Экологи предложили отслеживать загрязнение атмосферы черным углеродом, основным компонентом сажи, по изменению цвета птичьих перьев. Взвешенные в воздухе частицы оседают на теле животных, в результате чего их светлые перья темнеют.
Метод помог выяснить, что современные ученые, вероятно, недооценивают масштаб загрязнения в США в первой половине 20 века. Кроме того, полученные данные позволят уточнить климатические модели. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
По данным ВОЗ, около 3 миллиардов человек сегодня используют открытый огонь или простые печи для приготовления еды и отопления домов. В них сжигается биомасса (дрова, животный кизяк и отходы земледелия) и уголь. При неполном горении топлива образуется сажа, основным компонентом которой является черный углерод. Она не только представляет опасность для здоровья людей, попадая в дыхательные пути, но и вносит вклад в изменение климата человеком. В частности, из-за взвешенных в воздухе частиц с 1960 по 1990-е годы наблюдалось глобальное затмение — постепенное уменьшение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли. Черный углерод в атмосфере поглощает солнечное излучение, одновременно нагревая воздух вокруг себя и препятствуя попаданию тепла на поверхность. Кроме того, темные частицы, попадая на снег и лед, снижают их отражающую способность, в результате чего они нагреваются сильнее.
Чтобы построить правильные климатические модели, необходимо знать, как менялось количество содержащегося в воздухе черного углерода. Однако до середины прошлого века сбор сведений об атмосферных выбросах в США был несистематическим — в 50-е годы исследователи стали брать пробы гренландских ледяных кернов. Авторы новой работы предложили иной метод анализа изменений количества черного углерода в воздухе — исследование перьев птиц.
Побочные продукты сгорания топлива оседают на птичьих перьях. Так как многие птицы линяют раз в год, это позволяет следить за изменениями, происходившими в короткий промежуток времени. Экологи изучили образцы перьев, собранные с более чем тысячи особей, обитавших с 1880 по 2015 год в ржавом поясе, в состав которого входят штаты Пенсильвания, Огайо, Индиана, Мичиган, Иллинойс и Висконсин. Авторы работы измеряли отражательную способность перьев на грудках птиц, а также изучали их с помощью сканирующего электронного микроскопа.
С 1880 по 1910 год исследователи не обнаружили заметной связи между отложениями черного углерода на перьях птиц и потреблением угля в стране. Содержание в воздухе частиц черного углерода было примерно одинаково высоким, в то время как количество расходуемого угля быстро росло. С 1910 года по 1960 год перья птиц стали постепенно становиться светлее, а использование угля стало постепенно уменьшаться. Резкий спад обоих показателей наблюдался во время Великой депрессии, а всплеск — во Вторую мировую войну. После 60-го года, несмотря на возросшее потребление угля в США, количество черного углерода на птичьих перьях снизилось, что отражает современные экологические тренды, считают авторы работы.
Также исследователи заметили, что модели, описывающие изменения количества черного углерода и сажи в атмосфере, могут быть неточными. В частности, они могут занижать оценки количества частиц, поступавших в воздух вначале прошлого века. Новый метод, по словам ученых, поможет уточнить экологические и климатические модели.
Автор: Кристина Уласович