Ten artykuł pochodzi z Hakai Magazine, internetowej publikacji o nauce i społeczeństwie w ekosystemach przybrzeżnych. Przeczytaj więcej takich historii na hakaimagazine.com.
Tuż przed 10:10 w ciepłą letnią noc w 1917 r. Niemieccy żołnierze załadowali nowy rodzaj uzbrojenia do swojej artylerii i rozpoczęli bombardowanie linii wroga w pobliżu Ypres w Belgii. Pociski, każda ozdobiona jasnożółtym krzyżem, wydawały dziwny dźwięk, gdy ich zawartość częściowo odparowała i obsypała oleistą cieczą okopy alianckie.
Płyn pachniał roślinami gorczycy i początkowo wydawał się nie mieć większego wpływu. Ale przeniknęło przez mundury żołnierzy i ostatecznie zaczęło palić męską skórę i rozpalać ich oczy. W ciągu około godziny ślepych żołnierzy trzeba było wyprowadzić z pola w kierunku stacji usuwania ofiar wypadków. Leżący w łóżeczkach ranni mężczyźni jęczeli, gdy na ich genitaliach i pod pachami powstały pęcherze; niektórzy ledwo oddychali.
Tajemnicze skorupy zawierały musztardę siarkową, ciekły środek do walki chemicznej powszechnie - i myląco - znany jako gaz musztardowy. Niemiecki atak na Ypres był pierwszym, który wdrożył musztardę siarkową, ale na pewno nie był to ostatni: prawie 90 000 żołnierzy zginęło w ataku musztardy siarkowej podczas pierwszej wojny światowej. I chociaż Konwencja Genewska zakazała broni chemicznej w 1925 r., Armie nadal produkowały musztardę siarkową i inne podobne uzbrojenie podczas drugiej wojny światowej.
Kiedy wreszcie w 1945 r. Zapanował pokój, światowe siły zbrojne miały poważny problem: naukowcy nie wiedzieli, jak zniszczyć ogromne arsenały broni chemicznej. Ostatecznie Rosja, Wielka Brytania i Stany Zjednoczone w dużej mierze zdecydowały się na najbezpieczniejszą i najtańszą wówczas metodę usuwania: zrzucanie broni chemicznej bezpośrednio do oceanu. Żołnierze załadowali całe statki tonami amunicji chemicznej - czasami zamkniętej w bombach lub pociskach artyleryjskich, czasami wlewanej do beczek lub innych pojemników. Następnie wepchnęli kontenery za burtę lub zatopili statki na morzu, pozostawiając niejednoznaczne lub niedokładne zapisy miejsc i ilości porzuconych.
Eksperci szacują, że 1 milion ton broni chemicznej leży na dnie oceanu - od włoskiego portu Bari, gdzie od 1946 r. Odnotowano 230 przypadków narażenia na musztardę siarkową, po wschodnie wybrzeże USA, gdzie bomby musztardowe siarki pojawiły się trzy razy w przeszłości 12 lat w Delaware, prawdopodobnie sprowadzonych z dużą ilością skorupiaków. „To globalny problem. Nie ma charakteru regionalnego i nie jest izolowany ”, mówi Terrance Long, przewodnicząca Międzynarodowego Dialogu na temat Podwodnej Amunicji (IDUM), holenderskiej fundacji z siedzibą w Hadze w Holandii.
Dzisiaj naukowcy szukają oznak zniszczenia środowiska, ponieważ bomby rdzewieją na dnie morza i potencjalnie wyciekają ich śmiertelne ładunki. A ponieważ światowe statki rybackie trałują dorszem, a korporacje wiercą ropę naftową i gaz pod dnem oceanu i instalują turbiny wiatrowe na powierzchni, naukowa misja zlokalizowania broni chemicznej i radzenia sobie z nią stała się wyścigiem z czasem.
1914-1918 I Wojna Światowa: Rozległe bandaże rannych żołnierzy kanadyjskich wskazują, że cierpieli na gaz musztardowy z ofensywy niemieckiej. (Shawshots / Alamy) W kwietniowy deszczowy dzień wskakuję tramwajem na obrzeża Warszawy, by spotkać się ze Stanisławem Popielem, chemikiem analitycznym na Politechnice Wojskowej w Polsce. Jako ekspert w dziedzinie zanurzonej broni chemicznej na świecie, naukowiec zajmujący się siwieniem nie tylko interesuje się musztardą siarkową: widział z bliska niebezpieczeństwa tej stuletniej broni.
