Эколог Рич Эйприл поднимается на маленький холм позади Колгейтского университета и проникает на кладбище. Он останавливается перед беломраморным столбом, воздвигнутым в 1852 году. Надпись почти неразборчива. С течением времени любой камень, подверженный воздействию стихии, выдержит погоду, объясняет Апрель, но этот мрамор выветривается неестественно быстро. Виновник? Кислотный дождь.
Эйприл вытаскивает флакон с кислотой из кармана, чтобы продемонстрировать. Он отвинчивает крышку и позволяет нескольким каплям просочиться на камень, где они шипят и пузырятся.
Дождь, выпавший на северо-востоке во второй половине 20-го века, был не таким кислотным, как жидкость во флаконе Эйприл, но принцип тот же. Кислота ест мрамор. При достаточном количестве времени она может стереть даже слова, означающие вечность.
Эффект кислотного дождя распространяется далеко за пределы кладбищ. Кислотные дожди уничтожили популяции рыб в озерах и ручьях, нанесли ущерб хрупким почвам и повредили миллионы акров леса по всему миру.
Эти далеко идущие последствия показывают, какое глубокое воздействие может оказать загрязнение воздуха на суши. Но история кислотных дождей - это еще и рассказ о том, как понимание загрязнения воздуха может привести к решениям. Благодаря огромному количеству научных данных, связывающих выбросы электростанций с кислотными дождями, а кислотные дожди - со смертью озер, новые нормативные акты резко сократили выбросы.
Термин "кислотные дожди" был придуман в середине 1800-х годов, когда Роберт Ангус Смит, шотландский химик, работающий в Лондоне, заметил, что дожди, как правило, более кислотные в районах с более высоким уровнем загрязнения воздуха, и что здания разрушаются быстрее в районах, где сжигают уголь. Но понадобилось еще сто лет, чтобы ученые поняли, что кислотные дожди являются широко распространенной экологической проблемой.
Скандинавские ученые начали документировать кислотные повреждения озер и ручьев в 1950-х годах. В 1963 году Джин Лайкенс, работавший тогда в Дартмуте, и его коллеги начали собирать и тестировать pH дождевой воды в Белых горах Нью-Гемпшира в рамках исследования экосистем. Они с удивлением обнаружили, что он был довольно кислым, но у них не было много оснований для сравнения; в то время ученые нерегулярно измеряли pH дождевой воды.
Несколько лет спустя Лайкенс устроился на работу в Корнелл и установил приборы для сбора дождевой воды в районе Пальцевых озер, а вскоре обнаружил, что дождь в Нью-Йорке был примерно таким же кислым, как и дождь в Нью-Гемпшире. "Это была первая подсказка, что это может быть какое-то региональное явление", - говорит он. Но ни Лайкенс, ни его коллеги не имели четкого представления о том, в чем может быть причина.
Лайкенс выиграл стипендию, которая привела его в Швецию в 1969 году, неожиданное событие, говорит он, потому что он встретился со Сванте Оденом, ученым из Уппсальского университета, который наблюдал те же тенденции в Швеции, которые Лайкенс наблюдал в северо-восточной части Соединенных Штатов. Оден был в курсе потенциальной причины.
"Он пытался выстроить цепь, которая привела бы к тому, что кислотный дождь может быть вызван выбросами, поступающими из более промышленно развитых районов Европы", - вспоминает Ликенс.
Лайкенс и его коллеги отследили выбросы от угольных электростанций и изучили данные со спутников и самолетов, и обнаружили аналогичную дальнюю связь. "Конечно, выбросы в основном поступали из среднезападных штатов, таких как Индиана, Огайо, Иллинойс и Кентукки", - вспоминает Лайкенс. "Они прокладывали свой путь буквально тысячи километров в Новую Англию и юго-восточную Канаду и возвращались вниз как кислоты".
Мы получаем кислотный дождь, поняли Ликенс и Оден и другие ученые, когда диоксид серы и окись азота попадают в атмосферу и вступают в реакцию с водой, образуя серную и азотную кислоты.
Природные источники этих газов - вулканы - отрыгивают, например, диоксид серы, но в подавляющем большинстве случаев это происходит в результате сжигания ископаемого топлива, особенно на угольных электростанциях. Высокие дымовые трубы позволяют загрязняющим веществам перемещаться на большие расстояния. Согласно исследованиям, проведенным Ликенсом и его коллегами, обычная дождевая вода имеет рН 5,2. В 1970-е и 1980-е годы, когда кислотные дожди были самыми сильными, ученые зафиксировали уровень pH до 2,1, что примерно в 1000 раз выше, чем у кислотных дождей.