایرون کارتر که از آنجا می‌گذشت، به کمک او رفت، اما در میانه کار موتور با لگدی غیرمنتظره روشن شد و هندل فلزی با شتابی وحشتناک چرخید و به‌صورت کارتر کوبید. فک او شکست و چند روز بعد بر اثر عفونت ناشی از جراحات جان باخت.

مرگ یک مرد با هندل دستی ماشین، باعث اختراع استارت برقی و موتورهای قوی‌تر شد

هنری للند، مؤسس کارخانه کادیلاک و دوست صمیمی بایرون کارتر که از مرگ دوستش به‌خاطر سیستمی قدیمی و خطرناک افسرده بود، تیمی را استخدام کرد تا راه‌حلی برای این معضل بیابند و به‌این‌ترتیب «استارت برقی» اختراع شد.

سال ۱۹۱۱، کادیلاک مدل ۳۰ به‌عنوان اولین خودروی بدون هندل جهان عرضه شد. این خودرو امن‌تر و بسیار قدرتمندتر بود، هرچند همین قدرت بیشتر، مشکلی تازه و عجیب را پیش روی آن‌ها گذاشت.

ناک موتور؛ وقتی شیمی وارد بازی شد

مشکل جدید، صدایی بود که از دل موتور شنیده می‌شد؛ تق‌تق بلند و آزاردهنده‌ای که به آن «ناک» (Knock) می‌گفتند و نشانه‌ای از تخریب موتور به‌شمار می‌رفت. در موتورهای احتراق داخلی، پیستون مخلوط سوخت و هوا را فشرده می‌کند و سپس جرقه شمع آن را منفجر می‌کند تا پیستون به پایین پرتاب شود، انفجاری که باید کنترل‌شده و موزون رخ دهد.

اما در موتورهای جدید و قدرتمند کادیلاک که فشار داخل سیلندر زیاد بود، بنزین تحمل این فشار را نداشت. سوخت قبل از اینکه شمع جرقه بزند، خودبه‌خود و به شکلی ناگهانی منفجر می‌شد.

مهندسان فهمیدند که سوخت‌های مختلف، مقاومت‌های متفاوتی در برابر این فشار دارند و برای اندازه‌گیری این مقاومت، مقیاسی به نام «عدد اکتان» را معرفی کردند. برای مثال سوخت عالی «ایزواکتان» عدد ۱۰۰ گرفت و سوخت ضعیف «هپتان» عدد صفر. بنزین‌های معمولی آن زمان اکتان پایینی داشتند و موتورهای قوی را تاب نمی‌آوردند.

مشکل ناک زدن موتورهای جدید با مکمل سوخت حل می‌شد

چارلز کترینگ، نابغه جنرال موتورز، به دنبال راهی ارزان بود تا بدون تصفیه پیچیده نفت، عدد اکتان را بالا ببرد و بدین منظور جوانی ۲۷ساله و باهوش به نام توماس میدجلی جونیور را استخدام کرد.

میدجلی در آزمایشگاهش تقریباً هر چیزی را که به ذهنش می‌رسید در باک موتور آزمایشی می‌ریخت؛ از کره آب‌شده و کافور گرفته تا استات و آلومینیوم کلراید؛ ولی هیچ‌کدام اثر خاصی نداشت تا اینکه به اتانول رسید.

وقتی ۱۰ درصد اتانول به بنزین اضافه می‌شد، موتور مثل ساعت کار می‌کرد و خبری از ناک نبود. پس چرا ما امروز در باک ماشین‌هایمان اتانول خالص نداریم؟ واقعیت این بود که اتانول هم قیمت بالایی داشت و هم نمی‌شد آن را به نام شرکت ثبت کرد و انحصارش را در دست گرفت.

میدجلی فهمید سرب ارزان‌ترین راه برای حذف صدای موتور و کسب سود کلان است

کترینگ و میدجلی دنبال راهی بودند که هم کارآمد باشد و هم سودآور. آن‌ها ماده‌ای ارزان، قابل ثبت و بسیار قوی می‌خواستند.

میدجلی به جدول تناوبی پناه برد و متوجه شد که عناصر سنگین‌تر اثر بهتری دارند. ابتدا تلوریوم را امتحان کرد که کار می‌کرد، اما بوی وحشتناکی داشت. میدگلی نوشت: «حتی اگر این ماده مصرف سوخت را نصف کند، بشریت این بو را تحمل نخواهد کرد.»

