Két évvel ezelőtt a német jégtörő, a Plarstern - amely belefagyott a Jeges-tengerbe - személyzete zöld színű lézert lőtt az éjszakai égboltra azzal a szándékkal, hogy a lézersugár visszavert fényének segítségével tanulmányozzák a jeges téli felhőket. Ehelyett a sugár valami váratlannak találkozott:  nagyjából egy kilométer vastag aeroszol és koromkeréteggel a sztratoszférában. A kutatók később megállapították, hogy az anyagfelhő az azon a nyáron Szibérián végigsöprő óriási futótüzek füstjéből származott.

Futótüzek füstje roncsolhatja az ózonburkkot

Ez a kiterjedt füsttömeg több volt egyszerű érdekességnél. 2020 márciusára, ahogy a szibériai  futótüzek füstje tetőzött, a sarkvidéki ózonszintek műholdas mérései rekordmértékben alacsonynak bizonyultak. Noha az ügy még távolról sincs lezárva, de úgy tűnik, valószínűleg a füst emésztette fel az ózon jelentős részét. Hasonló csökkenés történt az elmúlt két évben az Antarktiszon is, az ausztrál, rekordot döntő tüzek után, amelyek több mint 1 millió tonna koromszemcsét juttattak a sztratoszférába.

Egy 2019-es hőhullám kiterjedt tüzeket gyújtott Szibériában. A füst felszállhatott az arktiszi sztratoszférábaForrás: https://www.science.org/content/article/high-flying-wildfire-smoke-may-threaten-ozone-layer

- Bizonytani még nem tudjuk, de úgy tűnik, hogy az eredmények  erre utalnak - mondja Kevin Ohneiser, a Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) kutatója. A felfedezés, amit Ohneiser és kollégái a múlt hónapban publikáltak a Atmospheric Chemistry and Physics magazinban azt sugallja, hogy a klímaváltozásnak nem várt hatása lehet az atmoszferikus kémiára, mivel az egyre gyakoribb futózüzek füstje betör a sztratoszférába, és potenciálisan erodálja az ózonréteget, amely a káros ultraviola sugárzás legfontosabb szűrőjének számít.

A troposzféra a legalsó és legsűrűbb légrétegForrás: https://www.origo.hu/tudomany/20170226-az-ozon-a-foldfelszinen-mar-kis-koncentracioban-is-mergezo-a-magaslegkorben-viszont-fontos-vedelmi.html

„Mostanáig a füst valóban figyelmen kívül lett hagyva a globális hatások szempontjából" – mondja Cathrine Wilka, a Stranford Egyetem kémikusa.

 Ott van, pedig semmi kersnivalója sem lenne ott

„Ez valóban új megfigyelés. Az 1970- es évektől a műholdak képesek nyomon követni a futótüzek füstjeiből származó részecskéket, mivel ezek erős UV-fény elnyelők. 2017-ig azonban a műholdak semmi jelét nem látták annak, hogy a füst jelentős mennyiségben behatolt volna a sztratoszférába" – mondja Omar Torres, a NASA tudósa.

A sztartoszféra átlagosan 12,5 -14 kilométeres magasságban kezdődik, és 50 kilométeres magasságig terjed, a pólusok feleltt azonban alacsonyabban fekszik az alsó határaFotó: Bakonyi Csillagászati Egyesület

Az arktiszi légtömegben kimutatott füst nagyon aggasztó, mert semmi keresnivalója sem lenne ott.

„Mindenki azt gondolta, hogy az arktiszi légtömeg tényleg tiszta, mert híján van azoknak az erős viharoknak, amik a sztratoszférába hajthatják a szennyeződéseket. Az arktiszi sztratoszféra egy nyugodt, izolált réteg a troposzféra felett"-nyilatkozta Torres.

Az oroszországi Arktisz műholdas felvétele a szibériai futótüzek okozta füsttelForrás: NASA Earth Observatory image by Joshua Stevens, using VIIRS data from NASA EOSDIS/LANCE and GIBS/Worldview, and the Suomi National Polar-orbiting Partnership

A mai leghevesebb futótüzek, mint amilyenek például a közelmúlt ausztráliai futótüzei, képesek olyan erős viharrendszert létrehozni, ami a vulkánokhoz hasonlóan az aeroszolokat és a füstöt  a sztratoszférába pumpálja. De amíg Szibéria égett, egy nagy nyomású rendszer elfojtotta az erős viharokat formáló konvektív feláramlásokat, ezért a  füstnek  egy másik, a sztratoszférába vezető úttal kellett rendelkeznie.

