Выбросы свинца в атмосферу оказывают охлаждающее воздействие на климат планеты и, возможно, отложили начало глобального потепления в 1940-80-е годы за счет образования облаков в высоких слоях атмосферы, которые отражали солнечную энергию обратно в космическое пространство, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience.
Свинец, попадающий в атмосферу практически исключительно из-за человеческой активности - с автомобильными выхлопами и выбросами от сжигания углеводородного топлива - вызывает формирование облаков при более высокой температуре и меньшей концентрации паров воды, чем это происходит в присутствии других частиц в атмосфере.
К таким выводам международная группа исследователей из Германии, Швейцарии и США под руководством Даниэля Кзыкцо (Daniel Cziczo) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха пришла в результате серии экспериментов с натуральными облаками и в ходе лабораторных опытов по созданию облаков.
Люди уже давно научились пользоваться соединениями свинца и серебра для того, чтобы вызывать искусственное выпадение осадков, однако в новой работе ученые впервые показали, как на свойствах облаков сказывается свинец, выбрасываемый в атмосферу непреднамеренно.
Ученые собрали образцы воздуха, поднявшись на один из горных пиков на границе американских штатов Колорадо и Вайоминг, а затем использовали их в процессе искусственного создания облаков в лаборатории. Оказалось, что примерно половина полученных таким образом микрокристалликов льда, из которых состоят все типы облаков, содержали свинец.
Примерно такие же результаты дал анализ кристалликов льда, образующих реальное облако, части которого ученые отобрали и изучили в горах Швейцарии.
Предположения ученых окончательно подтвердились после проведения эксперимента по искусственному созданию облаков в лаборатории в Германии. В этом эксперименте было задействовано два типа микрочастиц пыли, содержащейся в атмосфере в нормальных условиях. Одна часть состояла из чистого природного алюмосиликатного минерала каолинита, а вторая содержала примеси и микровключения свинца.
Частицы помещались в климатическую камеру, после чего ученые фиксировали температуру и влажность, при которой вокруг частиц начиналось зарождение кристаллов льда. Оказалось, что в присутствии "свинцовых" частиц воздух не должен быть таким же холодным и тяжелым (насыщенным парами воды) для начала формирования облаков, как если бы в воздухе совсем не было частиц свинца.
Эти данные позволили ученым провести модельное климатическое исследование и сравнить климат планеты в случае, когда атмосфера практически полностью лишена свинца, и когда 10% микрочастиц пыли несут на себе включения этого тяжелого металла. Оказалось, что присутствие свинца меняет пространственное распределение зон, в которых формируются облака, а также снижает высоты их образования.
"Это не только может изменить распределение осадков, но и частично скомпенсировать потепление климата за счет того, что облака, формирующиеся на более низкой высоте, отражают большее количество света обратно в космическое пространство", - считает Кзыкцо, слова которого приводит пресс-служба Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
Косвенным подтверждением этому служит ускорение потепления климата планеты после запрета использования присадок к автомобильному топливу, содержащих свинец и повышающих октановое число бензина.
Ученые отмечают, что для более точной оценки влияния содержания свинца в атмосфере на климат планеты необходимо провести дополнительные эксперименты по искусственному созданию облаков, а также более детальный модельный анализ с учетом формирования разных типов облаков.