جست‌وجو ادامه یافت تا اینکه در ۳ دسامبر ۱۹۲۱، میدجلی به عنصر شماره ۸۲ یعنی سرب رسید. ترکیب «تترا اتیل سرب» همان چیزی بود که در رؤیاهایشان می‌دیدند. این مایع بی‌بو، ارزان تولید می‌شد و مقدار اندکی از آن، ناک موتور را کاملاً حذف می‌کرد. میدجلی هیجان‌زده با کترینگ تماس گرفت: «می‌تونی تصور کنی چقدر قراره پول دربیاریم؟ ۲۰۰ میلیون دلار! شایدم بیشتر.» (معادل ۳ میلیارد دلار امروز).

اما مشکل کوچکی وجود داشت؛ سرب سم عصبی شناخته‌شده‌ای بود. مردم قرن‌ها می‌دانستند سرب کشنده است. پس آن‌ها نام محصول جدید را «اتیل» (Ethyl) گذاشتند. کلمه «سرب» به‌عمد از تمام بسته‌بندی‌ها، تبلیغات و نام شرکت حذف شد تا مبادا مردم بترسند.

آن‌ها کلمه «سرب» را از تبلیغات حذف کردند و نام محصول را فریبکارانه «اتیل» گذاشتند

سه غول صنعتی آمریکا جنرال موتورز، دوپونت و استاندارد اویل، با هم متحد شدند و شرکت «اتیل» را تأسیس کردند. در مسابقات ایندیاناپلیس ۵۰۰ سال ۱۹۲۳، سه راننده اول از بنزین اتیل استفاده کردند و پیروز شدند. تقاضا برای بنزین سرب‌دار سر به فلک گذاشت، اما خیلی زود، واقعیت سمی خود را نشان داد.

جنون در کارخانه و انکار حقیقت

در کارخانه تولید اتیل در نیوجرسی، کارگران یکی‌یکی دیوانه می‌شدند. گازهای سربی باعث توهم، تشنج و مرگ می‌شد. پنج کارگر در عرض دو ماه مردند و ده‌ها نفر روانه بیمارستان شدند. رسانه‌ها آنجا را خانه پروانه‌ها نامیدند چون کارگران مسموم توهم می‌زدند که حشرات خیالی را از روی بدنشان پاک می‌کنند.

فشار افکار عمومی بالا گرفت و توماس میدجلی برای نجات اختراعش یک کنفرانس مطبوعاتی ترتیب داد. او در برابر خبرنگاران، ظرفی از تترااتیل سرب را برداشت، دستانش را با آن شست و بخارات آن را برای یک دقیقه کامل استنشاق کرد. بعد با لبخندی گفت: «من می‌توانم هر روز این کار را بکنم و هیچ آسیبی نبینم.»

کارگران کارخانه دیوانه می‌شدند و می‌مردند، اما شرکت‌ها خطر را انکار کردند

میدجلی دروغ می‌گفت. در واقع خودش به‌خاطر مسمومیت شدید ناشی از تماس مداوم با سرب، ماه‌ها در فلوریدا تحت درمان بود تا بدنش پاک‌سازی شود. او می‌دانست این ماده سمی است، اما نمی‌خواست سود بازار را از دست بدهد.

باوجود هشدارهای دانشمندان دانشگاه‌های هاروارد و ییل که سرب را «سمی خزنده و بدخیم» نامیدند، قدرت لابی‌های نفتی دست بالا را داشت. دولت متقاعد شد که «مقادیر کم» سرب خطری ندارد و بنزین سرب‌دار چراغ‌سبز گرفت.

کلر پترسون و مفهوم اتاق پاک

بیایید به دهه ۱۹۵۰ و آزمایشگاه کلر پترسون برگردیم. پترسون که هنوز با معمای سرب‌های اضافی در نمونه‌هایش دست‌وپنجه نرم می‌کرد، نمی‌دانست که دارد با میراث شوم میدجلی می‌جنگد.

او متوجه شد که سرب همه‌جا هست؛ روی میزهای آزمایشگاه، در گردوغبار هوا، روی لباس‌ها و حتی روی موهایش. هر بار که در آزمایشگاه باز می‌شد، هوای آلوده به سربِ شهر شیکاگو وارد می‌شد و نمونه‌های باستانی‌اش را خراب می‌کرد. پترسون به فضایی نیاز داشت که از دنیای آلوده‌ی بیرون کاملاً ایزوله باشد.

سال ۱۹۵۲ پترسون به مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) رفت تا چیزی را بسازد که تا آن روز وجود نداشت:

او ساختمانی قدیمی را انتخاب کرد، تمام سیم‌کشی‌های برق را از دیوارها بیرون کشید چون لحیم آن‌ها سرب داشت. بعد لوله‌کشی‌ها را عوض کرد؛ کف‌ها و میزها را با اسید و آمونیاک سابید و سیستم تهویه‌ای ساخت که هوای فیلتر شده را با فشار به داخل پمپاژ می‌کرد تا گردوغبار بیرون نتواند وارد شود. همکارانش مجبور بودند پیش از ورود به اتاق، لباس‌های پلاستیکی سرتاپایی بپوشند.

