Forskare upptäcker spår av förorenande metall i stratosfären: raketer är skyldiga till det
Ofta är konsekvenserna av vissa beteenden inte uppenbara och synliga, men de finns där och vid en viss tidpunkt manifesterar de sig obönhörligt. Samma sak gäller föroreningar, i det här fallet i jordens atmosfär: detta är vad forskare har upptäckt.
Föroreningar på jorden, rymden och stratosfären
AI Generated - Psycode
Vi vet ganska mycket om föroreningar, som vi försöker vidta ekologiska och hållbara motåtgärder mot. Vi tänker på den atmosfäriska, marina och oceaniska, orsakad av utsläpp av skadliga ämnen, icke biologiskt nedbrytbara, i luften och vattnet med oundvikliga långsiktiga konsekvenser.
Vi får dagligen höra talas om till exempel smog och de giftiga ämnen som vi regelbundet andas in, orsakade av motorfordon, förbränning, industrianläggningar, kraftverk och mycket mer, vilket kan ha en extrem negativ inverkan både på ekosystemet och vår hälsa.
Men hur är det med föroreningar i rymden? Hur mycket vet vi egentligen om det? Rymdskräp består till större delen av föremål som gamla satelliter och skräp som finns kvar i jordens omloppsbana efter rymduppdrag. Denna ansamling kan utgöra ett hot mot framtida uppdrag, orsaka möjliga kollisioner och generera ytterligare föroreningar.
I detta avseende har forskare som studerar stratosfären gjort en oroväckande upptäckt.
Spår av förorenande metaller har upptäckts i stratosfären: forskningen
Forskare från NOOA, National Oeanic and Atmospheric Administration i Colorado, USA, har upptäckt att atmosfären, cirka tolv kilometer över jordens yta är full av partiklar som innehåller olika metaller, vilka osynligt förorenar detta lager. Ursprunget verkar tillhöra raketer som återvänder till jorden, överhettade av resan.
En forskning utfördes på basis av data som samlats in av ett flygplan på hög höjd, ovanför Arktis, under SABRE-uppdraget, eller Stratospheric Aerosol Processes, Budget and Radioative Effects. Syftet vara att gå längre i identifieringen av aerosoler, fasta eller flytande partiklar som finns i luften, utspridda i stratosfären, innehållande droppar av svavelsyra som härrör från oxidation av karbonylsulfidgas.
Stratosfären är ett av lagren i jordens atmosfär, exakt det andra, som ligger ovanför troposfären och under mesosfären. Dess förlängning sträcker sig från cirka 10 till 50 kilometer över jordens yta och är värd för ozonskiktet, som ansvarar för att absorbera skadliga UV-strålar. Genom att absorbera ultravioletta strålar omvandlar ozon dem till värme, vilket effektivt skyddar oss från farlig strålning. Det är därför, ju mer latituden ökar, desto högre blir temperaturen, till skillnad från vad som händer i troposfären. Stratosfärens funktion och hälsa är därför grundläggande för vår och ekosystemets överlevnad.
Det är därför forskarnas upptäckt är oroande: med hjälp av en mycket känslig enhet fäst på framsidan av NASA:s forskningsplan WB57, var det möjligt att upptäcka närvaron av aluminium och metaller i ungefär 10% av svavelsyrapartiklarna, vilket representerar den stora majoriteten av de som finns i stratosfären.
Förorenande metaller i stratosfären som kommer att öka
Daniel Murphy, kemist vid Chemical Sciences Laboratory, och hans team lyckades också koppla de observerade elementen till speciella legeringar som används i raketer och satelliter, vilket bekräftar deras ursprung: förångad metall från rymdfarkoster som återvänder till jorden.
"Två av de mest överraskande grundämnena vi såg i dessa partiklar var niob och hafnium, båda sällsynta grundämnen som inte förväntas finnas i stratosfären. Det var ett mysterium var dessa metaller kom ifrån och hur de hamnade där.".
Nu är mysteriet löst: aerosoler som har till uppgift att absorbera och reflektera solens strålar, skydda livet på jorden, har förorenats av rymdskräp. Faktum är att varken niob eller hafnium är fria naturliga grundämnen, utan raffineras från mineraler, som i superlegeringar på raketer. Vidare innehåller dessa partiklar koppar, aluminium och litium i betydligt större mängder än de som detekteras i meteoriter, som ingår i det så kallade rymddammet.
"Kombinationen av aluminium och koppar, såväl som niob och hafnium, som används i värmebeständiga och högpresterade legeringar, pekade oss mot flygindustrin.".
Totalt kunde teamet identifiera mer än tjugo olika grundämnen i partiklar associerade med återinträdet av satelliter och raketer, inklusive järn, bly silver, titan, zink och magnesium. Detta var möjligt tack vare PALMS, en akronym för Particle Analysis by Laser Spectrometry, ett instrument som kan assimilera och kemiskt undersöka varje partikel som finns i luften medan planet förflyttar sig. Väl inne analyseras aerosolpartikeln av två laserstrålar, som avslöjar dess storlek och hastighet. Vid denna tidpunkt fortsätter en tredje kraftfull laser att förånga den och resterna hamnar i två masspektrometrar, som exakt kan identifiera "DNA" i varje partikel.
Den största oron nu är att förstå hur detta skräp kan påverka den framtida ökningen av rymdtrafik. En hypotes är att sprida ut miljontals ton svavelaerosoler i stratosfären, för att bromsa den globala uppvärmningen genom att reflektera solljuset tillbaka ut i rymden.
Om för närvarande cirka 10% av stratosfärpartiklarna innehåller metaller från raketer och satelliter kan denna andel stiga till 50% inom en snar framtid.
"Det kommer att finnas mycket arbete att göra för att förstå konsekvensena av dessa nya netaller i stratosfären" säger Murphy
Raketer förorenar stratosfären: konsekvenserna är okända
Martin Ross från The Aerospace Corporation och medförfattare till studien, sa att "Vid 10% är den nuvarande andelen stratosfäriska aerosoler med metallkärnor inte stor, men över 5000 satelliter har sänts upp under de senaste fem åren. De flesta av dem kommer tillbaka under de kommande fem, och vi behöver veta hur detta ytterligare påverkar stratosfäriska aerosoler.".
Faktum är att raketer och satelliter har designats för att skjutas upp i rymden och hamna utanför omloppsbanan i slutet av uppdraget. I returfasen brinner materialet i den övre atmosfären för att raketen inte ska kraschlanda på jorden, med konsekvenserna av utsläpp av metallångor i detta lager.
"Mängden aluminium i stratosfäriska svavelsyrapartiklar förväntas bli jämförbar med eller till och med överstiga mängden meteoriskt järn, med okända konsekvenser för inkludering och kärnbildning av is.".
Detta innebär att skräp från uttjänta rymdfarkoster kan påverka hur vattnet fryser till is i stratosfären, vilket potentiellt ändrar storleken på aerosolpartiklar.
"Rymdindustrin har gått in i en era av snabb tillväxt. Med tiotusentals små satelliter planerade för låg omloppsbana om jorden kommer den ökningen i massa att delas upp i många fler återinträdeshändelser" säger forskarna.
Därför förorenar rymdskräp designat för bortskaffande faktiskt jordens övre skikt och detta fenomen kräver ytterligare forskning för att förstå dess långsiktiga effekter.
Visst är rymdutforskning avsedd att öka, men vad kommer det att kosta oss att upptäcka universum?
