Ozonová díra: Hrozba pro lidstvo a její dopady

Dlouhou dobu jsme se soustředili na geochemické cykly uhlíku a síry, protože mají přímý dopad na globální oteplování a na lokální ochlazování. Dusík je však třetím z pětice hlavních hráčů, kteří spolu hrají o biodiverzitu. Dusík je obsažen v aminokyselinách, DNA, proteinech a mnoha dalších organických látkách.

Atmosféra je tvořena převážně dusíkem (78 objemových procent či 75 hmotnostních procent), který s dalšími důležitými látkami, jako je kyslík, reaguje jen v malém množství. Ultrafialové záření a elektrický výboj, tedy blesk, jsou schopny okysličit atmosférický dusík na směs oxidů dusíku, které reagují se srážkovou vodou na kyseliny. Ty se v půdním pokryvu snadno neutralizují za vzniku dusitanů a dusičnanů, které jsou v mnoha různých reakcích dále zpracovávány mikroorganizmy na další látky, zejména dusičnany. V této podobě je přijímají rostliny, jež z nich vytvářejí složité organické molekuly, jako jsou proteiny.

Některé pozemské a několik málo mořských mikroorganizmů včetně bakterií, sinic a řas jsou schopny oxidovat přímo vzdušný dusík a převádět jej na finální produkt, jímž jsou dusičnany. Přirozený pozemský cyklus dusíku je založen zejména na koloběhu mezi půdou, rostlinou, býložravcem, býložravcovým trusem a opět půdou.

Reaktivní dusík tvoří jen malou, ale pro život naprosto nezbytnou část globálního dusíkového zásobníku. Univerzálnost dusíku se podobá všestrannosti uhlíku, síry a železa, tedy dobře dostupných biogenních prvků schopných existovat v různých oxidačních vazbách, a tím se podle potřeby účastnit řady oxidačních i redukčních reakcí. Tyto reakce mohou u dusíku probíhat velice pozvolna nebo - u nitroglycerinu - neobyčejně bouřlivě. Podobně jako je tomu v globálním cyklu uhlíku, má i dusík řadu zásobníků, ale je tu jeden velký rozdíl. Oběh dusíku je rychlý (např. v půdách zůstává průměrná dusíkatá molekula jen 50 let), zatímco uhlík např.

V přírodě bylo totiž prostředí bohaté dusičnany spíš anomálií, zatímco dnes, jak nasvědčuje výskyt nitrofilních kopřiv, spíš pravidlem.

Čtěte také: Ochrana přírody: Klíč k budoucnosti

Je dobře známo, že některé rostliny, zejména luštěniny, žijí v symbióze s nitrifikačními bakteriemi. Čím víc lidí, tím víc krků, a tím víc luštěnin. Tento zdroj reaktivního dusíku nám vadí nejméně - na poli už stejně nerostly žádné vzácné rostliny (jenom to pole tam třeba nemuselo být), ušetřili jsme energii za syntézu dusičnanů, a hlavně se většina dusíku váže do zemědělských plodin.

Spalováním kyslíku ve spalovacích motorech, dnes zejména v automobilech, se mění „inertní“ vzdušný dusík na oxidy dusíku, a posléze na směs kyselin, která přispívá k okyselení prostředí. Přestože počet automobilů nedávno přesáhl 600 milionů, nikdo toto číslo neoslavoval. Strojová populace dále roste, diverzifikuje se a propojuje se do složitých hierarchických systémů, ve kterých objevujeme příklady dominance (terénní vozy), parazitizmu (odtahové vozy) či mutualizmu (cisterny).

Fyzikální chemik Fritz Haber získal r. 1918 Nobelovu cenu za objev, který učinil téměř o dvacet let dříve - za syntézu amoniaku přímo z dusíku a vodíku. Tento proces rozpracoval do průmyslového měřítka jeho kolega Karl Bosch, který za něj a další vysokotlaké experimenty získal společně s Friedrichem Bergiusem Nobelovu cenu v roce 1931. Jde o reakci mezi vodíkem a dusíkem, které se za vysoké teploty i tlaku a v přítomnosti katalyzátoru (obvykle některého z oxidů železa) slučují na amoniak.

Na syntetických hnojivech vyráběných převážně touto reakcí závisejí potraviny pro zhruba 40 % světové populace. Navíc objev přišel v pravou chvíli, právě se začaly vyčerpávat zásoby přírodních dusičnanů - chilská guanová ložiska. Syntetická hnojiva umožnila vyšší výnosy a víc lidí mohlo pracovat v průmyslu. Bez Haberovy-Boschovy reakce by na Zemi bývalo žilo méně lidí, možná ve větší chudobě, a globální změny klimatu a prostředí by byly před námi, zatímco dnes nejen klepou na dveře, ale už vstupují dovnitř.