Miałem nadzieję odwiedzić Popiela w jego warszawskim laboratorium, ale kiedy skontaktowałem się z nim dzień wcześniej telefonicznie, on przepraszająco wyjaśnił, że uzyskanie pozwoleń niezbędnych do odwiedzenia jego laboratorium w bezpiecznym kompleksie wojskowym zajmie tygodnie. Zamiast tego spotykamy się w holu pobliskiego klubu oficerskiego. Apteka, ubrana w pognieciony szary blezer, jest łatwa do zauważenia wśród oficerów kręcących się w wykrochmalonych, szarych zielonych mundurach.
Popiel prowadzi mnie na górę do pustej sali konferencyjnej. Popiel zajmuje miejsce i otwiera laptopa. Podczas naszej rozmowy miękkojęzyczny badacz wyjaśnia, że zaczął pracować nad musztardą siarkową z II wojny światowej po dużym incydencie prawie 20 lat temu. W styczniu 1997 r. 95-tonowy statek rybacki o nazwie WLA 206 trałował u wybrzeży Polski, gdy załoga znalazła w sieci dziwny przedmiot. Był to od pięciu do siedmiu kilogramów czegoś, co wyglądało jak żółtawa glina. Załoga wyciągnęła go, poradziła sobie i odłożyła na bok, gdy przetwarzali swój połów. Kiedy wrócili do portu, wrzucili go do kosza na śmieci.
Następnego dnia członkowie załogi zaczęli odczuwać bolesne objawy. Wszyscy zostali poważnie poparzeni, a czterech mężczyzn zostało w końcu hospitalizowanych z czerwoną, płonącą skórą i pęcherzami. Lekarze powiadomili władze, a śledczy pobrali próbki z zanieczyszczonej łodzi, aby zidentyfikować substancję, a następnie prześledzili bryłę na wysypisku miejskim. Zamknęli ten teren, dopóki wojskowi nie byli w stanie chemicznie zneutralizować obiektu - kawałka musztardy siarkowej z II wojny światowej, zamrożonej w wyniku niskich temperatur na dnie morskim i zachowanej w temperaturach poniżej zera zimowych na lądzie.
Naukowcy z Instytutu Oceanografii Polskiej Akademii Nauk wykorzystują zdalnie sterowaną łódź podwodną do pobierania próbek wody i osadów wokół amunicji chemicznej na dnie Bałtyku. (Dzięki uprzejmości Polskiej Akademii Nauk, Instytut Oceanografii) Próbka trafiła do laboratorium Popiela i zaczął ją badać, aby lepiej zrozumieć zagrożenie. Popiel mówi, że właściwości musztardy siarkowej sprawiają, że jest to diabelnie skuteczna broń. Jest to ciecz hydrofobowa, co oznacza, że trudno jest ją rozpuścić lub zmyć wodą. Jednocześnie jest lipofilowy lub łatwo przyswajalny przez tłuszcze organizmu. Pojawienie się objawów może zająć godziny lub, w rzadkich przypadkach, dni, więc ofiary mogą zostać skażone i nawet nie zdawać sobie sprawy, że zostały dotknięte; pełny zakres oparzenia chemicznego może nie być wyraźny przez 24 godziny lub dłużej.
Chemik z laboratorium Popiela odkrył z pierwszej ręki, jak bolesne może być takie oparzenie, po wyciągu wyciągowym wyciągającym opary z probówki pełnej niezabezpieczonej dłoni. Gaz spalił część jego palca wskazującego, a uleczenie zajęło dwa miesiące - nawet przy najnowocześniejszej opiece medycznej. Ból był tak silny, że chemik czasami nie mógł spać więcej niż kilka godzin w ciągu pierwszego miesiąca.
Popiel wyjaśnia, że im więcej czytał o musztardzie siarkowej po incydencie WLA 206, tym bardziej zaczął zastanawiać się, dlaczego tak długo przetrwała na dnie oceanu. W temperaturze pokojowej w laboratorium musztarda siarkowa jest gęstą, syropowatą cieczą. Ale w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych czysta musztarda siarkowa rozkłada się na nieco mniej toksyczne związki, takie jak kwas solny i tiodiglikol. Producenci bomb poinformowali, że musztarda siarki odparowuje z gleby w ciągu jednego lub dwóch dni w ciepłe letnie dni.
