Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Rzymianie zanieczyszczali atmosferę bardziej, niż sądziliśmy

Recommended Posts

Nowe badania rdzeni lodowców z Mont Blanc wykazały, że działalność górnicza starożytnych Rzymian co najmniej 10-krotnie zwiększyła koncentrację ołowiu w powietrzu. Rzymianie zanieczyszczali powietrze bardziej i na dłużej, niż dotychczas przypuszczano.

Rzymianie byli pierwszą europejską cywilizacją, która na masową skalę pozyskiwała ołów potrzebny im do produkcji rur wodociągowych i przedmiotów codziennego użytku oraz srebro, z którego bito monety. Zanieczyszczali przy tym powietrze samym ołowiem oraz równie toksycznym antymonem.

W głębokich partiach rdzeni lodowych pozyskanych z Mont Blanc zachowały się zapisy dwóch dużych skoków zanieczyszczeń. Jeden miał miejsce w III wieku przed Chrystusem, a kolejny w drugim wieku naszej ery.

To pierwsze badania starożytnego zanieczyszczenia powietrza prowadzone na lodowych rdzeniach alpejskich. Pozwalają nam one lepiej ocenić wpływ rzymskiej emisji na Europę oraz porównać jej skalę z zanieczyszczeniami ołowiem z silników spalinowych z lat 1950–1985, mówi współautor badań, Michel Legrand z Universite Grenoble Alpes.

Alpejski lód dowodzi, że emisja ołowiu w starożytności aż 10-krotnie zwiększyła stężenie ołowiu w  powietrzu. Dla porównania, użycie benzyny ołowiowej zwiększyło to stężenie od 50 do 100 razy. Innymi słowy, zanieczyszczenia generowane przez Rzymian były od 5 do 10 razy mniejsze niż zanieczyszczenia powodowane przez benzynę ołowiową. Jednak były one emitowane znacznie dłużej, przez wiele wieków, a nie przez 30 lat w czasie których używano benzyny ołowiowej, dodaje Legrand.

Najnowsze badania to kolejny już dowód na to, że zanieczyszczenia przemysłowe na dużą skalę znacznie wyprzedzają rewolucję przemysłową.

Tego typu badania są o tyle istotne, że obecnie istniejące normy określają akceptowalne poziomy zanieczyszczeń ołowiem wykorzystując jako punkt odniesienia stan sprzed rewolucji przemysłowej. Zanieczyszczenia są generowane przez człowieka od bardzo dawna i punkt odniesienia, o którym sądziliśmy, że jest poziomem naturalnym, wcale takim nie jest. Wszystkie normy zanieczyszczeń bazujące na założeniu naturalnego stanu sprzed epoki preindustrialnej są nieprawidłowe, mówi Alex More, historyk klimatu z Uniwersytetu Harvarda.

W szczycie swojej potęgi Rzym wydobywał ołów w wielu miejscach Europy. Produkcja tego metalu załamała się po rozpadzie imperium w V wieku i równie dużo ołowiu zaczęto wytwarzać dopiero 1300 lat później, w czasie rewolucji przemysłowej.
Już wcześniej prowadzono badania nad rzymskimi zanieczyszczeniami powietrza analizując w tym celu rdzenie lodowe z Grenlandii. Odkryto w nich fascynującą szczegółową historię rzymskiego górnictwa. Jednak, jako że Grenlandia położona jest daleko od Europy, naukowcy nie byli pewni, jaki był poziom zanieczyszczenia ołowiem w samej Europie.

Wcześniej prowadzono badania rdzeni lodowych pod kątem zanieczyszczeń ołowiem, ale sprawdzano inne okresy, nie czasy Imperium Romanum. Na przykład z badań z roku 2017 dowiadujemy się, że w czasie pandemii Czarnej Śmierci w latach 1349–1353 wydobycie ołowiu spadło niemal do zera.

