Cele mai strălucitoare apusuri de soare, cerul înnorat și zilele în care toată lumea tușește toate au ceva în comun: totul se datorează aerosolilor, particulelor minuscule care plutesc în aer. Aerosolii pot fi picături minuscule, particule de praf, bucăți de carbon negru fin și alte substanțe care plutesc în atmosferă și schimbă întregul echilibru energetic al planetei.
Aerosolii au un impact uriaș asupra climei planetei. Unele, precum carbonul negru și maro, încălzesc atmosfera Pământului, în timp ce altele, precum picăturile de sulfat, o răcesc. Oamenii de știință cred că, în general, întregul spectru de aerosoli în cele din urmă răcește ușor planeta. Dar încă nu este complet clar cât de puternic este acest efect de răcire și cât de mult progresează de-a lungul zilelor, anilor sau secolelor.
Ce sunt aerosolii?
Termenul „aerosol” este un captivant pentru numeroasele tipuri de particule mici care sunt suspendate în atmosferă, de la marginile sale cele mai exterioare până la suprafața planetei. Ele pot fi solide sau lichide, infinitezimale sau suficient de mari pentru a fi văzute cu ochiul liber.
Aerosolii „primari”, cum ar fi praful, funinginea sau sarea de mare, provin direct de pe suprafața planetei. Ele sunt ridicate în atmosferă de vânturile puternice, s-au ridicat în aer de vulcani care explodează sau sunt împușcate din coșuri și incendii. Aerosolii „secundari” se formează atunci când diferite substanțe care plutesc în atmosferă - de exemplu, compuși organici eliberați de plante, picături de acid lichid sau alte materiale - se ciocnesc, ducând la o reacție chimică sau fizică. Aerosolii secundari, de exemplu, creează ceața din care sunt denumiți Great Smoky Mountains din Statele Unite.
Aerosolii sunt emiși atât din surse naturale, cât și din surse antropice. De exemplu, praful se ridică din deșerturi, maluri uscate, lacuri uscate și multe alte surse. Concentrațiile de aerosoli din atmosferă cresc și scad odată cu evenimentele climatice; în timpul perioadelor reci și uscate din istoria planetei, cum ar fi ultima eră glaciară, a existat mai mult praf în atmosferă decât în perioadele mai calde ale istoriei Pământului. Dar oamenii au influențat acest ciclu natural – unele părți ale planetei au devenit poluate de produsele activităților noastre, în timp ce altele au devenit excesiv de umede.
Sărurile de mare sunt o altă sursă naturală de aerosoli. Ele sunt aruncate din ocean de vânt și stropii mării și tind să umple părțile inferioare ale atmosferei. În schimb, unele tipuri de erupții vulcanice extrem de explozive pot arunca particule și picături în atmosfera superioară, unde pot pluti luni sau chiar ani, suspendate la mulți kilometri de suprafața Pământului.
Activitatea umană produce multe tipuri diferite de aerosoli. Arderea combustibililor fosili produce particule bine cunoscute ca gaze cu efect de seră – astfel toate mașinile, avioanele, centralele electrice și procesele industriale produc particule care se pot acumula în atmosferă. Agricultura produce praf, precum și alte produse, cum ar fi produsele cu azot în aerosoli, care afectează calitatea aerului.
În general, activitățile umane au crescut cantitatea totală de particule care plutesc în atmosferă, iar acum există aproximativ de două ori mai mult praf decât era în secolul al XIX-lea. Numărul de particule foarte mici (mai puțin de 19 microni) dintr-un material denumit în mod obișnuit „PM2,5” a crescut cu aproximativ 2,5% de la Revoluția Industrială. Au crescut și alți aerosoli, precum ozonul, cu consecințe grave asupra sănătății oamenilor din întreaga lume.
Poluarea aerului a fost legată de un risc crescut de boli de inimă, accident vascular cerebral, boli pulmonare și astm. Potrivit unor estimări recente, particulele fine din aer au fost responsabile de peste patru milioane de decese premature la nivel mondial în 2016, iar copiii și persoanele în vârstă au fost cele mai afectate. Riscurile pentru sănătate cauzate de expunerea la particule fine sunt cele mai mari în China și India, în special în zonele urbane.
Cum afectează aerosolii clima?
Aerosolii afectează clima în două moduri principale: prin modificarea cantității de căldură care intră sau iese din atmosferă și prin afectarea modului în care se formează norii.
Unii aerosoli, ca multe tipuri de praf din pietre zdrobite, au o culoare deschisă și chiar reflectă ușor lumina. Când razele soarelui cad asupra lor, ele reflectă razele din atmosferă, împiedicând această căldură să ajungă la suprafața Pământului. Dar acest efect poate avea și o conotație negativă: erupția Muntelui Pinatubo din Filipine în 1991 a aruncat în stratosferă înaltă o cantitate de particule minuscule care reflectă lumina care era echivalentă cu o suprafață de 1,2 mile pătrate, care a provocat ulterior o răcire a planetei care nu s-a oprit timp de doi ani. Iar erupția vulcanului Tambora din 1815 a provocat o vreme neobișnuit de rece în Europa de Vest și America de Nord în 1816, motiv pentru care a fost supranumit „Anul fără vară” – era atât de rece și sumbru încât a inspirat-o chiar pe Mary Shelley să-și scrie stilul gotic. romanul Frankenstein.
Dar alți aerosoli, cum ar fi particulele mici de carbon negru din cărbune sau lemn ars, funcționează invers, absorbind căldura de la soare. Acest lucru în cele din urmă încălzește atmosfera, deși răcește suprafața Pământului prin încetinirea razelor solare. În general, acest efect este probabil mai slab decât răcirea cauzată de majoritatea celorlalți aerosoli – dar cu siguranță are un efect și cu cât se acumulează mai mult material carbonic în atmosferă, cu atât atmosfera se încălzește mai mult.
Aerosolii influențează, de asemenea, formarea și creșterea norilor. Picăturile de apă se unesc ușor în jurul particulelor, astfel încât o atmosferă bogată în particule de aerosoli favorizează formarea norilor. Norii albi reflectă razele solare care vin, împiedicându-le să ajungă la suprafață și să încălzească pământul și apa, dar absorb și căldura radiată constant de planetă, prinzând-o în atmosfera inferioară. În funcție de tipul și locația norilor, aceștia pot fie să încălzească împrejurimile, fie să le răcească.
Aerosolii au un set complex de impacturi diferite asupra planetei, iar oamenii au influențat direct prezența, cantitatea și distribuția lor. Și în timp ce impacturile climatice sunt complexe și variabile, implicațiile pentru sănătatea umană sunt clare: cu cât sunt mai multe particule fine în aer, cu atât mai mult dăunează sănătății umane.