Jest tak lekki, że z łatwością wznosi się nad Saharę i rozpoczyna podróże międzykontynentalne. Skutki jego ruchów są zdumiewające. Śnieg w Alpach zmienia kolor, potęgują się karaibskie upały, a dobroczynne pierwiastki krążą w oceanach i roślinach.
Pierwsi badacze regionów pustynnych postrzegali je jako puste – co jawi się jako słusznie już pokryty kurzem europocentryzm. Pustynie nie tylko miewają bowiem złożoną biosferę, ale także bywają zamieszkane przez rozmaite społeczności. Skoro o kurzu mowa, ten pochodzący z najrozleglejszej pustyni gorącej na świecie – Sahary – dostał się niedawno, nie tylko metaforycznie, na pierwsze strony europejskich gazet. A dokładniej: nie „kurz”, lecz „pył saharyjski”.
Czad? Ale czad!
Wszystko zaczyna się w Kotlinie Czadu, a w zasadzie w jej najniższej części – Kotlinie Bodele. To właśnie tu, jakieś 5 tys. lat przed naszą erą istniało największe z czterech paleojezior Afryki – jezioro Mega-Czad (co swoją drogą może być przyrodniczą bazą i pierwowzorem dla popularnego określenia wszelakiej nadwspaniałości). Jego szacowana powierzchnia miała ponad 1 000 000 km², czyli więcej niż powierzchnia dzisiejszego Morza Kaspijskiego.
Co ma paleomegajezioro do pyłu w atmosferze? Bardzo dużo, ponieważ wysychając do obszaru dzisiejszego jeziora Czad, pozostawiło po sobie osady limniczne (czyli po prostu osady tworzące się na dnie jeziora) i oto mamy źródło naszego pyłu. Pyłu, a nie piasku – jak chciałyby niektóre media. Dlaczego nie? Otóż ziarenka piasku (nawet saharyjskiego) są zbyt duże, by mogły zostać przeniesione na większe odległości – ta frakcja odbywa podróże najkrótsze. Co innego pył saharyjski, którego rozmiar to od 100 nanometrów do 50 mikrometrów – ten może odbywać podróże nawet międzykontynentalne, często zdumiewająco dalekie. Cząstki pyłu są niezwykle małe, ale ich strumień jest co najmniej spektakularny – 180 mln ton rocznie opuszcza region Sahelu i niesiony wiatrami dociera w różne zakątki świata.
Od Amazonii po Japonię
Złożona dynamika atmosfery w regionie Sahelu określa, jak daleko i w jakim kierunku odbywa się dostawa pyłu. W Afryce zwykle kilka razy w ciągu roku wieją na tyle silne i na tyle długotrwałe południowe wiatry, że wysyłają pył na północ, powodując błotniste deszcze w Hiszpanii, barwiąc śnieg w Alpach (a tym samym przyśpieszając jego topnienie) czy pięknie kolorując wschody i zachody słońca w Polsce. A czy zauważyli Państwo ostatnio, oprócz konieczności umycia samochodu z dziwnego osadu (pochodzenia eolicznego – czyli przyniesionego wiatrem), niezwykle ciekawy kolor nieba w ciągu dnia? Próżno było szukać typowych ciemnoniebieskich odcieni. Dominowały barwy delikatnie niebieskie z przewagą światła białego – to właśnie zjawisko spowodowane było rozpraszaniem światła słonecznego na dużych, mniej więcej mikrometrowych cząstkach pyłu wysoko w atmosferze.
Jednak północny kierunek nie jest dla pyłu ani jedyny, ani dominujący. W zależności od intensywności tzw. dipola północno-afrykańskiego większe lub mniejsze ładunki pyłu trafiają nad Atlantyk, na Wyspy Kanaryjskie (zjawisko nazywane jest tam „kalima” i oprócz pogorszenia jakości powietrza przynosi niesamowite upały) i dalej do Amazonii, na Karaiby czy do USA. Co to ten dipol? To nic innego jak różnica ciśnienia atmosferycznego pomiędzy regionami tropikalnymi i subtropikalnymi północnej Afryki. Im wyższa, tym większy transport pyłu w kierunku zachodnim. Sezon na takie układy synoptyczne trwa najczęściej od czerwca do września. Najdalsze występowanie drobin pyłu saharyjskiego odnotowano w Japonii, gdzie oczywiście po drodze wymieszał się (w szacowanej proporcji pół na pół) z materiałem z innych pustyń zwrotnikowych.