Wydawało się jednak, że pozostaje dziwnie stabilna pod wodą, nawet po korozji metalowej obudowy bomb. Czemu? Aby zebrać wskazówki, Popiel i niewielka grupa współpracowników zaczęli testować próbkę WLA 206 w celu zidentyfikowania jak największej liczby jej składników chemicznych. Wyniki były bardzo odkrywcze. Wojskowi naukowcy zbroili niektóre zapasy musztardy siarkowej, dodając olej arsenowy i inne chemikalia. Dodatki sprawiły, że stał się sztywniejszy, bardziej stabilny i rzadziej zamarzał na polu bitwy. Ponadto zespół zidentyfikował ponad 50 różnych „produktów degradacji”, które powstały, gdy broń chemiczna wchodziła w interakcję z wodą morską, osadami i metalem z obudów bomb.
Wszystko to doprowadziło do czegoś, czego nikt nie przewidział. Na dnie morskim musztarda siarkowa koagulowała w grudki i była osłonięta wodoodporną warstwą chemicznych produktów ubocznych. Te produkty uboczne „tworzą rodzaj skóry”, mówi Popiel, i w głębokiej wodzie, gdzie temperatury są niskie i gdzie jest niewiele silnych prądów, które pomagają rozbić produkty degradacji, membrana może pozostać nienaruszona przez dziesięciolecia lub dłużej. Takie zachowanie na głębokim morzu miało jedną możliwą zaletę: powłoka mogła utrzymać zbrojoną musztardę siarkową stabilną, zapobiegając jednocześnie zanieczyszczeniu środowiska.
Niektóre ze światowych sił zbrojnych zrzuciły broń chemiczną do głębokich wód. Po 1945 r. Wojsko amerykańskie wymagało, aby miejsca zrzutu znajdowały się co najmniej 1800 metrów pod powierzchnią. Ale nie wszystkie rządy poszły w ich ślady: na przykład wojsko radzieckie wyładowało około 15 000 ton broni chemicznej na Morzu Bałtyckim, gdzie najgłębsze miejsce znajduje się zaledwie 459 metrów w dół, a dno morskie ma w większości miejsc głębokość mniejszą niż 150 metrów - przepis na katastrofę.
(Prawie sto lat minęło od pierwszego użycia musztardy siarkowej jako broni chemicznej w pierwszej wojnie światowej, ale amunicja pozostaje zagrożeniem. Ta interaktywna mapa, stworzona na podstawie danych dostarczonych przez James Martin Center for Nonproliferation Studies w Monterey, Kalifornia, pokazuje znane lokalizacje, w których zrzucono broń chemiczną w oceanach świata. Kliknij ikony mapy, aby wyświetlić szczegółowe informacje o witrynach; kliknij ikonę suwaka w lewym górnym rogu, aby uporządkować zawartość inaczej.)
W dniu przyjazdu do polskiej miejscowości wypoczynkowej Sopot wybieram się na krótki spacer wzdłuż wybrzeża. Rozglądając się wokół, trudno mi sobie wyobrazić, że tony rdzewiejących bomb wypełnionych toksycznymi chemikaliami leżą mniej niż 60 kilometrów od brzegu. Restauracje przy głównej ulicy miasta z dumą reklamują w menu ryby i frytki z dorsza złowionego w Bałtyku. Latem turyści zataczają białe piaszczyste plaże, by pluskać się w łagodnych falach Bałtyku. Biżuteria Venders jastrzębia wykonana z bursztynu, który wyrzucił na brzeg na lokalnych plażach.
Pojechałem pociągiem z Warszawy na spotkanie z Jackiem Beldowskim, geochemikiem w Instytucie Oceanografii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie. Ze swojego ciasnego biura na drugim piętrze tego centrum badawczego Beldowski koordynuje zespół kilkudziesięciu naukowców z całego Bałtyku i poza nim, którzy pracują, aby dowiedzieć się, co dziesiątki tysięcy ton broni chemicznej mogą oznaczać dla morza - i ludzie, którzy na tym polegają.
Beldowski ma długi kucyk i szczery, choć nieco rozkojarzony sposób. Kiedy pytam go, czy ma się czym martwić, wzdycha. Dzięki finansowaniu w wysokości 4, 7 miliona euro (5, 2 miliona USD) prowadzony obecnie projekt Beldowksi jest jedną z najbardziej wszechstronnych prób oceny zagrożenia podwodną amunicją chemiczną, a on spędził ostatnie siedem lat sędziując okrutnych naukowców i aktywistów z około Bałtyk i nie tylko, którzy spierają się o to pytanie.
