English
Dziwnie zamglone niebo, barwne zachody słońca i pokrywająca wszystko cienka warstwa drobnego piasku to nic innego jak pył znad Sahary napływający nad Europę. Doniesienia o tym zjawisku wydają się w ostatnich latach coraz częściej gościć w mediach. Pojawiają się spekulacje na temat prawdziwego źródła pyłu i jego szkodliwości oraz pytania, czy zmiana klimatu wpłynęła na częstotliwość i intensywność tego zjawiska. O ile nauka zna odpowiedź na spekulacje, o tyle związek z uwarunkowaniami klimatycznymi pozostaje niewyjaśniony.
Transport pyłu na duże odległości jest jednym z naturalnych procesów zachodzących na całym świecie i jedną z kluczowych zmiennych wpływających na pogodę, klimat i jakość powietrza. Sahara jest głównym źródłem pyłu atmosferycznego w Afryce i Europie, a pył z Gobi dociera nawet do dalekich Hawajów. Główną przyczyną jest wiatr.
Zmieniający się klimat niejednoznacznym winowajcą
Od 2020 r. wystąpiło kilka niezwykle znaczących epizodów transportu pyłu saharyjskiego. W lutym ogromna chmura przykryła Wyspy Kanaryjskie, paraliżując ruch uliczny i lotniczy. Kolejny duży transport dotarł do Karaibów i nad Zatokę Meksykańską w czerwcu. Wywołały go intensywne burze piaskowe, które szalały w Nigrze, Mali i Czadzie. Wyjątkowe efekty spowodował transport pyłu w lutym 2021 r., barwiąc pokrywę śnieżną w Alpach na pomarańczowo. Z kolei w marcu 2022 r. pył znad Sahary dotarł aż do Skandynawii, a w Hiszpanii pobite zostały rekordy stężeń.
Dotychczasowe badania nie potwierdzają jednoznacznego i wyraźnego trendu zmian. Oczywiście susze i pustynnienie wywołane globalnym ociepleniem mogą sprzyjać powiększaniu się obszarów będących źródłem pyłu – podobnie jak niewłaściwe użytkowanie wody i gruntów. Spojrzenie w przeszłość pokazuje, że zjawisko transportu pyłu pustynnego do Europy występuje od tysięcy lat i charakteryzuje się okresową zmiennością.
W jednej z publikacji z 2019 r. naukowcy przedstawili wyniki badań rdzeni lodowych pobranych w Alpach [1]. Wyjątkowo wysoką zawartość pyłu odnotowano dla lat 870-100, czyli okresu, w którym w północnej części globu było cieplej niż w pozostałych regionach świata. Podobne zdarzenia odnotowano dla lat 140-170, 370-450 czy 1320-1370. Z kolei w 2022 r. hiszpańscy badacze dowodzili, że od połowy ubiegłego wieku wzrosła częstotliwość i intensywność epizodów transportu pyłu w zachodniej części Morza Śródziemnego [2].
Niezwykłe natężenie zjawiska na przełomie 2023 i 2024 r. spowodowało, że świat ponownie zwrócił na nie uwagę. Dotychczas zima była uznawana za porę o najniższej aktywności transportu pyłu w Europie i regionie Morza Śródziemnego. Zdaniem naukowców większa częstotliwość epizodów pyłowych to wynik utrzymującej się suszy w Maghrebie, wzrostu temperatury powierzchni Morza Śródziemnego, a także zmian cyrkulacji powietrza w regionie.
Do podobnych konkluzji doszedł zespół naukowców z Węgier i Rumunii, którzy badali m.in. osady zdeponowane w jeziorze Balaton [3]. Przedstawili dowody na zmiany we wzorcach cyrkulacji powietrza, które doprowadziły do wzrostu częstotliwości i intensywności zjawisk pyłowych w Basenie Karpackim. W latach 1979-2010 roczna liczba takich epizodów wynosiła średnio 4,2, natomiast w okresie 2011-2018 – 10,3.
Czy pył znad Sahary jest szkodliwy dla zdrowia?
Wszystko zależy od stężenia cząsteczek w powietrzu oraz wysokości na jakiej się one przemieszczają. O ile transport w górnych warstwach atmosfery nie będzie miał wpływu na człowieka, o tyle przemieszczanie się chmury bliżej powierzchni pogarsza jakość powietrza i może być groźne dla dróg oddechowych i układu krążenia. Dlatego należy śledzić doniesienia lokalnych instytucji zajmujących się oceną jakości powietrza i gdy stężenie pyłu jest duże, unikać długiego przebywania na zewnątrz oraz ograniczać aktywność fizyczną.
Pył saharyjski przenosi również mikroorganizmy, w tym patogeny. W próbkach pobranych w latach 2013-2016 w Senegalu badacze wykryli obecność drobnoustrojów, które mogą wpływać na ekosystemy i zdrowie publiczne [4]. Na chwilę obecną nie ma jednak dowodów na występowanie chorób zakaźnych u ludzi, spowodowanych przez patogeny transportowane na duże odległości w trakcie epizodów pyłowych.
