Geolog Rich April wspina się na małe wzgórze za Colgate University i wkracza na cmentarz. Zatrzymuje się przed białym marmurowym filarem wzniesionym w 1852 roku. Napis jest prawie nieczytelny. Z czasem jakikolwiek kamień wystawiony na działanie czynników atmosferycznych będzie się starzeć, wyjaśnia April, ale ten marmur wyblakł nienaturalnie szybko. Sprawca? Kwaśny deszcz.
April wyciąga z kieszeni fiolkę kwasu, żeby to zademonstrować. Odkręca nakrętkę i pozwala, aby kilka kropel przeciekło do kamienia, gdzie syczą i pękają. Deszcz, który spadł na północnym wschodzie w drugiej połowie XX wieku, nie był tak kwaśny jak płyn w fiolce z kwietnia, ale zasada jest taka sama. Kwas zjada marmur. Mając wystarczająco dużo czasu, może wymazać nawet słowa, które mają trwać wieczność.
Skutki kwaśnego deszczu wykraczają daleko poza cmentarze. Kwaśne deszcze niszczyły populacje ryb w jeziorach i strumieniach, uszkadzały delikatne gleby i uszkodziły miliony akrów lasów na całym świecie.
Te dalekosiężne skutki ilustrują głęboki wpływ zanieczyszczenia powietrza na ziemię. Ale historia kwaśnych deszczy to także opowieść o tym, jak zrozumienie zanieczyszczenia powietrza może prowadzić do rozwiązań. Z powodu przytłaczających dowodów naukowych łączących emisje elektrowni z kwaśnym deszczem i kwaśny deszcz ze śmiercią jezior, nowe przepisy radykalnie zmniejszyły emisje i oczyściły deszcz, który spada na Stany Zjednoczone.
Termin „kwaśny deszcz” został wymyślony w połowie 1800 roku, kiedy Robert Angus Smith, szkocki chemik pracujący w Londynie, zauważył, że deszcz był bardziej kwaśny na obszarach o większym zanieczyszczeniu powietrza, a budynki kruszyły się szybciej na obszarach, na których węgiel jest spalony. Ale naukowcy potrzebowali kolejnego stulecia, aby zrozumieć, że kwaśne deszcze są powszechnym problemem środowiskowym. Skandynawscy naukowcy zaczęli dokumentować kwaśne uszkodzenia jezior i strumieni w latach 50. XX wieku. W 1963 r. Gene Likens, wówczas w Dartmouth, wraz z kolegami rozpoczął zbieranie i testowanie pH wody deszczowej w White Mountains w New Hampshire w ramach badania ekosystemu. Byli zaskoczeni, gdy stwierdzili, że jest dość kwaśny, ale nie mieli wiele podstaw do porównania; w tym czasie naukowcy nie mierzyli regularnie pH wody deszczowej.
Kilka lat później Likens podjął pracę w Cornell i założył instrumenty do zbierania wody deszczowej w regionie Finger Lakes i wkrótce zauważył, że deszcz w Nowym Jorku był mniej więcej tak kwaśny jak deszcz w New Hampshire. „To była pierwsza wskazówka, jaką mieliśmy, że może to być jakieś regionalne zjawisko” - mówi. Ale ani Likens, ani jego koledzy nie mieli jasnego pojęcia, co może być przyczyną.
Likens wygrał stypendium, które zabrało go do Szwecji w 1969 r., Co jest nieoczekiwanym wydarzeniem, jak mówi, ponieważ poznał Svante Odéna, naukowca z Uppsala University, który obserwował te same trendy w Szwecji, które obserwował wens w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych. Oden wskazał na potencjalną przyczynę. „Próbował zbudować przypadek, w którym [kwaśny deszcz] może być spowodowany emisjami pochodzącymi z bardziej uprzemysłowionych obszarów Europy”, wspomina Likens.