Množství reaktivního dusíku vyráběného lidmi převyšuje přírodní toky. Obvykle se uvádí, že roční přirozený tok reaktivního dusíku se pohybuje kolem 140 milionů tun a lidská produkce dosahuje 210 milionů tun. Jiné odhady uvádějí pro přirozené roční toky kolem 100-200 milionů tun a přibližně stejné či o něco větší množství pro umělé toky.

Čtěte také: Jak vybrat drtič kuchyňského odpadu

Lesy Skandinávie dostávají desetkrát až dvacetkrát víc reaktivního dusíku než před sto lety. Pobřeží Floridy, Jamajky, východu USA či Evropy jsou dnes zásobována několikanásobně většími zátěžemi dusíku. Baltické moře začíná být považováno za nejrozsáhlejší „mrtvou zónu“ mezi mělkými moři. Tato mrtvá zóna ve skutečnosti kypí životem, je to však život sinic a medúz, nikoliv ryb a korýšů. Úroveň světového rybolovu od roku 1980 neustále klesá. Došlo k přelovení zejména větších ryb, které se živí řasami.

Poměrně běžné situaci, kdy toxiny přemnožených řas a nedostatek kyslíku zabíjejí ryby, které pak plavou na hladině v páchnoucí žlutozelené siničné břečce, říkají námořníci na Baltu „rebarborová polévka“. Celkové množství medúz je dnes asi desetkrát vyšší než v polovině minulého století. Drobné medúzy nasávané do chladicího systému dokonce odstavily největší letadlovou loď světa - Ronald Reagan.

Snad ze všech korálových útesů světa přicházejí stejné zprávy o odumírání korálů a ohrožení celých ekosystémů. Zpočátku to bylo přičítáno globálnímu oteplení, ale dnes je za hlavního škůdce považován reaktivní dusík, který posunul přesně nastavenou rovnováhu mezi láčkovcem a řasou ve prospěch řasy. Korálový útes pak dopadne tak, že rychle poroste nitrofilními sinicemi a řasami, které posléze spotřebují kyslík a změní povrch útesu v šedavou břečku, podobnou kachnímu rybníčku na české návsi.

Polovina všech syntetických dusíkatých hnojiv byla vyrobena v posledních dvaceti letech! Rychlost změn globálního cyklu dusíku a celkové množství vyráběných dusíkatých látek jsou závratné.

Oxidy dusíku jsou prekurzorem troposférického ozonu. Existuje podezření, že část oxidů dusíku sice ozon vytváří, ale část jej rovněž likviduje. Oxidy dusíku zvětšují skleníkový jev. U nás vnímáme, jak příroda zarůstá nitrofilními kopřivami a bezem. V Kalifornii pozorují zarůstání endemitické vegetace na hadcových stepích. V Českém krasu vidíme zarůstání skalních stěn, které nikdy dřív nebyly porostlé. Pohnojená příroda zastoupená těmi nejběžnějšími rostlinami útočí na výspy blokované sukcese s nejcennějšími „kytkami“.

Čtěte také: Řešení pro vysoké emise CO

Pozorujeme město a při bočním pohledu vidíme, jak se nad ním vznáší hnědavý opar s fialovým nádechem.

Populace lidí i strojů roste a problém bude pokračovat. Bude nutné živit víc břich i nádrží. Výroba syntetických hnojiv je navíc energeticky velice náročná - už jenom z toho důvodu, že vycházíme z vodíku.

Globální cykly prvků, poškození ekosystémů, eroze půdy, nadměrný výlov ryb a řada dalších faktorů se každým rokem nepozorovatelně mění a mnohdy zvětšují. Skoro nepoznáme, že v intravilánu obce kopřivy letos obsadily o 2 % plochy víc než loni, že se počet druhů ryb na útesu za rok snížil o 0,6 %, že z hadcové stepi křoviny zase ukrojily pás široký dva metry. Skoro není o čem psát, změny jsou malé a náprava by byla neúměrně drahá nebo nemožná. Necháváme to být. Změny se dějí neustále a jistě bychom je dokázali ustát, kdyby se týkaly jednoho ekosystému, jednoho prvku, jednoho aspektu.

Jako chladicí médium v ledničkách i klimatizacích byly freony dlouho obtížně nahraditelné. A ozonovou díru poprvé změřili až v polovině osmdesátých let. Vzdát se důležité chemikálie jen na základě podezření, že může škodit kdesi vysoko v atmosféře, bylo projevem velké odvahy.

