Aerosóly sú veľmi malé častice rozptýlené v plyne, napríklad vo vzduchu. Môžu byť buď pevné - v tom prípade vzniká dym, alebo kvapalné, a potom máme hmlu. Prirodzeným zdrojom aerosólov sú hlavne vulkány a požiare, no na ich výskyte sa významne podieľa aj priemyselná, teda ľudská činnosť.
Mikroskopické aerosólové čiastočky významne ovplyvňujú tvorbu, vlastnosti a životnosť mrakov, ktoré sa stále považujú za akúsi divokú klimatickú kartu, lebo je ťažké zistiť ich vplyv na globálnu zmenu podnebia. Aerosóly taktiež súčasne ochladzujú aj otepľujú atmosféru. Presnejšie, pod sebou ju ochladzujú, pretože zabraňujú slnečným lúčom v prieniku. Tým, že odrazia teplo späť, zas ohrievajú vyššie vrstvy atmosféry.
Teraz prišiel 25-členný medzinárodný vedecký tím so štúdiou, ktorá je prvou komplexnou analýzou aerosólov, neovplyvnených znečistením. Členovia tímu chceli pochopiť, ako môže prirodzený životný cyklus aerosólov vplývať na tvorbu mrakov, a teda aj na vývoj klímy.
Na experimenty si vybrali Amazóniu, rozľahlú oblasť, kde rastie vyše polovice všetkých dažďových pralesov na Zemi. V jednej jej časti analyzovali vzduch, ktorý sa azda najviac môže podobať na pokrývku, ktorá ležala nad zemeguľou pred priemyselnou epochou.
Veľmi špecifický druh
Tím výskumníkov, ktorý vycestoval do Amazónie, bol veľmi špecifickým druhom ľudí, ktorých zvyčajne nazývame archeológovia, lebo túžia preniknúť pod zem. Vedci, ktorí sa vybrali do povodia Amazonky, však chceli hľadať známky zašlých časov vo vzduchu. Možno najčudnejšie na tom všetkom je, že sa im to podarilo.
Výskum uskutočnili v januári až marci v období dažďov v odľahlej Amazonskej panve severne od brazílskeho mesta Manaus. Vedci a najmä ich citlivé prístroje sa tak vyhli znečisteniu, ktoré v suchej sezóne prináša obdobie ohňov a odlesňovania; znečistený vzduch sa väčšinou objavuje aj na severnom okraji Amazónie.
Vzorky takmer predindustriálneho vzduchu lovili zo 40-metrovej teleskopickej veže a použili veľa dostupných techník, aby pohyblivé atmosférické častice našli a zobrazili.
Množstvo zmeraných aerosólových častíc, ktoré sa vylučovali a sformovali v ekosystéme dažďového pralesa, bolo minimálne. Prístroje zaznamenali ich koncentráciu iba v stovkách na kubický centimeter.
Nebolo to nijaké prekvapenie napriek tomu, že v oblastiach s vysokým výskytom ľudí a priemyslu dosahuje v rovnakom množstve vzduchu koncentrácia častíc až desaťtisíc. Preto vedci študujúci klímu nedokážu v obývaných miestach zmerať akúkoľvek zmenu ani v prípade, že pribudnú ďalšie častice. A potom už je v princípe jedno, či majú v rodnom liste zapísanú ako matku prírodu alebo ako otca človeka.
Veľký tropický reaktor
Ďalšie zistenie však už prekvapujúce bolo. Nad Amazonskou panvou dominujú čisté kvapôčky vody, ktoré obsahujú vyše 85 percent častíc menších ako mikrometer (0,001 milimetra), a práve tie sú pre tvorbu mrakov najdôležitejšie. Vedci sa presvedčili, že v týchto takmer panenských podmienkach je možné vystopovať proces ich vzniku až po oxidáciu s emisiami rastlín, teda až po takzvané sekundárne organické aerosólové častice.