Najnowsze badania dają wgląd w zanieczyszczenia ołowiem w od epoki brązu sprzed 5000 lat po wczesne średniowiecze. Wykazały one, że Rzymianie zanieczyszczali tym metalem Europę od około 350 roku przed naszą erą do 175 roku po Chrystusie. W tym czasie doszło do dwóch skoków poziomu zanieczyszczeń, gdy koncentracja ołowiu w atmosferze była ponad 10-krotnie większa niż naturalna. Pierwszy skok miał miejsce około 250 roku przed Chrystusem, a drugi w roku 120. Zjawiska takie są skorelowane z historią Rzymu. Do roku 250 p.n.e. republika rzymska objęła swoim zasięgiem cały Półwysep Apeniński, a za cesarza Trajana (98–117) Cesarstwo Rzymskie osiągnęło szczyt swojego rozwoju terytorialnego.

Pomiędzy tymi dwoma skokami zanieczyszczeń produkcja ołowiu spadała, jednak nigdy do poziomu sprzed ekspansji Rzymu. Naukowcy z Grenoble jako pierwsi zbadali też stężenie antymonu i stwierdzili, że było ono 6-krotnie wyższe niż wcześniej. Antymon jest obok arsenu, miedzi, srebra i złota powszechnym towarzyszem rud ołowiu.

