poniedziałek, 16 lutego 2015

Potosi - inkaskie zagłębie srebra

Team finds earliest evidence of large-scale human-produced air pollution in South America. Phys.org 9.02.2015.

Kiedy w XVI w. Hiszpanie podbijali Amerykę Płd., ich największym sukcesem było odkrycie inkaskich kopalni srebra w górskim rejonie Potosí w dzisiejszej Boliwii - największym na świecie zagłębiu srebra. Inkowie od dawna wydobywali tam kruszec, ale Hiszpanie w 1572 wprowadzili nową technologię, która wielokrotnie zwiększyła produkcję i po raz pierwszy w historii pokryła Andy grubą warstwą ołowianego pyłu. Część z tych zanieczyszczeń wiatry zaniosły aż 800 km na północny zachód, gdzie osiadły na lodowcu Quelccaya i zachowały się pod kolejnymi warstwami śniegu i lodu, aż do 2003, kiedy dotarli do nich naukowcy z Ohio State University. W internetowym wydaniu Proceedings of the National Academy of Sciences opisują oni badania rdzenia lodowego z lodowca Quelccaya, w których odkryto warstwę datowaną na okres hiszpańskiego podboju Imperium Inków, zawierającą ołów z kopalni srebra w Potosí.

Lodowiec Quelccaya w Peru (fot. Paolo Gabrielli, Ohio State University)


Analiza próbek z lodowca dostarcza pierwszych dowodów na produkcję zanieczyszczeń na szeroką skalę w Ameryce Południowej przed rewolucją przemysłową, co czyni lodowiec Quelccaya jednym z niewielu miejsc na świecie, gdzie można zbadać przedindustrialny wpływ człowieka na środowisko. Według Paolo Gabrielli'ego z Byrd Polar and Climate Research Center uniwersytetu Ohio State (uczestnika projektu) wyniki badań pokazują, że działalność ludzka miała znaczny wpływ na środowisko na długo przed rewolucją przemysłową. Lonnie Thompson - profesor na uniwersytecie Ohio State i współautorka projektu - również uważa, że ich badania pozwalają nam zajrzeć w przeszłość tego regionu, a w przyszłości być może umożliwią zrozumienie globalnej cyrkulacji zanieczyszczeń. Thompson nazwała rdzenie lodowe z Quelccaya "kamieniem z Rosetty" w dziedzinie historii klimatycznej Ziemi. 

Próbki zostały pobrane z lodu, który formował się w peruwiańskich Andach przez ponad 1200 lat. Rok po roku i warstwa po warstwie lodowiec wychwytywał substancje chemiczne z powietrza i opadów atmosferycznych w różnych porach roku. Po 12 stuleciach, aby zbadać historię zmian klimatycznych w tym regionie, naukowcy przeanalizowali skład chemiczny poszczególnych warstw przy pomocy spektrometru masowego, mierząc ilość i rodzaj substancji chemicznych obecnych w lodzie. W szczególności interesowała ich zawartość antymonu, arsenu, bizmutu, molibdenu, a zwłaszcza ołowiu, ponieważ wprowadzona przez Hiszpanów technologia wydobywcza polegała na kruszeniu rudy srebra, która zawiera o wiele więcej ołowiu niż srebra, a następnie mieszaniu jej z rtęcią w procesie zwanym amalgamacją. A więc zanieczyszczenia powietrza pochodzące z produkcji srebra powinny zwierać głównie cząsteczki ołowiu.

Góra Potosi, czyli "Bogata Góra", największe na świecie zagłębie srebra (fot. Wikimedia Commons)

Analiza spektrometrowa wykazała okresowy wzrost koncentracji ołowiu przed przybyciem Hiszpanów, ale te warstwy prawdopodobnie odpowiadają okresom naturalnego występowania takich zanieczyszczeń, np. erupcjom wulkanicznym. Jednak począwszy od końca XVI w. lodowiec Quelccaya zaczął zbierać dużo większe ilości tych pierwiastków i ich wysoki poziom utrzymywał się do początków XIX w., kiedy kraje Ameryki Południowej ogłosiły niepodległość od Hiszpanii.

Aby potwierdzić skąd pochodziły zanieczyszczenia, naukowcy porównali dane z torfowiska w Tierra del Fuego w Chile i z osadów z jezior w regionie obejmującym Potosí oraz inne kopalnie w Boliwii i Peru. Te ostatnie miejsca wychwytywały zanieczyszczenia produkowane lokalnie w owym okresie. Wyniki analiz chemicznych lodu z Quelccaya potwierdziły to, co badacze wiedzieli już ze źródeł pisanych: większość zanieczyszczeń najprawdopodobniej pochodziła z Potosí, gdzie Hiszpanie produkowali większość srebra. Inne kopalnie w regionie przyczyniły się do zanieczyszczenia Quelccaya w mniejszym zakresie.

Według Gabrielli'ego nawet przy najwyższym stężeniu pierwiastki uwięzione w lodzie nie są widoczne gołym okiem i można je wykryć tylko poprzez analizę chemiczną, ponieważ rdzeń lodowy wygląda na całkowicie przezroczysty i idealnie czysty. Jego zdaniem fakt odkrycia zanieczyszczeń w tak dziewiczej lokalizacji i na tak dużej wysokości świadczy o ich globalnym znaczeniu, ponieważ tylko poważne źródło zanieczyszczeń może mieć wpływ na skład chemiczny śniegu w tak odległym miejscu jak Quelccaya.

Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń wytworzonych przez człowieka na ogromne odległości stało się powszechne od czasów rewolucji przemysłowej pod koniec XVIII wieku. Na Grenlandię trafiała znaczna część zanieczyszczeń ołowiem nanoszonych przez wiatry z Europy i Stanów Zjednoczonych, aż w latach 70-ych XX w. rządy wymusiły na producentach paliw zmiany technologiczne. Z kolei część zanieczyszczeń znajdujących się obecnie w atmosferze nad Ameryką Północną pochodzi z Azji, która przeżywa w tej chwili swój własny boom przemysłowy.

Pytanie teraz brzmi, czy wcześniejsza działalność ma jakiekolwiek znaczenie dla badań oddziaływania człowieka na środowisko. Rdzenie lodowe z Grenlandii zawierają śladowe ilości ołowiu pochodzącego z V w. p.n.e. z wytopu metali w starożytnej Grecji i Rzymie. Rdzenie lodowe z Quelccaya pokazują, że w Ameryce Płd. ludzie zaczęli produkować zauważalne ilości zanieczyszczeń w XVI w. Natomiast wiek XX wyprodukował więcej zanieczyszczeń niż jakikolwiek inny okres historii ludzkości. Międzynarodowe organizacje rozważają nawet, czy nie nazwać go antropocenem, czyli wiekiem ludzi - epoką, w której ludzie w znaczący sposób zmieniają środowisko. 

Gabrielli, Thompson i ich współpracownicy mają nadzieję, że dane z Quelccaya znajdą swoje miejsce w tej dyskusji. Obecnie zajmują się analizą rdzenia, który zespół Thompson wyciągnął z lodowca Dasuopu w południowozachodnich Chinach na rekordowej wysokości n.p.m. Zawiera on 8 tys. lat historii klimatycznej i naukowcy mają nadzieję, że analiza pierwiastków śladowych doda nowy rozdział do prehistorii i historii ludzkości.

Publikacja:
Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp
More information: Widespread pollution of the South American atmosphere predates the industrial revolution by 240 y, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1421119112

Read more at: http://phys.org/news/2015-02-team-earliest-evidence-large-scale-human-produced.html#jCp

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz