https://frosthead.com

Syrevejr og vores økosystem

Geolog Rich April klatrer op den lille bakke bag Colgate University og kører ind på kirkegården. Han stopper foran en hvid marmorsøjle opført i 1852. Inskriptionen er næsten uleselig. Over tid vil enhver sten, der er udsat for elementerne, blive vejr, forklarer April, men denne marmor er vejret unaturligt hurtigt. Den skyldige? Syreregn.

April trækker et hætteglas med syre fra lommen for at demonstrere. Han skruer hætten af ​​og lader et par dråber lække ud på stenen, hvor de svirrer og boble. Regnen, der faldt i hele det nordøstlige i den sidste halvdel af det 20. århundrede, var ikke så surt som væsken i aprilhætteglas, men princippet er det samme. Syre spiser marmor. Givet nok tid, kan det slette selv ord, der er beregnet til at vare en evighed.

Virkningerne af surt regn strækker sig langt ud over kirkegårde. Syre regn ødelagde fiskebestande i søer og vandløb, skadede skrøbelige jordarter og beskadigede millioner af hektar skov over hele verden.

Disse vidtrækkende virkninger illustrerer den dybe indvirkning luftforurening kan have på jorden. Men historien om surt regn er også en fortælling om, hvordan forståelse af luftforurening kan føre til løsninger. På grund af overvældende videnskabelige beviser, der forbinder kraftværksemissioner med surt regn og surt regn med død af søer, har nye regler dramatisk reduceret emissionerne og renset det regn, der falder på De Forenede Stater.

Udtrykket "surt regn" blev myntet i midten af ​​1800-tallet, da Robert Angus Smith, en skotsk kemiker, der arbejdede i London, bemærkede, at regn havde en tendens til at være mere sur i områder med mere luftforurening, og at bygninger smuldrer hurtigere i områder, hvor kul er brændt. Men det tog endnu et århundrede for forskere at indse, at sur nedbør var et udbredt miljøproblem. Skandinaviske forskere begyndte at dokumentere sur skade på søer og vandløb i 1950'erne. I 1963 begyndte Gene Likens, derefter i Dartmouth, og kolleger at indsamle og afprøve pH i regnvand i New Hampshire's White Mountains som en del af en økosystemundersøgelse. De blev overrasket over at finde ud af, at det var ret surt, men de havde ikke meget grundlag for sammenligning; på det tidspunkt måles forskere ikke regelmæssigt pH i regnvand.

Likens tog et job hos Cornell et par år senere og satte instrumenter til at indsamle regnvand i Finger Lakes-regionen og observerede snart, at regnen i New York var omtrent så sur som regn i New Hampshire. ”Det var den første ledetråd, vi havde, at dette kunne være en slags regionalt fænomen, ” siger han. Men hverken Likens eller hans kolleger havde en klar idé om, hvad årsagen måtte være.

Likens vandt et stipendium, der tog ham til Sverige i 1969, en serendipitøs begivenhed, siger han, fordi han mødte Svante Odén, en videnskabsmand ved Uppsala University, som havde observeret de samme tendenser i Sverige, som Likens havde observeret i det nordøstlige USA. Odén havde fingeren på en potentiel sag. ”Han forsøgte at opbygge en sag, som [sur regn] muligvis skyldes emissioner fra de mere industrialiserede områder i Europa, ” minder Likens.

Likens og hans kolleger spores emissionerne fra kulfyrede kraftværker og undersøgte satellit- og flydata, og de fandt en lignende langdistanceforbindelse. ”Visst nok kom emissionerne primært fra Midwestern-stater som Indiana, Ohio, Illinois og Kentucky, ” minder Likens. "De var på vej bogstaveligt talt tusinder af kilometer til New England og det sydøstlige Canada og kom tilbage som syrer."

Han rapporterede om sine fund i Science i 1974, og historien blev straks afhentet af aviser. Telefonen holdt ikke op med at ringe i måneder, husker Likens. ”Det var den medieeksponering, der virkelig satte surt regn på kortet i Nordamerika.”

Forekommer surt regn, indså Likens og Odén og andre videnskabsfolk, når svovldioxid og nitrogenoxid trænger ind i atmosfæren og reagerer med vand for at danne svovlsyre og salpetersyre. Der findes naturlige kilder til disse gasser - vulkaner, for eksempel, svømmer svovldioxid ud - men langt de fleste stammer fra forbrænding af fossile brændstoffer, især af kulfyrede kraftværker. De høje rygestasker tillader forurening at rejse lange afstande. Ifølge undersøgelser udført af Likens og hans kolleger har normalt regnvand en pH på 5, 2. I 1970'erne og 1980'erne, hvor sur nedbør var som værst, registrerede forskere pH-niveauer så lave som 2, 1, ca. 1000 gange mere sure.