Ostatecznym celem jest zbadanie wpływ człowieka na atmosferę na przestrzeni wielu tysiącleci. Już teraz wiemy, że jest to obraz bardziej złożony, niż sądziliśmy, mówi More.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obecny w atmosferze dwutlenek węgla napędza wzrost roślin. Wiele osób żywi przekonanie, że im więcej węgla w atmosferze, tym bujniejszy wzrost roślinności, a im więcej roślinności, tym więcej węgla z atmosfery one wchłaniają. Wyniki badań, które opublikowano właśnie na łamach Nature wskazują, że gdy więcej CO2 w atmosferze powoduje bardziej bujny wzrost roślin ma to... negatywny wpływ na zdolność gleby do przechowywania węgla.
      Jedno z możliwych wyjaśnień tego fenomenu brzmi: bujniejsza roślinność wykorzystuje więcej składników zawartych w glebie. A to z kolei przyczynia się do zwiększonej aktywności mikroorganizmów, w wyniku której z gleby uwalniany jest dwutlenek węgla, który bez tej dodatkowej aktywności zostałby w niej uwięziony.
      Wyniki badań przeczą powszechnemu przekonaniu, że im więcej biomasy rośnie, tym więcej jej się rozkłada, a zawarty w niej węgiel zostaje uwięziony w glebie. Autorzy najnowszych badań przeanalizowali dane ze 108 przeprowadzonych wcześniej eksperymentów, podczas których sprawdzano poziom węgla w glebie, tempo wzrostu roślin oraz wpływ wysokiego stężenia CO2 na oba te czynniki. Ze zdumieniem zauważyli istnienie mechanizmu, który przeczy intuicji. Gdy zwiększa się masa roślin, zwykle zmniejsza się ilość węgla w glebie, mówi główny autor badań, Cesar Terrer z Uniwersytetu Stanforda.
      Okazało się, że jednoczesny wzrost masy roślinnej oraz koncentracja węgla w glebie są bardzo trudne do osiągnięcia, mówi jeden z autorów badań, profesor Rob Jackson.
      Uczony dodaje, że obecnie stosowane modele klimatyczne nie biorą pod uwagę tego zjawiska, wskutek czego prawdopodobnie przeszacowują one zdolność gleby do przechowywania węgla pobranego z atmosfery.
      Szacuje się, że rośliny i gleba absorbują obecnie około 30% CO2 emitowanego przez człowieka. Oszacowanie, jak wiele węgla może zostać uwięzione w glebie jest niezwykle ważne, gdyż węgiel ten powinien pozostawać przez długi czas. Gdy roślina ulega rozkładowi, część uwięzionego w niej węgla powraca do atmosfery. Jednak gdy węgiel zostaje uwięziony w glebie, pozostaje tam przez setki lub tysiące lat, wyjaśnia Terrer.
      Nowa praca bazuje na opracowaniu autorstwa Terrera, Jacksona i innych, którzy w 2019 roku oszacowali, że dwukrotne – w porównaniu z epoką przedprzemysłową – zwiększenie koncentracji atmosferycznego CO2 doprowadzi do zwiększenia biomasy o około 12%, zatem rośliny prawdopodobnie odegrają znacznie mniejszą niż przewidywano rolę w wycofywaniu węgla z atmosfery.
      Teraz, po sprawdzeniu jednoczesnej zdolności roślin i gleby do pobierania węgla z atmosfery, uczeni doszli do wniosku, że należy zrewidować i ten mechanizm. W glebie uwięzione jest więcej węgla niż w roślinach. Dlatego też musimy się jej lepiej przyjrzeć, gdy zastanawiamy się nad przewidywanymi zmianami szaty roślinnej, stwierdza Jackson. Z badań wynika, że niespodziewanie dużo węgla mogą w przyszłości absorbować użytki zielone, jak łąki czy pastwiska. W scenariuszu, w którym CO2 jest dwukrotnie wyższe niż przed rewolucją przemysłową, zdolność użytków zielonych do przechowywania węgla rośnie o 8%. Tymczasem zdolność lasów pozostaje na tym samym poziomie co obecnie. Stanie się tak pomimo tego, iż biomasa lasów ma w tym czasie wzrosnąć o 23%, a biomasa użytków zielonych o 9%. Dzieje się tak częściowo dlatego, że drzewa wiążą w glebie stosunkowo mało pochłanianego przez siebie węgla.
      Z punktu widzenia bioróżnorodności sadzenie lasów na obszarach zajętych przez naturalne użytki zielone czy sawanny to błąd. Nasze badania pokazują, że ekosystemy użytków zielonych są bardzo ważne z punktu widzenia pochłaniania węgla, mówi Terrer.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy w górnych warstwach ziemskiej atmosfery zaobserwowano kosmiczny huragan wraz z elektronowym deszczem. Odkrywcy tego zjawiska mówią, że biorąc pod uwagę warunki odnośnie plazmy i pól magnetycznych, wymaganych do pojawienia się tego zjawiska, takie burze powinny być codziennością na Ziemi.
      W niższych warstwach atmosfery mamy do czynienia ze znanymi wszystkim huraganami. Formują się one nad zbiornikami wodnymi o wysokiej temperaturze. Gdy ogrzane przez nie wilgotne powietrze unosi się do góry, tworzy się obszar niskiego ciśnienia, który zasysa otaczające go powietrze, tworząc silne wiatry i powodując pojawienie się chmur, co prowadzi do dużych opadów. W wyniku działania siły Coriolisa powietrze wewnątrz huraganu porusza się po okręgu.
