Sadza przyczynia się do globalnego ocieplenia

Naukowcy wykryli kolejnego sprawcę ocieplenia klimatu. To sadza, która osiada na powierzchni śniegu i lodu.

Główną przyczyną wzrostu temperatury na naszej planecie jest coraz większa ilość dwutlenku węgla w atmosferze. Pochłania on emitowane przez Ziemię ciepło i nie pozwala mu uciec w kosmos. Nie można jednak zrzucić całej winy na dwutlenek węgla. Okazuje się, że zwykła czarna sadza aż w jednej czwartej przyczynia się do globalnego ocieplenia - dowodzi w "Proceedings of the National Academy of Sciences" James Hansen i Larissa Nazarenko z Instytutu Badań Kosmicznych Goddarda, placówki badawczej założonej wspólnie przez NASA i Uniwersytet Columbia. 

Czarna północ, białe południe 

Kiedy sadza osiada na powierzchni śniegu, zmniejsza jego zdolność do odbijania światła. Część słonecznych promieni zostaje pochłonięta przez maleńkie czarne drobiny węgla i zamieniona na energię cieplną. Zjawisko to znane jest od dawna, ale mało kto się spodziewał, że może ono mieć dla ziemskiego klimatu aż tak poważne konsekwencje - piszą James Hansen i Larissa Nazarenko. 

Badacze prześledzili dane na temat stężenia sadzy w różnych miejscach kuli ziemskiej. Takie pomiary są wykonywane systematycznie dopiero od niedawna i nie wszędzie - głównie w Europie, Ameryce Północnej, Arktyce i na Antarktydzie. Od czasu, gdy nad Chinami i Indiami wykryto olbrzymią chmurę sadzy, którą wiatr spycha nad Ocean Indyjski, również wschodnia i południowa Azja stała się przedmiotem tego typu badań. Wciąż jednak informacji na temat tego, jak dużo sadzy opada na powierzchnię ziemskich lądów, jest niewiele. Dlatego autorzy badań swoją analizę określają jako "częściowo subiektywną", zastrzegając jednak, że z braku lepszych danych nie da się na razie przygotować bardziej precyzyjnej, a z wnioskami nie można czekać do chwili, gdy będziemy wiedzieli wszystko, bo taki moment nigdy nie nadejdzie. 

Z danych, którymi dysponowali Hansen i Nazarenko, wynika, że półkula północna jest znacznie silniej zanieczyszczona sadzą niż półkula południowa. Na Antarktydzie śnieg jest wciąż tak samo śnieżnobiały jak dawniej, natomiast w Arktyce zawiera już znaczną domieszkę czarnych drobin. Najwięcej sadzy jest jednak w śniegu alpejskim. Zdaniem badaczy podobnie może być w Himalajach, dokąd systematycznie docierają zanieczyszczenia znad Chin i Indii.

Sadza weszła do gry

Eksperymenty terenowe i badania w laboratorium pokazują, że właściwości śniegu są bardzo wrażliwe na obecność sadzy. Wystarczy, że jej stężenie wynosi kilka części na miliard, by albedo śniegu, czyli jego zdolność do odbijania światła słonecznego, zostało zmniejszone o 1 proc. Tymczasem - jak wskazują pomiary - w Arktyce i w Alpach sadzy jest dużo więcej, od 10 do 100 części na miliard – informuje Hansen. Posługując się modelem komputerowym, badacze oszacowali, że śnieg na półkuli północnej odbija dziś średnio o 3 proc. mniej promieniowania słonecznego niż sto lat temu. W samej Arktyce albedo spadło o 1,5 proc., w Grenlandii - 0,6 proc., a w Antarktydzie, wciąż nieskażonej zanieczyszczeniami, utrzymuje się bez zmian.

Niewątpliwie przyczyniło się to do wzrostu temperatury na Ziemi. Wykonane przez nas obliczenia obejmują okres od 1880 do 2000 roku. Symulacje komputerowe pokazały, że za obserwowane w tym czasie globalne ocieplenie aż w 25 proc. winna jest sadza, która zanieczyściła śnieg, a za resztę odpowiadają gazy cieplarniane – relacjonuje Nazarenko.

Co więcej, według Hansena i Nazarenki mikroskopijne cząstki węgla są dwukrotnie skuteczniejszym "ogrzewaczem" planety niż dwutlenek węgla. W wyniku większego pochłaniania ciepła słonecznego śnieg szybciej topnieje, jego kryształki zlepiają się ze sobą, co powoduje, że absorbują one jeszcze większą ilość światła. Ciepły śnieg, bliski temperaturze topnienia, ma sam w sobie niższe albedo, ponadto wytapiają się z niego kawałki skał i gruzu skalnego, który również pochłania promieniowanie. I tak śladowe ilości sadzy mogą uruchomić proces sprzężenia zwrotnego, w wyniku którego topią się płaty śniegu lub bryły lodu. Zjawisko to jest szczególnie silne pod koniec zimy i na wiosnę – tłumaczy Nazarenko. 

Dotychczas - podsumowują badacze swój artykuł w "Proceedings of the National Academy of Sciences" - sadza wzbudzała niepokój jako jeden ze składników zanieczyszczających powietrze i zmniejszających jego przezroczystość. Ale być może bardziej złowieszczą rolę gra ona dopiero wtedy, gdy wraz z kroplami deszczu lub płatkami śniegu osiądzie na powierzchni. Staje się wówczas pierwszoplanowym uczestnikiem gry, której stawką jest równowaga klimatyczna planety – konkluduje Hansen. 

Można się tylko pocieszyć, że ostatnio poziom sadzy - jak sugerują niektóre pomiary - zaczął się gdzieniegdzie, np. w Europie i Arktyce, obniżać.

Sadza jaka jest, każdy widzi 

Sadza to czarny proszek składający się głównie z mikroskopijnych drobin węgla. Średnica tych cząsteczek węgla jest wielokrotnie mniejsza od średnicy ludzkiego włosa. Nic dziwnego, że wiatr łatwo unosi ten drobiazg w górę i przenosi go na znaczne odległości, liczone nawet w tysiącach kilometrów. Autorzy pracy w "PNAS" podkreślają, że pozbycie się nadmiaru sadzy z powietrza powinno być znacznie łatwiejsze niż pozbycie się nadwyżki dwutlenku węgla. Dysponujemy już odpowiednimi technologiami, dzięki którym możemy w ciągu kilkunastu lat zmniejszyć ilość sadzy do poziomu sprzed epoki przemysłowej. Byłoby to z korzyścią dla środowiska i naszego zdrowia – postulują.

Lepiej jej nie wdychać 

Sadza potrafi doprowadzić do zawału serca - wskazują wyniki badań zdrowotnych opublikowanych parę dni temu przez pismo "Circulation". Autorzy pracy przygotowanej na podstawie danych zebranych ze 150 amerykańskich miast twierdzą, że wdychanie powietrza zawierającego sadzę zagraża nie tylko płucom, ale również układowi krążenia. Na sto zgonów, których przyczyną jest zanieczyszczenie powietrza, około 70 przypada na choroby serca, a tylko 30 na choroby płuc – uważa autor raportu Arden Pope.