Likens i jego koledzy prześledzili emisje z elektrowni węglowych oraz zbadali dane satelitarne i lotnicze, i znaleźli podobne połączenie na duże odległości. „Rzeczywiście, emisje pochodziły głównie ze stanów środkowo-zachodnich, takich jak Indiana, Ohio, Illinois i Kentucky”, wspomina Likens. „Przebywali dosłownie tysiące kilometrów do Nowej Anglii i południowo-wschodniej Kanady i wracali jako kwasy”.
Opowiedział o swoich odkryciach w Science w 1974 roku, a historia została natychmiast podchwycona przez gazety. Likens wspomina, że telefon nie przestał dzwonić od miesięcy. „To właśnie ta informacja medialna naprawdę spowodowała kwaśne deszcze na mapie Ameryki Północnej.”
Likens, Odén i inni naukowcy zdali sobie sprawę, że kwaśne deszcze dostają się do atmosfery, gdy dwutlenek siarki i tlenek azotu wchodzą do atmosfery i reagują z wodą tworząc kwasy siarkowy i azotowy. Istnieją naturalne źródła tych gazów - na przykład wulkany wydobywające dwutlenek siarki - ale ogromna większość pochodzi ze spalania paliw kopalnych, zwłaszcza przez elektrownie węglowe. Wysokie kominy pozwalają zanieczyszczeniom podróżować na duże odległości. Według badań przeprowadzonych przez Likensa i jego współpracowników pH normalnej wody deszczowej wynosi 5, 2. W latach 70. i 80. XX wieku, kiedy kwaśne deszcze były najgorsze, naukowcy odnotowali poziomy pH tak niskie jak 2, 1, około 1000 razy bardziej kwaśne.
Geolog Rich April bada nagrobek poczerniały od kwaśnego deszczu. (Cassandra Willyard) 
Dziedzictwo kwaśnego deszczu w regionie jest wyraźnie widoczne w czarnej skorupie nagrobków na cmentarzu Madison Street w Hamilton w stanie Nowy Jork. (Cassandra Willyard) 
Kwaśny deszcz przyspiesza proces wietrzenia. Ten marmurowy filar, wzniesiony w latach 50. XIX wieku, został mocno zwietrzały. Napis wyryty po drugiej stronie pomnika jest prawie nieczytelny. Żyły widoczne po tej stronie filaru składają się z minerału bardziej odpornego na warunki atmosferyczne i działanie kwaśnego deszczu. (Cassandra Willyard) 
Kwaśny deszcz zamienia wapień w gips, miękki minerał, który zatrzymuje brud. Ta transformacja jest widoczna w ciemnych plamach wzdłuż linii dachu Lathrop Hall Uniwersytetu Colgate. (Cassandra Willyard) 
Cmentarz na Colgate University, małym college'u sztuk wyzwolonych w Hamilton, Nowy Jork. (Cassandra Willyard) Kwaśne deszcze dotknęły wiele części Stanów Zjednoczonych, ale północny wschód doznał najbardziej ekologicznych szkód. Góry Adirondack okazały się szczególnie podatne. Wiele gleb zawiera węglan wapnia lub inne minerały, które mogą zneutralizować kwaśne deszcze, zanim dostaną się do jezior i strumieni. „Niestety Adirondacki prawie nie mają”, mówi April. W rezultacie jeziora i strumienie szybko stały się kwaśne, zabijając ryby i inne zwierzęta wodne.
Pod koniec lat siedemdziesiątych badacze przeprowadzili ankietę na 217 jeziorach o wysokości ponad 2000 stóp w Adirondackach i stwierdzili, że 51 procent z nich jest bardzo kwaśnych. Wiadomość była tak ponura, że naukowcy zaczęli hodować bardziej odporne na kwasy szczepy pstrąga. Jeden pracownik stanu Nowy Jork porównał ten obszar do doliny śmierci. Dziesięć lat później, w większym badaniu obejmującym 849 jezior wyższych niż 1000 stóp stwierdzono, że 55 procent było całkowicie pozbawionych życia lub na krawędzi upadku.