      Huragany wykryto również w dolnych warstwach atmosfery Marsa, Jowisz i Saturna, a powierzchni Słońca zaobserwowano tzw. „słoneczne tornada”. Dotychczas jednak nie obserwowano wirujących mas w górnej atmosferze planet.
      Wspomniany na początku kosmiczny huragan został zarejestrowany nad Biegunem Północnym przez cztery satelity działające w ramach US Defense Meteorological Satellite Program. Zauważono go w jonosferze, kilkaset kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Huragan miał miejsce w sierpniu 2014 roku, ale odkryto go dopiero teraz, podczas retrospektywnej analizy danych prowadzonej pod kierunkiem naukowców z chińskiego Uniwersytetu Shandong.
      Dzięki narzędziom do trójwymiarowego modelowania magnetosfery uczeni stworzyli model 3D tego zjawiska. Okazało się, że był to tunel o szerokości 1000 kilometrów, który został stworzony przez wirującą plazmę. Obracała się ona w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, składała się z wielu spiralnych ramion i cichego centrum. Burza trwała przez około 8 godzin i stopniowo zanikła.
      Dotychczas w ogóle nie byliśmy pewni, czy kosmiczne huragany plazmowe w ogóle istnieją. Dokonanie tej obserwacji to coś niesamowitego. Burze tropikalne związane są z istnieniem olbrzymiej ilości energii, więc takie huragany kosmiczne muszą powstawać w wyniku szybkiego transferu dużych ilości energii wiatru słonecznego i naładowanych cząstek w górnych warstwach atmosfery Ziemi, mówi współautor badań, Mike Lockwood z University of Reading.
      Naukowcy sądzą, że kosmiczny huragan powstaje w wyniku interakcji pomiędzy wiatrem słonecznym a ziemskim polem magnetycznym. Zwracają uwagę na fakt, że zarejestrowany huragan miał miejsce podczas niskiej aktywności Słońca i niskiej aktywności geomagnetycznej, gdy międzyplanetarne pola magnetyczne były zwrócone na północ. To zaś sugeruje, że tego typu huragany mogą być częstym zjawiskiem w atmosferze Ziemi i innych planet.
      John Coxon, fizyk z University of Southampton, który nie brał udziału w opisywanych tutaj badaniach, przypomina, że naziemne radary są w stanie mierzyć prędkość plazmy. Interesującym byłoby sprawdzenie, czy takie radary są w stanie zarejestrować duży wir, o jakim donoszą autorzy badań, a jeśli nie, to dlaczego, mówi Coxon.
      Od pewnego czasu wiemy, że interesujące magnetyczne interakcje, takie jak opisane w tych badaniach, mają miejsce, gdy międzyplanetarne pola magnetyczne są zwrócone na północ. Jednak zwykle nikt się tym nie zajmuje, bo jest to uważane za mało ważne, stwierdza Maria-Theresia Walach z Lancaster University. Badania te to bardzo ładny przykład interakcji pomiędzy wiatrem słonecznym, magnetosferą, a jonosferą.
      O ile sam kosmiczny huragan nie ma większego wpływu na powierzchnię naszej planety, to deszcz elektronów może potencjalnie zakłócić działanie satelitów GPS czy radarów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowa, wykorzystująca światło, technologia lewitacji, pozwoli na zbadanie niedostępnych obecnie obszarów atmosfery. Mohsen Azadi i jego koledzy z University of Pennsylvania pracują nad niewielkimi urządzeniami, które – wykorzystując zjawisko fotoforezy – będą lewitowały w mezosferze, obszarze położonym 50–80 kilometrów nad powierzchnią Ziemi.
      Gęstość powietrza w mezosferze jest zbyt mała, by mogły latać tam samoloty. Nie latają tam również balony. Dlatego obszar ten jest bardzo słabo poznany. Jednym z rozwiązań problemu umieszczenia tam obiektu latającego byłoby wykorzystanie fotoforezy, ruchu miniaturowych obiektów w aerozolach, do którego dochodzi w wyniku nierównomiernego absorbowania przez nie promieniowania cieplnego.
      Azadi i jego zespół chcą doprowadzić do lewitacji dość sporych obiektów. Rozpoczęli eksperymenty z folią poliestrową o średnicy 6 mm i grubości 500 nm. Na spodniej stronie umieścili 300-nanometrowej grubości warstwę węglowych nanorurek, tworząc w ten sposób miniaturowe pułapki, w których uwięzione zostaje powietrze. Swoje dyski umieścili w komorze próżniowej, w której panowało ciśnienie 10 Pa, i oświetlili je światłem o intensywności porównywalnej ze światłem słonecznym.
      Dyski rozgrzewają się i oddają ciepło do otaczającego je powietrza. Powietrze uwięzione w nanorurkach ogrzewane jest dłużej, niż to nad dyskiem. Dzięki temu, gdy już się wyrwie z nanorurkowej pułapki, ma większą prędkość. Powstaje siła pchająca dysk do góry i umożliwiająca mu lewitowanie.
      Naukowcy, odpowiednio manipulując intensywnością światła, byli w stanie kontrolować, w jaki sposób porusza się dysk. Stworzyli na tej podstawie model teoretyczny jego wznoszenia się i ruchu.
