Оловото се оказа най-силният катализатор за образуване на облаци
Облаците се раждат с олово
Малките частици оловни съединения, с които човечеството е напълнило атмосферата, са най-мощният катализатор за образуването на облаци. До половината от всички ледени кристали, съставляващи небесните „пера“, съдържат олово и като цяло този елемент охлажда, а не затопля планетата.
Когато облаците се наричат „оловни“, те нямат предвид химичния състав на облаците, а техния външен вид, цвят и дори някаква заплаха, скрита в тях, готова да падне върху главите ни. Въпреки това, както установиха геофизици от Съединените щати, Швейцария и Германия, тази метафора има малко по-буквален смисъл, отколкото изглежда на поетите.
Оловото е ключов елемент в нуклеацията на онези малки водни частици, които изграждат облаците.
Оловните наночастици съставляват 30% до 50% от тези ядра в атмосферата, което е непропорционално количество в сравнение с общото количество олово в атмосферата. А оловото е наистина активно при образуването на облаци: то повишава температурата и понижава относителната влажност, необходима за превръщането на влажния въздух в облак.
Въртящи се облаци
(Cirrus, Ci) - бели, тънки, влакнести облаци без сенки, имащи формата на нишки, снопове, пера, понякога огъващи се във формата.
Вярно, все още не говорим за онези оловни облаци в долната част на тропосферата, които плашеха поетите няколко хиляди години. Тези облаци са съставени предимно от малки водни капчици. Оловото също участва в образуването на облаци от малки ледени кристали - предимно перести облаци, перести облаци, които се носят над земята на височина 5-10 км.
Като начало Цицо и колегите му се качиха на върха на Сторм Пийк в Скалистите планини, на границата на американските щати Колорадо и Уайоминг. Тук, на надморска височина от около 3200 метра, тете просто взеха проби от "естествения" въздух и го изпомпваха в един вид хладилник, само че изследователски хладилник, в който е възможно да се регулират и контролират по най-подробен начин всички параметри на образуването на облаци.
Тези данни обаче свидетелстват в полза на участието на оловото в образуването на перести облаци само косвено. Кой знае, може би просто вече образуваните ледени частици абсорбират олово от атмосферата с голямо удоволствие или може би праховите частици, които са центрове за кондензация, просто изпитват допълнително привличане към оловните съединения.
За да решат радикално този проблем, учените се възползваха от истинската „фабрика за облаци“ AIDA в германския изследователски център в Карлсруе. Това е приблизително същият хладилник като на Storm Peak, само много по-сложен и стационарен, с височината на триетажна сграда, с обем на самата облачна камера от 84 кубически метра. Това е 280 пъти повече от обема на стандартен 300-литров хладилник.
Резултатите от експериментите във фабриката за облаци ясно потвърдиха подозренията на учените. Оловото активно подпомага образуването на облаци.
При наличие на оловни включвания в частиците температурата, необходима за кристализация, може да се повиши с десетки градуси, необходимата относителна влажност при -40 Целзий - от 150% до 110% (въздухът трябва да е пренаситен с вода, за да се образуват облаци, но само това не е достатъчно). В същото време самите оловни съединения (използван е оловен сулфат PbSO4) не са много добри катализатори, но тяхната активност се увеличава многократно върху повърхността на глинестите микрочастици. Защо е така - Цицо и колегите му още не могат да кажат със сигурност.
Това, което може да се каже със сигурност е, че голяма част от оловните частици във въздуха са резултат от човешка дейност.
В продължение на половин век хората активно добавят тетраетил олово Pb(C2H5)4 към бензина като антидетонатор, добавка, която намалява вероятността от преждевременно запалване на бензина в цилиндрите на двигателите с вътрешно горене, повишавайки стабилността на последния (и повишавайки ефективното октаново число на горивото). По-възрастните шофьори може да си спомнят авиационния бензин от серия B, който беше специално оцветен, за да отбележи неговата допълнителна токсичност.
В продължение на няколко века основният източник на олово беше изгарянето на въглища в пещите на фабрики и заводи, а през 20 век транспортът излезе на преден план - автомобилен и въздушен, използвайки олово като добавка към бензина. От края на 70-те до 90-те години на миналия век обаче почти целият свят се отървава от тези добавки в автомобилното гориво (например те са напълно забранени от стандарта Евро-2) и сега емисиите на олово от моторните превозни средства са намалели десетократно.
Те обаче продължават да се използват за авиационен бензин - този, на който летят малки и средни самолети. И полетите му се извършват точно на тези височини, където се образуват перести облаци.
Затова учените са уверени, че тези емисии влияят както на образуването на облаци, така и на климата.
В каква посока обаче е трудно да се каже. От една страна, перестите облаци могат частично да отразяват слънчевата светлина, като по този начин допринасят за охлаждането на планетата. От друга страна, те могат да задържат топлина, която би могла да избяга в космоса без тях. Кой ефект печели зависи както от плътността на облаците, така и от височината, на която се образуват.
Ако делът на оловото е под 10%, това леко "затопля" планетата. Ако съотношението е повече от 10%, тогава оловото като цяло охлажда атмосферата: приналичието на оловни включвания във всяка микрочастица - с около 1 W на квадратен метър. Това е около една десета от процента от енергийния поток, който пада върху нас от Слънцето, но това е доста забележима стойност в мащаба на цялата планета, особено като се има предвид много фината настройка на планетарния топлообмен.
Авторите са склонни да вярват, че антропогенното олово все още охлажда атмосферата, противодействайки на действието на антропогенните парникови газове.
Вярно, няма какво да се радваме: все пак се оказва, че подценяваме приноса на последните за затоплянето. А емисиите на олово ще трябва да бъдат премахнати, ако не искаме атмосферата ни да става все по-отровна.