 

Egy még nem publikált modellben a TROPOS-csoport megkísérlelte megmagyarázni ezt a különös jelenséget, az úgynevezett önemeléses teóriával. Modelljük azt sugallja, a sötét koromészecskék olyan hatékonyan abszorbeálják a napfényt, ami miatt  gyorsan felmelegszik a levegő,és ez a füst felemelkedését okozza.

A Pinatubo 1991 június 15-én bekövetkezett leghevesebb kitörés alkalmával a hamufelhő 20 kilométernél magassabra, a sztratoszférába emelkedett. A heves vulkánkitörések füstje gyakran emelkedik a sztratoszférábaForrás: U.S. Geological Survey

Alig néhány napon belül  ez a folyamat akár 10 kilométer magasra is felemelheti a füstöt, ahol a magassági szelek már könnyen eljuttatják az alacsony küszöbű arktiszi sztratoszférába. ( A pólusok felett 8-9 km magasságban húzódik a troposzféra, és a sztartoszféra határa. ) - A  NASA CALIPSO műholdas megfigyelő rendszerének lézeres műszere valóban elcsípett olyan füstből származó részecskéket, amelyek 4 kilométerről 10 kilométerre emelkedtek- mondja Ohneiser.

 

2018-ben egya Jeges-tengerbe ragadt német kutatóhajó, a Polarstern lézert lőtt a sztratoszférába, ami egy füstnek gondolt vastag ködös réteget tárt felForrás: https://www.science.org/content/article/high-flying-wildfire-smoke-may-threaten-ozone-layer

A troposzférában eddig még sohasem dokumentált önemeléses teória vitatott a szaktudósok körében. A tűzviharok, vagy a tűzgomolyfelhők (pyrocumulonimbus) kutatásában viszont odáig fejlődött az önemelés elmélete, hogy csak ez lehet az egyetlen magyarázat arra, hogy az aeroszol közvetlenül a sztratoszférába jusson.  Torres szerint így jutott például a 2017-es brit-kolumbiai tűz füstje is a sztratoszférába.

Vannak, akik szekptikusok maradtak 

Michael From, a U.S. Naval Research Laboratory, az amerikai haditengerészet kutatólaboratóriumának szaktudósa úgy véli, hogy ennél szilárdabb bizonyítékokra van szükség. Szerinte, hogy ha nincs valamiféle "extra lökés" egy tűzviharnál, akkor nem valószínű, hogy a füst felhatol a tropopauzába, vagy pedig e fölé emelkedik. (A tropopuza a troposzféra és a sztratoszféra közötti átmeneti zónát jelenti.)

Rekordméretű ózonlyuk az Antarktisz fölött 2006-ban. A lila és kék színek jelzik, hol volt a legalacsonyabb az ózon koncentrációjaForrás: NASA

From szerint a legtöbb, az arktiszi sztartoszférában megfigyelt részecske a  Kamcsatka-félszigetén lévő Raikoke vulkánból származik, ami a 2019-es kitörése során gázt és hamut emelt a sztratoszférába. Michael From arra is rámutatott, hogy a CALIPSO nem tud különbséget tenni a füst és a szulfátok között.

Ausztrál bozóttűz Bairnsdale közelében, a Victoria állambeli East Gippsland régióbanForrás: https://www.bbc.com/news/in-pictures-50971879

De Onneiser és kollégái szilárdan meg vannak győződve az igazukról.

Lidarjuk két különböző hullámhosszon mért fényelnyelést és fényvisszaverődést, és az ausztrál tüzek megfigyelésénél ugyanezzel a műszerrel mutatták ki, hogy a füstrészecskéknek jellegzetes jele van.

„A futótűz füstjének egyértelmű optikai ujjlenyomatai vannak. Nincs helye más interpretációnak „- mondja Ohneiser.

A  TROPOS csapat is kimutatott a Raikoke vulkánból származó szulfátrészecskéket, de azok csak egy vékony réteget formáltak még magasabban, a sztratoszférában.

(Forrás: American Associacion for the Advancement of Science)