      Potrzebne są jeszcze dodatkowe badania i prace nad tą koncepcją, jednak już wkrótce może być ona na tyle rozwinięta, że możliwe będzie skonstruowanie lekkich urządzeń latających samodzielnie na wysokości od 50 do 100 kilometrów i zabierających dodatkowe obciążenie o wadze 10 mg. Co więcej, możliwości takich urządzeń będzie można zwiększyć, jeśli setki tego typu lewitujących dysków zostaną połączone za pomocą lekki włókien węglowych. Tego typu „rój” połączonych dysków mógłby zostać wyposażony w urządzenia do badania zapylenia mezosfery czy śledzenia cyrkulacji powietrza. Możliwe stałoby się zatem badanie najsłabiej poznanego obszaru atmosfery.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bogata w tlen atmosfera utrzyma się na Ziemi jeszcze przez około miliard lat, twierdzi para naukowców z Toho University i NASA Nexus for Exoplanet Systems Science. Na łamach Nature Geoscience Kazumi Ozaki i Christopher Reinhard opisali wyniki swoich symulacji dotyczących przyszłości naszej planety.
      Wiemy, że z czasem tracące masę Słońce zacznie się powiększać, pochłonie Merkurego i Wenus, a jego zewnętrzne warstwy sięgną Ziemi. Jednak życie na naszej planecie przestanie istnieć na długo przed tym.
      Ozaki i Reinhard twierdzą, że za około 1 miliard lat Słońce stanie się się bardziej gorące niż obecnie. Będzie emitowało więcej energii przez co na Ziemi dojdzie do spadku zawartości dwutlenku węgla w atmosferze, który będzie absorbował tę energię i się rozpadał. Spalona zostanie też warstwa ozonowa.
      Spadek poziomu CO2 zaszkodzi roślinom, które będą przez to wytwarzały mniej tlenu. Po około 10 000 lat takiego procesu poziom dwutlenku węgla w atmosferze będzie tak niski, że życie roślinne przestanie istnieć. Bez produkujących tlen roślin nie przetrwają zaś zwierzęta i inne formy życia. Symulacja wykazała, że dojdzie również do wzrostu poziomu metanu, co dodatkowo zaszkodzi organizmom żywym potrzebującym tlenu.
      Zatem za około miliard lat na Ziemi pozostaną jedynie organizmy beztlenowe. Nasza planeta zacznie przypominać samą siebie z okresu przed pojawieniem się roślin i zwierząt.
      Jeśli Ozaki i Reinhard mają rację, to kres życia na Ziemi, a przynajmniej życia bardziej złożonego niż organizmy beztlenowe, nastąpi szybciej niż dotychczas zakładano. Przeprowadzone przez nich badania mogą pomóc w poszukiwaniu życia na innych planetach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) i The University of Western Australia (UWA) we współpracy ze specjalistami z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Kosmicznych (CNES) i laboratorium Systèmes de Référence Temps-Espace w Obserwatorium Paryskim ustanowili rekord świata dla najbardziej stabilnej transmisji światła laserowego przez atmosferę.
      Wykorzystano przy tym nowatorskie australijskie rozwiązania stabilizacji fazy w połączeniu z zaawansowanymi terminalami optycznymi. Dzięki temu przesłano światło lasera, które nie zostało zakłócone przez obecność atmosfery. "Jesteśmy w stanie korygować turbulencje w 3D, czyli w lewo-prawo, góra-dół oraz, co najważniejsze, wzdłuż trasy promienia. Nasza technologia działa tak, jakby atmosfera nie istniała. Dzięki temu możemy wysłać wysoce stabilny sygnały laserowe o wysokiej jakości", mówi główny autor badań, doktorant Benjamin Dix-Matthews z ICRAR i UWA.
      Wynikiem prac zespołu jest stworzenie najbardziej precyzyjnej metody pomiaru upływu czasu w dwóch różnych lokalizacjach.
      Doktor Sascha Schediwy w ICRAR-UWA mówi, że osiągnięcie to niesie ze sobą niezwykle ekscytujące możliwości. Jeśli będziemy mieli jeden z takich terminali optycznych na Ziemi, a drugi na satelicie krążącym wokół planety, to możemy zacząć badać podstawy fizyki. Będzie można z niedostępną wcześniej precyzją przetestować ogólną teorię względności Einsteina oraz sprawdzić, czy podstawowe stałe fizyczne podlegają zmianom w czasie.
      Jednak nowa technologia znajdzie też bardziej praktyczne zastosowania. Będzie można na przykład udoskonalić satelitarne pomiary zmiany poziomów wód czy odkrywać podziemne złoża minerałów, dodaje Schediwy. Nowy system posłuży też optycznej komunikacji. Nasza technologia może pozwolić na zwiększenie o wiele rzędów wielkości tempa komunikacji optycznej z satelitami. Przyszła generacja satelitów będzie mogła znacznie szybciej otrzymać potrzebne informacje z Ziemi, dodaje.
      Technologia, którą właśnie przetestowano, powstała na potrzeby projektu Square Kilometre Array – największego radioteleskopu na świecie.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...