Geolog Rich April undersøger en gravsten sorte af surt regn. (Cassandra Willyard) Regionens arv fra surt regn er tydeligt synligt i den sorte skorpe på gravstenene på Madison Street Cemetery i Hamilton, New York. (Cassandra Willyard) Surt regn accelererer vejrprocessen. Denne marmorsøjle, der blev opført i 1850'erne, er blevet dårligt forvitret. Inskriptionen, der er udskåret på den anden side af monumentet, er næsten uleselig. De vener, der er synlige på denne side af søjlen, er sammensat af et mineral, der er mere modstandsdygtigt over for forvitring og virkningerne af surt regn. (Cassandra Willyard) Surt regn kan gøre kalksten til gips, et blødt mineral, der fælder snavs. Denne transformation er tydelig i de mørke pletter langs taglinjen af ​​Colgate University's Lathrop Hall. (Cassandra Willyard) Kirkegården på Colgate University, et lille liberalt kunsthøjskole i Hamilton, New York. (Cassandra Willyard)

Syre regn påvirkede mange dele af De Forenede Stater, men nordøstene led den mest økologiske skade. Adirondack-bjergene viste sig især modtagelige. Mange jord indeholder calciumcarbonat eller andre mineraler, der kan neutralisere surt regn, før det siver ind i søer og vandløb. ”Desværre har Adirondacks næsten ingen, ” siger April. Som et resultat blev søer og vandløb hurtigt sure og dræbte fisk og andre akvatiske dyr.

I slutningen af ​​1970'erne undersøgte forskere 217 søer over 2.000 meter i Adirondacks og fandt, at 51 procent var meget sure. Nyhederne var så dystre, at forskere begyndte at forsøge at avle mere syrtolerante ørredstammer. En medarbejder i New York sammenlignede området med Death Valley. Et årti senere fandt en større undersøgelse, der omfattede 849 søer over 1.000 fod, op til, at 55 procent enten var fuldstændig blottet for liv eller på randen af ​​sammenbrud.

Da det videnskabelige bevis, der forbinder surt regn med kraftværksemissioner og økologiske skader monteret, brød kampe ud blandt industrien, forskere og miljøforkæmpere. ”1980'erne er en periode, jeg kalder 'sure regn-krige', ” siger Likens. ”Der var enorm rancorous grim kontrovers.” Miljøforkæmpere fra Greenpeace klatrede i kraftværkets rygestakke og hængte bannere i protest; forskere vidnede før kongressen om forbindelsen mellem emissioner og surt regn, alvorligheden af ​​virkningerne og om den foreslåede lovgivning ville have indflydelse; og kraftindustrien satte spørgsmålstegn ved videnskaben og argumenterede for, at reguleringer ville føre elektricitetspriserne til skyhøje.

Kongressen vedtog adskillige ændringer til Clean Air Act i 1990, der reducerede emissionerne af svovldioxid gennem en ordning med handel og handel. Målet var en reduktion på 50 procent i svovldioxidemissioner fra 1980-niveauer. Dette mål blev nået i 2008, to år før fristen, der blev fastsat til 2010. Svovldioxidemissioner faldt fra 17, 3 millioner tons i 1980 til 7, 6 millioner ton i 2008, mindre end de 8, 95 millioner tons, der kræves i 2010.

Virkningen har været bemærkelsesværdig. Doug Burns, en videnskabsmand ved den amerikanske geologiske undersøgelse i Troy, New York, der leder National Acid Precipitation Assessment Program, siger, at regnen i Nordøst i dag er omkring halvdelen så sur som det var i begyndelsen af ​​1980'erne. Derfor er overfladevandet blevet mindre surt, og skrøbelige økosystemer begynder at komme sig.

Mange steder har opsvinget imidlertid været smerteligt langsomt. Forskere ved nu, at surt regn ikke kun forsurede søer og vandløb, det udvaskede også kalk fra skovjord. At calciumnedbrydning har haft ødelæggende virkninger på træer, især sukker ahorn og rød gran. Syre regn udvask calcium fra nåle af rød gran, hvilket gør dem mere modtagelige for kulde. Det lækker også calcium og magnesium fra jorden, hvilket kan stresse sukker-ahorn. Derudover tillader surt regn aluminium at samle sig i jorden. Når træer optager aluminium, kan deres rødder blive sprøde.

Nogle forskere har forsøgt at tilføje calcium tilbage i skoven for at fremskynde bedring. April er i øjeblikket involveret i et sådant eksperiment i Adirondacks. I løbet af de sidste fire og et halvt år er kalk kun trængt ind i de øverste 15 centimeter skovbund. ”Det tager meget lang tid for [kalket] at komme ned i jorden, ” siger April, så det bliver ikke en hurtig løsning.

April vil gerne have, at svovldioxid og andre emissioner begrænses yderligere. ”Vi har stadig sur nedbør, ” siger han. ”Nogle søer ser ud som om de måske er klar til at vende tilbage, og hvis vi reducerer emissionerne mere, ville de have det.”

Princeton Universitets Michael Oppenheimer, der var en nøgleafspiller i syrekrigene som chefforsker for bevaringsgruppen Environmental Defense Fund, er enig. ”Jeg synes, at svovldioxid og nitrogenoxid skal fjernes effektivt, ” siger han. ”Vi burde gå mod nul og se, hvor tæt vi kan komme.”

Selvom nogle effekter af surt regn er vedvarende, betragter de fleste forskere det som en miljømæssig succeshistorie. ”Videnskab identificerede problemet. Videnskaben gav retningslinjerne for, hvordan man forsøger at løse problemet, ”siger Likens. ”Succesen er, at vi har taget handling som et samfund for at prøve at tackle problemet.”

Syrevejr og vores økosystem