Мой учитель биологии в средней школе объяснял нам принципы естественного и искусственного отбора. Затем он рассказал нам о непреднамеренном примере искусственного отбора. В индустриальных районах Великобритании в XIX веке черная форма березовой пяденицы распространилась повсеместно.
Этот вид мотылька обитал на светлой коре деревьев, и поэтому белый окрас помогал им маскироваться от хищников. Иногда рождался черный мотылек, но он обычно оставлял меньше потомства, так как птицы могли легче его заметить.
Однако, когда загрязнение окружающей среды сделало кору этих деревьев черной, эти, казалось бы, невезучие разновидности получили преимущество в маскировке. Вскоре большинство популяции мотыльков стало черным.
Эта история поразила меня. Мы изменяли целые популяции животных с момента начала промышленной революции и даже раньше, через чрезмерную охоту.
Несмотря на это, многие любят утверждать, что человеческая цивилизация не так уж плохо влияет на окружающую среду, и что климат не "ответит" нам за это. К сожалению, влияние человеческой деятельности на окружающую среду становится все более очевидным. Все меняется куда быстрее, чем нам хотелось бы.
Одной из менее известных, но важных областей исследования является то, как наши действия изменили состав аэрозолей в атмосфере, особенно вторичных органических аэрозолей (ВОА). Но сначала, что такое ВОА?
Вторичные органические аэрозоли (ВОА) — это крошечные частицы, которые парят в воздухе и могут оказывать влияние как на окружающую среду, так и на наше здоровье. Эти частицы образуются, когда определенные газы, выделяемые растениями, автомобилями, заводами и другими источниками, смешиваются с химическими веществами, уже присутствующими в атмосфере. В результате возникает своего рода загрязнение, которое не выбрасывается напрямую, а формируется в результате этих химических реакций в воздухе. Можно сказать, это "варится" в воздухе.
Почему они важны? ВОА важны, потому что они могут влиять на количество солнечного света, достигающего Земли, и на формирование облаков, что, как вы уже догадались, может влиять на наш климат.
Кроме того, они также способствуют загрязнению воздуха, особенно тонкими частицами (известными как PM2.5), о которых мы иногда слышим в отчетах о качестве воздуха (проверьте свой телефон, чтобы увидеть отчет о качестве воздуха — это один из способов его измерения). Эти мелкие частицы могут быть вредны для нашего здоровья, особенно для людей с респираторными или сердечными заболеваниями, как у моей жены-астматика.
Проще говоря, ВОА — это часть невидимого загрязнения, которое мы не можем увидеть, но которое играет большую роль в качестве воздуха, которым мы дышим, и в общем состоянии климата. Поэтому понимание и контроль за ВОА жизненно важны для поддержания чистоты воздуха и защиты нашего здоровья.
Ситуация усугубляется тем, что ВОА эволюционировали с доиндустриальной эпохи до наших дней. Недавнее исследование, проведенное Институтом атмосферной физики при Китайской академии наук, предлагает новые данные о трансформации ВОА, подчеркивая значительные изменения в уровнях этих аэрозолей за время.
Здесь история становится интересной. Исследователи использовали сложный подход для изучения того, как изменились уровни ВОА, интегрируя различные передовые инструменты в свои модели. Они использовали модель выбросов газов и аэрозолей из природы (MEGAN) от Европейского Союза в сочетании с моделью аэрозолей и атмосферной химии (IAP-AACM) для расчета выбросов биогенных летучих органических соединений (ЛОС), которые являются важными предшественниками ВОА.
Исследование также использовало динамическую глобальную модель растительности (IAP-DGVM) для моделирования исторических растительных паттернов, что позволило получить более точные оценки естественных выбросов в доиндустриальный период. Исследователи смогли смоделировать образование ВОА из нетрадиционных путей, включая старение первичных органических аэрозолей и окисление промежуточных ЛОС.
Что обнаружили авторы? Одним из выдающихся выводов исследования является сдвиг источников ВОА с доиндустриального периода до наших дней. Как можно представить, в прошлом биогенные ВОА, образовавшиеся из естественных выбросов, доминировали в атмосфере. Однако исследование показало, что антропогенные ВОА резко возросли с момента промышленной революции.
На самом деле, антропогенные ВОА теперь составляют до 53% от общего уровня ВОА, что является значительным увеличением по сравнению с доиндустриальными временами.
"В доиндустриальный период естественные источники были основными вкладчиками в образование ВОА. Однако наши результаты показывают, что человеческая деятельность значительно усилила производство ВОА в наши дни, что привело к значительным изменениям в глобальном качестве воздуха," объяснил доктор Чэнь Сюешунь, один из авторов исследования. Как отмечает автор, это подчеркивает, насколько сильно человеческая деятельность изменила природный баланс аэрозолей в атмосфере.
Как я уже объяснял, увеличение антропогенных ВОА имеет важные последствия для нашей окружающей среды. Эти аэрозоли не только влияют на качество воздуха, способствуя его загрязнению, но также влияют на климат, взаимодействуя с солнечным светом и облаками. Всё меняется.
Исследование также выявило нечто неожиданное: реакция биогенных ВОА на изменения в антропогенных выбросах теперь более чувствительна, чем в прошлом. Это означает, что человеческая деятельность не только добавляет больше аэрозолей в атмосферу, но и усиливает эффекты естественных аэрозолей. Их вредные последствия усиливаются.
Что всё это значит для нас?
Это исследование напоминает нам о далеко идущих последствиях человеческой деятельности для атмосферы нашей планеты. Беспрецедентное увеличение антропогенных ВОА с момента промышленной революции подчеркивает необходимость лучшего управления качеством воздуха и более эффективной климатической политики. В конце концов, понимание источников и процессов формирования ВОА является ключом к смягчению их негативных последствий и защите как здоровья человека, так и окружающей среды.
Мне ненавистно слышать всё больше и больше историй о том, как наши действия изменяют биологические виды. Нужно что-то предпринять, иначе скоро у нас будет мир, который мы больше не сможем узнать. Неужели наши внуки смогут узнать его только по фотографиям? Смогут ли они дышать чистым воздухом, делая это?