Horúčavy spustili nečakanú chemickú reakciu. Príroda sa „sprisahala“ proti ľuďom

Čína investovala viac než desať rokov do boja proti smogu. Sprísnila emisné limity pre autá, elektrárne aj priemysel a výsledky boli pôsobivé. Koncentrácie jemných prachových častíc každým rokom klesali a milióny ľudí dýchali čistejší vzduch. Potom prišlo leto 2022.

Namiesto ďalšieho zlepšenia zaznamenali vedci prudký nárast prízemného ozónu, jedného z najškodlivejších znečisťujúcich plynov pre ľudské zdravie. A to napriek tomu, že emisie z dopravy a tovární ďalej klesali. Niečo sa zmenilo.

Výskumníci z Fudan University v spolupráci s Duke University a Kalifornskou univerzitou v Irvine teraz ukázali, že počas extrémnych horúčav sa proti človeku dokáže obrátiť samotná príroda. Ich štúdia publikovaná v časopise Environmental Science and Ecotechnology, na ktorú upozornil mimo iných aj portál Earth, opisuje mechanizmus, ktorý môže postupne oslabiť desaťročia úspešného čistenia ovzdušia.

A čo je ešte dôležitejšie, nejde len o problém Číny. Južná Európa aj stredná Európa zažívajú čoraz dlhšie obdobia extrémnych horúčav a sucha. To, čo dnes sledujú vedci v povodí rieky Jang-c’-ťiang, môže byť o niekoľko rokov realitou aj u nás.

Keď sa stromy dostanú do stresu, začnú meniť chémiu ovzdušia

Na prvý pohľad to znie absurdne. Stromy predsa čistia vzduch. Je to pravda, no iba do určitej miery. Pri extrémnych teplotách nad približne 30 až 35 °C sa dostávajú do tepelného stresu. Aby ochránili svoje bunky, začnú vo veľkých množstvách uvoľňovať prchavé organické látky. Vedci ich označujú ako terpenoidy, pričom najvýznamnejším je izoprén.

Za normálnych okolností ide o prirodzenú súčasť fungovania lesa. Práve tieto látky dávajú ihličnatým lesom ich typickú vôňu. Počas rekordných horúčav sa však situácia dramaticky zmenila. V najviac postihnutých oblastiach Číny vyskočili emisie izoprénu o viac než 130 % oproti dlhodobému priemeru.

To však bol iba prvý diel celej skladačky.

Leto 2022 patrilo medzi najhorúcejšie v histórii Číny. V niektorých oblastiach povodia rieky Jang-c’-ťiang vystúpili teploty približne o šesť stupňov Celzia nad normál. Na viacerých miestach pôda stratila viac ako polovicu svojej vlhkosti. Práve tam nastal druhý problém.

Unsplash

Mikroorganizmy žijúce v pôde začali vo väčšej miere uvoľňovať oxidy dusíka. Vedci tento jav poznali už dávnejšie, no nikdy ho neskúmali súčasne s extrémnym nárastom emisií zo stromov. Ukázalo sa, že práve kombinácia oboch javov vytvorila dokonalú chemickú búrku. Najzaujímavejšia časť štúdie sa skrýva práve v chemických reakciách.

Za bežných podmienok vzniká prízemný ozón pomerne komplikovaným procesom, počas ktorého sa časť ozónu priebežne spotrebúva. Atmosféra má teda prirodzenú brzdu. Vedci však odhalili nový mechanizmus.

Látky vypustené stromami vytvárajú veľmi reaktívne peroxylové radikály. Tie okamžite reagujú s oxidom dusnatým uvoľneným z pôdy a premieňajú ho na oxid dusičitý bez toho, aby sa pri tom spotreboval ozón. Potom už stačí slnečné žiarenie. Oxid dusičitý sa rozloží a vytvorí nový prízemný ozón. Inými slovami, atmosféra našla chemickú skratku, ktorá obišla svoju vlastnú ochrannú brzdu.

Výsledok bol dramatický. Počas horúčav vzrástli koncentrácie prízemného ozónu v celom povodí Jang-c’-ťiang približne o 21 % oproti priemeru rokov 2020 až 2021.