Skąd my to wszystko wiemy? Obserwowanie aerozoli atmosferycznych nie jest nową dziedziną. Badamy nie tylko skład chemiczny oraz izotopowy czy wielkość drobin, ale także – dzięki obrazom satelitarnym – kierunki rozprzestrzeniania się pyłu, jego gęstość w atmosferze i wpływ na bilans radiacyjny (jedno z takich doskonałych obserwatoriów znajduje się na dachu budynku Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego). Stworzono też bardzo dobry model transportu pyłu w atmosferze, którego poza fizykami używają… załogi balonów do przewidywania trasy lotu.
Od żelaza po cez
Oprócz pogarszania jakości powietrza i kolorowania zachodów słońca pył saharyjski odgrywa ważną rolę w obiegu pierwiastków w przyrodzie, dostarczając ekosystemom morskim niezwykle potrzebnego żelaza. Żelazo jest bowiem pierwiastkiem koniecznym do fotosyntezy, decyduje więc o zasobności podstawy ekosystemów oceanicznych – fitoplanktonu – a tym samym wpływa na całą piramidę zależności w ekosystemie.
Drugi niezwykle istotny pierwiastek niesiony w saharyjskim pyle to fosfor – niezbędny do wzrostu roślin. Nie mówię oczywiście o Sahelu, lecz o przeciwnym brzegu Oceanu Atlantyckiego, gdzie większość gleb w basenie Amazonki jest w ten pierwiastek uboga. Szacunki geochemiczne wskazują, że dostawa fosforu wraz z pyłem saharyjskim ma niebagatelne znaczenie dla całego regionu. Choć z pyłem przybywa jedynie 13% całego potrzebnego fosforu, to ilość ta równoważy wypłukiwanie i wynoszenie tego pierwiastka przez rzeki, ma więc znaczenie dla zachowania równowagi geochemicznej regionu.
Ale i to nie ostatnie właściwości pyłu saharyjskiego. Jego obecność w atmosferze wpływa na bilans radiacyjny planety, czyli decyduje, ile promieniowania i o jakiej długości przedostanie się do powierzchni Ziemi. To z kolei obniża temperaturę powierzchni oceanów, pozwalając na pionowe mieszanie wód. Od tego już prosta droga do zmian w lokalnej i regionalnej cyrkulacji oceanicznej. Gęsty pył w atmosferze łączy się również z intensywnymi opadami deszczu w północnej części tropikalnego Atlantyku oraz przesunięciem tropikalnej strefy zbieżności (najprościej mówiąc, to tam, gdzie pasaty się spotykają) o kilka stopni na północ.
Chłodniejsza powierzchnia oceanu to mniejszy transfer energii do atmosfery, mniejsze parowanie, a tym samym mniejsza szansa na intensywny sezon huraganów. Niestety ten proces ma swoje drugie oblicze: w pasie od Sudanu po Sahel występuje wtedy intensywna susza.
W lutym 2021 r. pył saharyjski pojawił się również we Francji, co można uznać za chichot historii. Wśród wielu pierwiastków niesionych w tzw. warstwie saharyjskiej atmosfery (pył bowiem jest transportowany na charakterystycznej wysokości) do tego kraju dotarł także Cez-137 – pierwiastek radioaktywny utworzony podczas wykonywanych przez Francję w latach 60. XX w. na terenie Algierii (będącej jej ówczesnym departamentem zamorskim) testów jądrowych. Oczywiście zbadane poziomy radioaktywności nie są niebezpieczne dla człowieka, ale czy to nie znamienne ostrzeżenie? Nie śmieć, bo do ciebie wróci…
Czytaj również:
