Loty w kosmos zmieniają skład atmosfery

[KopalniaWiedzy.pl 320]

Epoka podboju kosmosu pozostawia ślady w jednej z najbardziej odizolowanych części atmosfery, stratosferze. A ślady te mogą mieć wpływ na klimat oraz warstwę ozonową. Takie wnioski płyną z badań prowadzonych za pomocą samolotów latających na wysokości 19 kilometrów na Ziemią. W znajdujących się tam aerozolach naukowcy znaleźli duże ilości metali, które prawdopodobnie pochodzą z coraz częstszych startów oraz powrotów na Ziemię pojazdów kosmicznych. Metale te prowadzą do zmian procesów chemicznych zachodzących w atmosferze, a to może mieć wpływ zarówno na samą atmosferę, jak i na warstwę ozonową.

W obszarze, który uznawaliśmy za dziewiczy, znaleźliśmy metale pochodzące z działalności człowieka. A jeśli coś się zmienia w stratosferze, która jest bardzo stabilnym regionem atmosfery, to należy się temu bliżej przyjrzeć, mówi profesor Dan Cziczo, dyrektor Wydziału Ziemi, Atmosfery i Nauk Planetarnych na Purdue University. Cziczo od dziesięcioleci specjalizuje się w badaniu atmosfery.

Zespół naukowy, na którego czele stał profesor Dan Murphy z Purdue i NOAA, odkrył w stratosferze ponad 20 pierwiastków, a ich wzajemny stosunek do siebie odzwierciedla stosunek pierwiastków wykorzystywanych w stopach służących do budowy pojazdów kosmicznych. Okazało się też, że ilość litu, aluminium, miedzi i ołowiu pochodzących z pojazdów, które powracają w ziemską atmosferę, znacznie przewyższa naturalne ilości tych pierwiastków w pyle kosmicznym. Niemal 10% cząsteczek kwasu siarkowego, które chronią warstwę ozonową, zawierało aluminium i inne metale pochodzące z pojazdów wysyłanych przez nas w kosmos. Liczba takich pojazdów będzie gwałtownie rosła w najbliższych dekadach, dlatego też naukowcy szacują, że aż połowa cząsteczek kwasu siarkowego będzie zawierało metale. Nie wiadomo, jaki będzie to miało wpływ na warstwę ozonową, a w konsekwencji na życie na Ziemi.

Naukowcy od dawna podejrzewali, że loty kosmiczne mogą mieć wpływ na górne warstwy atmosfery, jednak ich badanie jest bardzo trudne. W ramach prowadzonego przez NASA projektu Airborne Science Program Murphy i jego zespół latali samolotem na wysokości 19 kilometrów nad Alaską, a Cziczo i jego grupa prowadzili takie same badania nad kontynentalnymi USA. Stratosfera to odległa od powierzchni Ziemi, stabilna część atmosfery. Zawiera ona również warstwę ozonową, chroniącą planetę przed szkodliwym promieniowaniem.

Powodem, dla którego postanowiono bliżej przyjrzeć się temu, co dzieje się w stratosferze, były... meteory. Bardzo często meteor całkowicie spala się w atmosferze, więc nie zostaje nawet meteorytem [pozostałością, która spadła na Ziemię – red.]. Zatem materiał, z którego zbudowany był meteor pozostaje w atmosferze w formie jonów. Tworzą one bardzo gorący gaz, który zaczyna się schładzać i kondensować w molekuły, a one opadają do stratosfery. Molekuły te łączą się ze sobą, tworząc coś, co nazywamy dymem meteorowym. W ostatnich czasach naukowcy zaczęli zauważać, że sygnatury chemiczne tych pozostałości po meteorach zaczęły się zmieniać. To spowodowało, że zapytaliśmy się, „Co się zmieniło”, gdyż skład meteorów pozostaje ten sam. Okazało się, że zmieniła się liczba wysyłanych przez ludzi pojazdów kosmicznych, wyjaśnia Cziczo.

Obecnie ludzkość wystrzeliwuje tak wiele pojazdów w przestrzeń kosmiczną, że o zdecydowanej większości startów w ogóle media nie wspominają. Wszystkie te pojazdy wystrzeliwane są za pomocą rakiet nośnych, które następnie opadają do atmosfery i tam płoną. Do atmosfery trafiają też stare i uszkodzone satelity. By wysłać coś na orbitę, potrzebujemy dużych ilości paliwa oraz różnych urządzeń. Obecnie tak wiele rakiet leci w górę i opada w dół, tak wiele satelitów opada w kierunku Ziemi, że staje się to widoczne w stratosferze w postaci cząsteczek aerozoli, wyjaśnia Cziczo. Masa tych wszystkich pojazdów jest już tak duża, że zaczyna rywalizować z masą naturalnego materiału trafiającego do atmosfery z przestrzeni kosmicznej.

Zmiany w atmosferze są trudne do badania i zrozumienia. Jednak nasze badania pokazują, że wpływ działań człowieka i lotów kosmicznych na planetę może być znaczący. Być może bardziej znaczący niż jeszcze sobie wyobrażamy. Zrozumienia naszej planety to jedno z najważniejszych zadań nauki, podsumowuje uczony.

« powrót do artykułu