پترسون برای فرار از آلودگی محیط، اولین «اتاق تمیز» فوق استریل جهان را ساخت

پترسون ناخواسته مفهوم «اتاق تمیز» (Clean Room) را ابداع کرده بود و حالا می‌توانست سراغ سؤال اصلی‌اش برود: زمین واقعاً چند سال دارد؟ او موفق شد سن زمین را ۴٫۵۵ میلیارد سال محاسبه کند؛ عددی که تا همین امروز دقیق‌ترین برآورد بشر باقی‌مانده است.

پترسون پیروز شده بود، اما معمای اصلی ذهنش را رها نمی‌کرد: چرا بیرون از این اتاق تمیز، دنیا غرق در سرب است؟

ما همه مسموم شده‌ایم: ردپای جنایت در اعماق یخ

صنعت نفت ادعا می‌کرد که سرب موجود در محیط طبیعی است، ولی پترسون به این موضوع شک داشت. او سفری طولانی را آغاز کرد و ابتدا سوار بر کشتی‌های تحقیقاتی شد و نمونه‌هایی از سطح آب و عمق ۴ کیلومتری اقیانوس آرام و اطلس جمع‌آوری کرد.

آزمایش‌ها نشان می‌داد غلظت سرب در آب‌های سطحی ۱۰ برابر بیشتر از آب‌های عمیق است، نمودی واضح از آلودگی دوران معاصر.

در مرحله‌ی بعد به گرینلند و قطب جنوب سفر کرد و با حفاری در یخ‌ها، تاریخچه اتمسفر زمین را بیرون کشید. نمودارهای او ثابت می‌کردند برای هزاران سال، میزان سرب در جو زمین نزدیک به صفر بوده، در دوران امپراتوری روم به‌خاطر استخراج نقره کمی بیشتر شده، اما ناگهان در اوایل قرن بیستم یعنی هم‌زمان با فروش بنزین سرب‌دار، با نرخی باورنکردنی افزایش‌یافته است.

آزمایش یخ‌های قطبی نشان داد میزان سرب جو زمین در قرن بیستم ناگهان افزایش‌یافته است

ولی کار هنوز تمام نشده بود. او به سراغ موزه‌ها و مقبره‌ها رفت و تکه استخوان‌ها و دندان‌های مومیایی‌های پرویی و مصری (با قدمت ۱۶۰۰ سال) را با استخوان‌های اجساد مدرن در سردخانه‌ها مقایسه کرد.

صنعت سرب ادعا می‌کرد که بدن انسان مدرن شاید دو یا سه برابر سرب بیشتری داشته باشد، اما پترسون کشف کرد که بدن آمریکایی‌های قرن بیستم، هزار برابر بیشتر از اجدادشان سرب دارد.

انسان‌های مدرن، باری سمی را در استخوان‌هایشان حمل می‌کردند که هرگز قرار نبود آنجا باشد. پترسون ثابت کرد که مفهوم «سطح طبیعی سرب در خون» که پزشکان از آن حرف می‌زدند، واقعیت ندارد. انسان‌ها در فضایی سمی نفس می‌کشیدند که میدجلی ساخته بود.

تلفات خاموش؛ دزد هوش و معمار خشونت

سرب عنصر شروری است؛ در بدن جایگزین کلسیم می‌شود و به کلیه و مغز حمله می‌کند. تحقیقات نشان می‌دهد که کودکان به‌شدت نسبت به سرب آسیب‌پذیرند و حتی مقادیر بسیار کم سرب، باعث کاهش ضریب هوشی، اختلال در یادگیری و مشکلات رفتاری می‌شود.

تصاویر MRI نشان می‌دهند مغزِ بزرگسالانی که در کودکی در معرض سرب بوده‌اند، کاهش حجم قابل‌توجهی دارد؛ کاهشی که بیش از همه در ناحیه‌ی قشر پیش‌پیشانی دیده می‌شود. بخش‌هایی از مغز که این کاهش حجم را تجربه کرده‌اند، به‌صورت رنگی روی الگوی یک مغز سالم نمایش داده شده‌اند

درعین‌حال نمودارهای آماری نشان می‌دهند که منحنی جرم و جنایت با تأخیری ۲۰ساله دقیقاً از منحنی مصرف سرب پیروی می‌کند. کودکانی که در اوج مصرف بنزین سرب‌دار مسموم شده بودند، بیست سال بعد به جوانانی تبدیل شدند که رفتارهای ضداجتماعی و خشونت‌آمیز بیشتری نشان می‌دادند. با حذف سرب، نرخ جرم نیز سقوط کرد.