Gdy dowody naukowe łączące kwaśne deszcze z emisjami w elektrowniach i szkodami ekologicznymi narastały, wybuchły bitwy między przemysłem, naukowcami i ekologami. „Lata 80. to okres, który nazywam„ wojnami o kwaśne deszcze ”- mówi Likens. „Była ogromna, paskudna, paskudna kontrowersja.” Ekolodzy z Greenpeace wspięli się na kominy elektrowni i zawiesili sztandary w proteście; naukowcy zeznali przed Kongresem o związku między emisjami a kwaśnym deszczem, dotkliwością skutków oraz tego, czy proponowane przepisy będą miały wpływ; a energetyka zakwestionowała naukę i argumentowała, że przepisy spowodują, że stawki energii elektrycznej wzrosną do nieba.
Kongres przyjął w 1990 r. Kilka poprawek do ustawy o czystym powietrzu, które ograniczają emisje dwutlenku siarki poprzez system limitów i handlu. Celem było zmniejszenie emisji dwutlenku siarki o 50 procent w stosunku do poziomów z 1980 roku. Cel ten został osiągnięty w 2008 r., Dwa lata przed terminem wyznaczonym na 2010 r. Emisje dwutlenku siarki spadły z 17, 3 mln ton w 1980 r. Do 7, 6 mln ton w 2008 r., Mniej niż 8, 95 mln ton wymaganych do 2010 r.
Efekt był niezwykły. Doug Burns, naukowiec z US Geological Survey w Troy, Nowy Jork, który kieruje National Acid Precipitation Assessment Program, mówi, że dziś deszcz na północnym wschodzie jest mniej więcej w połowie tak kwaśny, jak na początku lat osiemdziesiątych. W rezultacie wody powierzchniowe stały się mniej kwaśne, a wrażliwe ekosystemy zaczynają się odnawiać.
Jednak w wielu miejscach powrót do zdrowia był boleśnie powolny. Naukowcy wiedzą teraz, że kwaśne deszcze nie tylko zakwaszają jeziora i strumienie, ale także ługują wapń z gleb leśnych. Zubożenie wapnia miało druzgocący wpływ na drzewa, zwłaszcza klony cukrowe i świerk czerwony. Kwaśny deszcz wypłukuje wapń z igieł świerku czerwonego, czyniąc go bardziej podatnym na zimno. Wydziela również wapń i magnez z gleby, co może stresować klony cukrowe. Ponadto kwaśne deszcze umożliwiają akumulację aluminium w glebie. Gdy drzewa przyjmują aluminium, ich korzenie mogą stać się kruche.
Niektórzy badacze próbowali dodawać wapń z powrotem do lasów, aby przyspieszyć regenerację. April jest obecnie zaangażowana w jeden taki eksperyment w Adirondacks. W ciągu ostatnich czterech i pół roku wapń przeniknął tylko do 15 centymetrów gleby leśnej. „Powrót wapnia do gleby zajmuje naprawdę dużo czasu”, mówi April, więc nie będzie to szybka naprawa.
W kwietniu chciałby jeszcze bardziej ograniczyć dwutlenek siarki i inne emisje. „Nadal mamy kwaśne deszcze” - mówi. „Niektóre jeziora wyglądają, jakby mogły być gotowe do powrotu, a gdybyśmy bardziej ograniczyli emisje, zrobiliby to”.
Zgadza się z tym Michael Oppenheimer z Princeton University, który był kluczowym graczem w wojnach kwasowych jako główny naukowiec grupy ochrony środowiska Environmental Defense Fund. „Myślę, że dwutlenek siarki i tlenek azotu należy skutecznie wyeliminować”, mówi. „Powinniśmy zmierzać do zera i zobaczyć, jak blisko możemy się zbliżyć”.
Chociaż niektóre skutki kwaśnego deszczu utrzymują się, większość naukowców uważa to za sukces środowiskowy. „Nauka zidentyfikowała problem. Nauka dostarczyła wskazówek, jak spróbować rozwiązać problem ”, mówi Likens. „Sukces polega na tym, że jako społeczeństwo podjęliśmy działania w celu rozwiązania problemu”.