Přesvědčil se o tom i americký prezident Ronald Reagan, jehož administrativu ztrapnil muž řídící zdánlivě neškodnou agendu - správu národních parků a rybolov. Média jeho nápad, jak snížit riziko rakoviny kůže, překřtila na „Ray-Ban Plan“ a zahrnula výsměchem. Ozvaly se i výzvy k rezignaci.

Ozonová díra nad Antarktidou se začíná zacelovat, tvrdí odbornice na problematiku. Oproti roku 2000 se zmenšila o čtyři miliony kilometrů na 24...

Paleoklimatické doklady křičí, že klima se vůbec nechová stabilizačně, naopak je to popudlivá bestie. "Reaguje přehnaně na sebemenší šťouchnutí," říká klimatolog Wallace Broeker. Poslední zprávy naznačují, že se otepluje asi pětkrát rychleji, než jsme si dosud mysleli. Pod permafrostem v Arktidě se nacházejí metanové zásobníky, jež vybuchují, dělají krátery a uniklý plyn zůstává v atmosféře. Metan je přitom asi devatenáctkrát mocnější skleníkový plyn než oxid uhličitý.

Kdyby byla na první pohled zřetelná souvislost mezi šlapáním na plyn v automobilu a havárií (vymírání druhů, devastace korálů), lidstvo by se zřejmě vzpamatovalo a šláplo na brzdu, podobně jako když v hrůze před ultrafialovým zářením (ozonová díra) na přelomu 80. a 90. let prudce omezilo emise CFC. Světe div se, ozonová vrstva se po cca 15 letech od zákazu emisí začala zacelovat a lidstvo si pogratulovalo ke globálnímu úspěchu.

Skleníkový efekt je kolosálnější problém. Výhledově náš náklaďák smete první domky globální vsi někdy na konci století - kdy permanentně roztají ledovce. V řeči klimatologů se tomu říká “tipping point” - čili bod, z něhož není návratu.

NASA na základě dat ze satelitů v rámci programu Grace dokazuje, že následkem klimatické změny planeta Země rozkývala vlastní osu a gigatuny magmatu pod povrchem se nyní přelévají ze strany na stranu jako železo v peci při zemětřesení. Zemský plášť se následkem toho vyboulil. V hloubce pouhých osmdesáti kilometrů pod nohama se fakticky vaří polévka.

Pozice Grónska vůči severnímu pólu (45 stupňů - na jižní polokouli tomu nejvíce odpovídá Patagonie) má následkem specifického geometrického efektu neobyčejný vliv na zemskou osu. Posledních 18 let přístroje zaznamenávají periodické výchylky rotační osy Země směrem na východ o desítky centimetrů u pólu. Už v Kanadě to ale dělá celé kilometry!

Západ USA se pod zemským pláštěm valí zpět na východní Kanadu, jež byla v minulosti disproporčně stlačována ledovým příkrovem. Arktický led se soustředí kolem rovníku, potenciální nebezpečí ztráty stability je značné - v minulosti se Země vlivem rozkývané osy ocitla v periodě tepelného maxima na stovky tisíc let.

James Lovelock zjistil, že kontakt lidské ruky s měděnou tyčí o teplotě 50 stupňů způsobí popáleninu prvního stupně zhruba do jedné minuty. Šedesátistupňová tyč ho popálila už za vteřinu. Naopak, když měla tyč pod padesát stupňů, žádné popáleniny se neobjevily.

V poslední knize “Novacene” Lovelock píše, že 47 stupňů se dá považovat za jakousi hraniční hodnotu, za níž je člověk ještě schopen fungovat. Potvrzují to ostatně i zkušenosti z Bagdádu, Pákistánu nebo západní Austrálie, kdy se při teplotě nad 47 stupňů prakticky zastaví život.

Biosféra Země je ovšem křehká, dokáže si zachovat stabilitu jen v úzkém rozmezí zhruba 200 až 500ppm CO2. Nacházíme se uprostřed interglaciálu a stačila by přírodní katastrofa toho druhu, k jakým v minulosti docházelo běžně - náraz asteroidu nebo výbuch supervulkánu - a průměrná teplota na Zemi může brzy atakovat 47 stupňů. Gaia by se v tu chvíli vydala na jednosměrnou pouť, kterou před ní urazila třeba Venuše.

Poslední fázi této klimatické změny už bychom nebyli schopni sledovat: atmosféra by se změnila na superkritickou páru, která dokáže rozpouštět horniny.

tags: #ozonová #díra #ohrožení #pro #lidstvo #dopady

Oblíbené příspěvky:

• Nabídka odpadkových košů Planeo Elektro
• Definice emisí škodlivin
• Dopad kalifornského zákona na zemědělství
• Efektivní čištění vápence ve sprše
• Svoz komunálního odpadu Králův Dvůr