سرب باعث کاهش ضریب هوشی کودکان و افزایش رفتارهای خشونت‌آمیز در جامعه شد

طبق برآوردها سرب مسئول میلیون‌ها مرگ ناشی از بیماری‌های قلبی در قرن بیستم است. تصمیم میدجلی برای سود بیشتر، به قیمت جان میلیون‌ها انسان و هوش جمعی بشریت تمام شد.

اختراع دوم میدجلی و آسیب‌های بیشتر

اگر فکر می‌کنید آسیب‌های توماس میدجلی به همین‌جا ختم می‌شود، اشتباه می‌کنید. پس از موفقیت مالی سرب، جنرال موتورز مأموریت دیگری را به او سپرد: یخچال‌های آن زمان از گازهای سمی و قابل‌اشتعال مثل آمونیاک استفاده می‌کردند که گاهی منفجر می‌شدند و میدجلی باید گاز امن‌تری پیدا می‌کرد.

او در سال ۱۹۲۸ خانواده‌ی از گازهای «کلروفلوئوروکربن» (CFC) یا همان نام تجاری مشهور «فریون» را اختراع کرد و برای اثبات امنیتش، نمایش عمومی دیگری به راه‌انداخت؛ او با نفسی عمیق گاز را به داخل ریه‌هایش کشید و بعد شمعی را با بازدم خود خاموش کرد تا نشان دهد این گاز خطری ندارد. فریون دنیا را فتح کرد؛ از یخچال‌ها تا اسپری‌های مو.

میدگلی لایه اوزون را هم با گاز فریون نابود کرد و در نهایت توسط اختراع طنابی‌اش خفه شد

فریون در لحظه برای انسان بی‌خطر بود؛ اما میدجلی نمی‌دانست که این گاز بسیار پایدار است و وقتی به لایه‌های بالای جو می‌رسد، لایه اوزون را نابود می‌کند.

اختراع دوم او باعث ایجاد سوراخ لایه اوزون و افزایش سرطان پوست در سراسر جهان شد. جان مک‌نیل، مورخ مشهور می‌گوید: «میدجلی بیش از هر موجود زنده دیگری در تاریخ زمین، بر اتمسفر سیاره تأثیر منفی گذاشته است.»

سرنوشت دو مرد و پیروزی دیرهنگام حقیقت

توماس میدجلی، سال ۱۹۴۰ به فلج اطفال مبتلا شد، اما ذهنش آرام ننشست و سیستمی از طناب‌ها و قرقره‌ها طراحی کرد تا بتواند خودش را از تخت بلند کند. نوامبر ۱۹۴۴، جسد او در حالی پیدا شد که در میان طناب‌های اختراع خودش گیرکرده و خفه شده بود. میدجلی توسط مخلوق خودش کشته شد؛ نمادی تلخ از زندگی حرفه‌ایش.

در سوی دیگر، مبارزه کلر پترسون ۲۰ سال طول کشید. او در برابر ثروتمندترین صنایع جهان ایستاد، بودجه‌های تحقیقاتی‌اش قطع شد و حتی سعی کردند او را از دانشگاه اخراج کنند. اما داده‌های علمی او آن‌قدر دقیق و انکارناپذیر بود که سرانجام سیاست‌مداران را مجبور به تسلیم کرد.

سال ۱۹۷۳، سازمان حفاظت محیط‌زیست آمریکا پروسه‌ی کاهش سرب در بنزین را آغاز کرد و سال ۱۹۸۶ ژاپن به‌عنوان نخستین کشور، پیشگام ممنوعیت کامل این سوخت شد. به‌تدریج سایر کشورها نیز این روند را ادامه دادند و در نهایت سال ۲۰۲۱، الجزایر به‌عنوان آخرین کشور، فروش بنزین سرب‌دار را متوقف کرد.

امروز سطح سرب در خون کودکان بیش از ۹۰ درصد کاهش‌یافته و لایه اوزون به لطف پروتکل مونترال و ممنوعیت CFCها در حال ترمیم است. پترسون نه‌تنها سن واقعی زمین را به ما گفت، بلکه با تلاشش جان میلیون‌ها انسان را نجات داد و از آسیب مغزی نسل‌های آینده جلوگیری کرد.

میدجلی و پترسون دو روی سکه‌ی علم بودند؛ توماس میدجلی مهندسی نابغه بود، اما هرگز به عواقب بلندمدت راه‌حل‌هایش اهمیتی نداد، نمادی از علم در خدمت سود کوتاه‌مدت. در مقابل، کلر پترسون به حقیقت متعهد ماند؛ دانشمندی که حاضر نشد علم را فدای مصلحت کند و برای یافتن پاسخ یک سؤال ساده تا انتهای زمین رفت.