„Je to druh tekutých organických častíc. Prvý raz sa nám podarilo zobraziť jednu takúto izolovanú časticu,“ povedal Scot Martin z Harvardovej univerzity, vedúci autor štúdie, ktorá vyšla v Science. „Až doteraz bola každá izolovaná častica na severnej pologuli a v ďalších obývaných oblastiach ovplyvnená činnosťou ľudí a zaplnená sadzami, nitrátmi a ďalšími nečistotami.“
Chemická analýza aerosólov ukázala, že v Amazónii môžu organické zložky pri formovaní atmosférických aerosólov dokonca prevažovať.
„Tieto častice ovplyvňujú formovanie mrakov. To, ako sa formujú mraky, zas ovplyvňuje zrážky, a to všetko ovplyvňuje kondíciu rastlín. Hovoríme tomu veľký tropický reaktor,“ povedal Martin. „Všetko je spojené so všetkým. V našom výskume sme urobili reálny krok k pochopeniu vzájomných vzťahov prírodných aerosólov a mrakov.“
Hmotnostný aerosólový spektrometer s vysokým rozlíšením.
Osudy dažďových kvapiek
„Teraz môžeme povedať, že množstvo dažďových kvapiek v mrakoch nad amazonským dažďovým pralesom limitujú aerosóly,“ povedal Jose-Luis Jimenez z Coloradskej univerzity, spoluautor článku v Science. „A množstvo aerosólov závisí od toho, koľko organického materiálu ekosystém uvoľní.“
Anne-Marie Schmoltnerová z americkej Národnej vedeckej nadácie, ktorá spolu s ďalšími organizáciami výskum aerosólov spolufinancovala, Jimenezove slová potvrdila: „Štúdia ukázala tesnú spojitosť, ktorá v tomto neporušenom prostredí existuje medzi emisiami z rastlín, aerosólmi, oblakmi a zrážkami.“
Spočíva v tom, že v atmosfére na plynné molekuly, ktoré vylučujú rastliny, útočia špecifické molekuly (ozón a hydroxylové radikály). Menia chemickú štruktúru organických zlúčenín tým, že k nim pridajú atómy kyslíka. Výsledkom je, že plynná molekula sa stáva oveľa nestálejšou a môže z nej vzniknúť kvapalná.
Nízka koncentrácia aerosólov a vysoký obsah druhotných organických častíc môžu znamenať, že súhra medzi časticami, mrakmi a zrážkami v pôvodných klimatických systémoch sa veľmi líši od systémov, ktoré sa utvárajú nad morskými oblasťami alebo nad takými, ktoré sú postihnuté znečistením.
Ako sa formujú mraky
Tento výskum môže poskytnúť kľúč k pochopeniu, ako sa formujú mraky, pretože ukázal základné chemické rozdiely medzi prírodným a znečisteným prostredím. Umožní taktiež lepšie pochopiť, ako funguje neporušený klimatický systém na rozdiel od vzniku mrakov, ktoré ovplyvňuje ľudská činnosť. Je to dôležité pri modelovaní vývoja vplyvu človeka na globálnu zmenu klímy.
Aj Amazonská panva, samozrejme, prechádza obdobím zmien a vývoja. Je zbytočné nad ňou roniť slzy. Pre Brazílčana Paula Artaxa, spoluautora štúdie, to znamená predovšetkým šancu pozorovať vplyv ľudskej aktivity na atmosféru v reálnom čase.
„V Brazílii teraz máme viac solídnej vedy na to, aby sme mohli podporiť udržateľný vývoj v amazonskej oblasti,“ povedal Artaxo, fyzik z Univerzity São Paulo. „Dúfame, že v budúcnosti objasníme mechanizmy spolupráce vegetácie s atmosférou, čo nám pomôže odhaliť hlavné prirodzené spätné väzby a monitorovať zmenu prebiehajúcu v atmosfére v súvislosti s odlesňovaním.“
Hlavný zdroj: webová stránka Národnej vedeckej nadácie, USA
