Uspjeli smo sanirati ozonsku rupu otkrivenu 1980-ih zabranom tvari koje su razarale ozon, poput klorofluorougljika (CFC). No, dok je taj problem uglavnom riješen, izgleda da nesvjesno otvaramo novi, u gornjim slojevima atmosfere sada sagorijevaju tisuće satelita s vrlo kratkim vijekom trajanja, najčešće tek pet godina. I njihovi ostaci možda stvaraju novi, tihi rizik za Zemljin zračni omotač.
Prema novoj studiji Leonarda Schulza sa Tehničkog sveučilišta u Braunschweigu i njegovih suradnika, materijal koji potječe od satelita što izgore pri povratku u atmosferu, osobito prijelazni metali, mogao bi imati neočekivane posljedice za kemiju atmosfere. Čovječanstvo je, po svemu sudeći, već postalo najveći izvor nekih od tih elemenata u stratosferi.
Od meteorita do satelita: novi izvor metala u zraku
Zemljina atmosfera odavno prima “svemirski prah” iz prirodnih izvora, meteoriti koji sagorijevaju pri ulasku donose tone tvari godišnje. Prema Schulzovom radu, masa materijala koju u atmosferu unose rakete i sateliti još je mala u usporedbi s meteoritima: oko 7 % ukupne mase prirodnog unosa. No, razlika je u sastavu. Dok su meteoriti uglavnom silikatni, sateliti i rakete građeni su pretežito od metala, pa količina metala koju ljudi dodaju atmosferi doseže oko 16 % prirodnog doprinosa.
Naizgled beznačajan postotak skriva ozbiljan trend. Godine 2015. ljudske aktivnosti bile su glavni izvor 18 elemenata u atmosferi. Do 2024. taj se broj popeo na 24, a u nadolazećim desetljećima mogao bi dosegnuti 30. Neki od tih elemenata, poput litija ili kositra, relativno su bezopasni. No među njima su i prijelazni metali, kemijski vrlo reaktivni katalizatori koji mogu pokrenuti neželjene reakcije, baš kao što su to nekoć činili CFC-ovi u razaranju ozonskog sloja.
Ti metali, među kojima su bakar (iz elektroničkih sklopova) i titanij (iz konstrukcijskih dijelova), mogli bi promijeniti ravnotežu atmosferskih procesa ako im koncentracija nastavi rasti.
Mega-konstelacije i nova kemija stratosfere
U posljednjih deset godina količina takvih metala u atmosferi više se nego udvostručila, prije svega zbog pojave tzv. satelitskih mega-konstelacija poput Starlinka i Kuipera. Ti su sateliti namjerno projektirani tako da nakon nekoliko godina “nestanu” sagorijevanjem u atmosferi. Time se smanjuje rizik od gomilanja svemirskog otpada i lančanih sudara (poznatih kao Kesslerov sindrom), ali se stvara novi problem: kemijska promjena gornjih slojeva atmosfere.
Schulz i suradnici navode tri moguća načina na koja ovaj “svemirski otpad” utječe na okoliš. Prvi je izravan, prijelazni metali mogli bi djelovati kao katalizatori reakcija koje razgrađuju ozon, baš kao i CFC-ovi prije nekoliko desetljeća. Drugi je mikro-fizikalni: čestice mogu služiti kao jezgre kondenzacije i mijenjati način nastanka oblaka u stratosferi, što bi moglo poremetiti vremenske obrasce niže u atmosferi.
Treći učinak odnosi se na zračne (radijativne) procese, metalne čestice mogu odbijati ili zadržavati Sunčevu toplinu, ovisno o svojem sastavu i veličini, uzrokujući lokalno zagrijavanje ili hlađenje. Paradoksalno, upravo se takvi mehanizmi proučavaju u nekim prijedlozima geoinženjeringa kao mogući način ublažavanja klimatskih promjena.
No zasad se o stvarnim učincima zna vrlo malo. Nitko još nije sustavno proučio kako, primjerice, titanij utječe na razgradnju ozona ili bi li litij mogao reflektirati Sunčevu svjetlost dok lebdi u stratosferi.
Autori zaključuju da je krajnje vrijeme da se to istraži, osobito ako planiramo održavati sustave s desecima tisuća satelita koji će redovito sagorijevati u atmosferi svakih pet godina. Ako iz povijesti možemo nešto naučiti, poručuju, onda je to da kemijske prijetnje u zraku valja prepoznati prije nego što postanu globalni problem.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