NASA, Wikimedia / Adrian Pingstone

Vedci hovoria o nečakanom „sprisahaní“ prírody

Autori štúdie priznávajú, že sila tohto mechanizmu ich prekvapila.

„Vegetácia a pôda sa počas vĺn horúčav v podstate sprisahali. Stromy vypúšťajú reaktívne zlúčeniny, ktoré výrazne zosilnia oxidačnú schopnosť atmosféry. Tá potom zachytáva dusík z pôdy a premieňa ho na ozón oveľa rýchlejšie, než sme si doteraz mysleli.“

Vedci zároveň upozorňujú, že ak tento mechanizmus nezapočítame do budúcich stratégií čistenia ovzdušia, môžeme podľa ich slov „naháňať vlastný chvost“, zatiaľ čo planéta sa bude ďalej otepľovať.

Najväčší paradox je však ten, že čím čistejšie mestá máme, tým citlivejšie reagujú na horúčavy. Práve tu sa skrýva najzásadnejší objav celej práce. Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že menej emisií znamená automaticky menej smogu. Atmosférická chémia však funguje oveľa komplikovanejšie.

V minulosti produkovali autá, elektrárne aj továrne obrovské množstvo oxidov dusíka. Reakcie v atmosfére preto prebiehali inak. Keď sa však ľudské emisie výrazne znížia, vznikne prostredie, ktoré vedci označujú ako dusíkovo limitované. V takomto stave stačí aj relatívne malé množstvo oxidov dusíka z prírodných zdrojov a chemické reakcie sa rozbehnú oveľa intenzívnejšie.

Paradoxne teda platí, že úspešné čistenie ovzdušia môže počas extrémnych horúčav zvýšiť citlivosť atmosféry na prirodzené emisie zo stromov a pôdy. Neznamená to, že boj proti emisiám bol chybou. Znamená to iba, že klimatická zmena mení pravidlá hry.

Midjourney/Úprava redakcie

Problém môže mať aj masové sadenie stromov

Štúdia otvára ešte jednu citlivú tému. Výsadba nových lesov patrí medzi najčastejšie odporúčané opatrenia proti klimatickej zmene. Stromy zachytávajú oxid uhličitý, ochladzujú krajinu a pomáhajú zadržiavať vodu. Vedci však upozorňujú, že nie všetky druhy stromov sú z pohľadu kvality ovzdušia rovnaké. Niektoré produkujú výrazne viac izoprénu než iné.

Ak sa takéto druhy vysadia vo veľkých množstvách v oblastiach náchylných na horúčavy alebo v blízkosti zdrojov oxidov dusíka, môžu počas extrémnych letných období podporiť vznik prízemného ozónu aj jemných aerosólových častíc.

To neznamená, že by sme mali prestať sadiť stromy. Podľa autorov však budú urbanisti, lesníci aj klimatológovia musieť oveľa viac zohľadňovať aj atmosférickú chémiu jednotlivých lokalít.

Model budúcnosti nevyzerá optimisticky

Výskumníci následne simulovali scenár sveta, ktorý sa oteplí približne o ďalších päť stupňov Celzia. Výsledok bol ešte znepokojivejší, celý mechanizmus sa takmer zdvojnásobil.

Horúčavy by tak už neznamenali iba vyššie riziko kolapsov, sucha či požiarov. Znamenali by aj chemicky agresívnejšiu atmosféru a vyššie koncentrácie prízemného ozónu, ktorý poškodzuje pľúca, zhoršuje astmu a zvyšuje riziko respiračných ochorení. Práve preto autori upozorňujú, že súčasné stratégie riadenia kvality ovzdušia sú postavené najmä na kontrole áut, elektrární a priemyslu.

Budúcnosť si však podľa nich vyžiada úplne nový prístup. Ak klimatické modely nezačnú počítať aj so správaním vegetácie a vysušenej pôdy počas extrémnych horúčav, môže sa stať, že klimatická zmena postupne vymaže časť pokroku, ktorý sa podarilo dosiahnuť za posledné desaťročia.

Čítajte viac z kategórie: Novinky