Wszystko, co fruwa, musi w końcu spaść
Przez lata pyły mineralne były traktowane przez badaczy po macoszemu. Dziś wiemy, że są one jednym z kluczowych czynników wpływających na atmosferę, pogodę i klimat planety. Z jednej strony pył ogranicza dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi, przyczyniając się do obniżenia temperatury, z drugiej absorpcja promieniowania przez warstwę ciemniejszego pyłu może prowadzić do miejscowego ocieplenia. Podróżując na ogromne odległości, pył saharyjski przenosi składniki odżywcze, takie jak fosfor, żelazo i materię organiczną i przyśpiesza zakwity fitoplanktonu. Ma też katastrofalny wpływ na pokrywę śnieżną i lodową, powoduje szybsze topnienie i dalszy wzrost temperatury. Bardzo wysokie stężenia pyłu w powietrzu zmniejszają widoczność, uszkadzają urządzenia mechaniczne i zmniejszają wydajność paneli fotowoltaicznych.
Ale czy piasek z Sahary może zmieniać wzorce opadowe?
Do niezwykle ciekawych wniosków doszedł zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego [5]. W 2013 r. dowodzili oni, że wielkość opadów deszczu i śniegu w górach Sierra Nevada zależy od transportu pyłu. Podczas zimowych burz (2009-2011) zbierali próbki opadów, określali ich skład chemiczny, a następnie łączyli z danymi satelitarnymi, co pozwoliło im uzyskać obraz skomplikowanych procesów wywołujących zimowe opady w Kalifornii.
Prather i jej współpracownicy odkryli w pokrywie śnieżnej maleńkie cząsteczki pyłu i bakterii z pustyń oddalonych o tysiące kilometrów od zachodniego wybrzeża USA. I zauważyli wyraźną zależność – im większe były opady śniegu, tym więcej pyłu znajdowano w próbkach. Powszechnie wiadomo, że cząsteczki zanieczyszczeń stanowią jądra kondensacji, wokół których powstają chmury i deszcz (lub śnieg). Zdaniem amerykańskich badaczy pyły i bakterie przyniesione przez wiatr wspomagają ten proces, ponieważ wyjątkowo dobrze kondensują wilgoć.
Pod czujnym okiem ekspertów
Monitorowanie epizodów pyłowych i prognozowanie stężenia oraz kierunków transportu pyłu umożliwiają obserwacje satelitarne, lotnicze i naziemne. Satelity są w stanie wykryć obecność drobnych i grubych cząsteczek zanieczyszczeń w pionowej kolumnie atmosfery dzięki właściwościom optycznym aerozoli. Co więcej, nowoczesna aparatura jest w stanie rozróżnić pył pustynny od innych aerozoli atmosferycznych. Dane na ten temat gromadzone są w ramach usługi Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) i służą do modelowania rozwoju zjawisk pyłowych i przygotowywania możliwych scenariuszy ich rozwoju. Prognozy globalnego składu atmosfery na kolejne 5 dni aktualizowane są co 12 godzin. Z kolei prognoza jakości powietrza dla Europy publikowana jest raz dziennie, na najbliższe 4 dni. Wszystkie prognozy, analizy i dane CAMS są dostępne bezpłatnie.
Transport związków mineralnych i mikroorganizmów zawartych w pustynnych pyłach wydaje się ważnym elementem kształtowania warunków atmosferycznych, hydrologicznych i klimatycznych na świecie. Nie zbadano jednak jeszcze, czy są to następstwa negatywne czy pozytywne.
Rafał Stepnowski, absolwent UW, geograf, hydrolog, popularyzator nauk o Ziemi. Specjalista ds. komunikacji i content marketingu.
W artykule korzystałem m.in. z prac:
[1] Clifford H. M., Spaulding N. E., Kurbatov A. V., et al. (2019). A 2000 year Saharan dust event proxy record from an ice core in the European Alps. Journal of Geophysical Research:Atmospheres,124, 12,882–12,900. https://doi.org/10.1029/2019JD030725
[2] Salvador P., Pey J., Pérez N. et al. (2022). Increasing atmospheric dust transport towards the western Mediterranean over 1948–2020. npj Clim Atmos Sci 5, 34 (2022). https://doi.org/10.1038/s41612-022-00256-4
[3] Rostási Á, Topa B. A., Gresina F., et al. (2022). Saharan Dust Deposition in Central Europe in 2016—A Representative Year of the Increased North African Dust Removal Over the Last Decade. Front. Earth Sci. 10:869902. doi: 10.3389/feart.2022.869902
[4] Marone, A., Kane, C. T., Mbengue, et al. (2020).Characterization of Bacteria on aerosolsfrom dust events in Dakar, Senegal,West Africa.GeoHealth,4,e2019GH000216. https://doi.org/10.1029/2019GH000216
[5] Creamean J. M., Suscki K.J., Rosenfeld D., et al. (2013). Dust and Biological Aerosols from the Sahara and Asia Influence Precipitation in the Western U.S. Science 339,1572-1578. DOI: 10.1126/science.1227279
[6] A 2000 year Saharan dust event proxy record from an ice core in the European Alps
[7] Increasing atmospheric dust transport towards the western Mediterranean over 1948-2020
[10] Characterization of bacteria on aerosols from dust events in Dakar, Senegal, West Africa
[11] Dust and biological aerosols from the Sahara and Asia influence precipitation in the Western U.S.