Z jednej strony, jak mówi, są naukowcy zajmujący się ochroną środowiska, którzy całkowicie odrzucają ryzyko, mówiąc, że nie ma dowodów, że broń wpływa w znaczący sposób na populacje ryb. Z drugiej strony zwolennicy obawiają się, że dziesiątki tysięcy niezbadanych bomb są na skraju rdzewienia jednocześnie. „Mamy podejście„ bomba zegarowa i katastrofa ”w porównaniu z podejściem„ jednorożce i tęcze ”- mówi Beldowski. „To naprawdę interesujące na spotkaniach projektowych, kiedy walczysz dwie strony.”
Aby odpowiedzieć na to wielkie pytanie, współpracownicy Beldowskiego najpierw musieli zlokalizować miejsca zrzutu na dnie morskim. Wiedzieli z badań archiwalnych i innych informacji, że powojenne zatapianie koncentrowało się w trzech najgłębszych miejscach Bałtyku - na Gotlandii, na Bornholmie i na Gdańsku. Beldowski przywołuje obraz na swoim komputerze, utworzony za pomocą bocznego skanera sonarowego kilka tygodni wcześniej podczas rejsu statkiem badawczym Instytutu. W odcieniach pomarańczu i czerni obraz o wysokiej rozdzielczości pokazuje plamę głębokości Bornholmu o powierzchni dwóch kilometrów kwadratowych, 200 kilometrów od Sopotu. Na obrazie rozrzuconych jest dziewięć anomalii, które Beldowski identyfikuje jako pojedyncze bomby.
Przesuwając kursorem nad obrazem, Beldowski wskazuje długie, równoległe rysy na dnie morskim. Są to charakterystyczne ślady sieci wciągających dno, dowód, że trawlery łowią dorsza na znanym wysypisku, chociaż mapy morskie ostrzegają ich, aby trzymali się z daleka. „Nie jest dobrze widzieć tyle znaków trałowania w obszarze, w którym nie zaleca się trałowania” - mówi Beldowski. Co gorsza, wiele linii to prawie znane bomby, więc jest bardzo prawdopodobne, dodaje, że trawlery je odkryły.
Po zlokalizowaniu przez sonar bomby lub zatopionych statków manewrują zdalnie sterowanym okrętem podwodnym wyposażonym w kamerę i sprzęt do pobierania próbek w odległości do 50 centymetrów od rozkładających się bomb w celu gromadzenia wody morskiej i osadów. Beldowski przywołuje na swoim komputerze krótkie wideo, zrobione ze zdalnie sterowanego pojazdu kilka tygodni wcześniej. Pokazuje upiornie czarno-białe zdjęcie rozbitego tankowca spoczywającego około 100 metrów pod powierzchnią.
Dokumenty sugerują, że był wypełniony konwencjonalną bronią, gdy został zatopiony, ale Beldowski mówi, że próbki osadów pobrane z dna oceanu w pobliżu statku dały ślady czynników chemicznych. „Uważamy, że miał mieszany ładunek” - mówi. W laboratorium na dole korytarza z biura Beldowskiego próbki ze statku są analizowane za pomocą kilku różnych typów spektrometrów masowych. Jedna z tych maszyn jest wielkości małej lodówki. Podgrzewa próbki do 8000 ° C, rozbijając je na najbardziej podstawowe elementy. Może wskazać obecność chemikaliów w częściach na bilion.
Wcześniejsze projekty badawcze dotyczące jakości wód w Bałtyku szukały śladów laboratoryjnej musztardy siarkowej, a także jednego z produktów degradacji, tiodiglikolu, i nie znaleziono prawie nic. „Wniosek był taki, że nie było niebezpieczeństwa” - mówi Beldowski. „Ale to wydawało się dziwne - tyle ton chemikaliów i bez śladu?”
Więc Beldowski i jego koledzy szukali czegoś zupełnie innego, na podstawie badań Popiela. Szukali złożonego koktajlu chemicznego, którego naukowcy wojskowi używali do uzbrojenia niektórych zapasów gorczycy siarkowej, a także nowych produktów degradacji powstałych w wyniku reakcji amunicji z wodą morską. Zespół znalazł produkty uboczne gorczycy siarkowej w osadach dna morskiego, a często w wodzie wokół zrzucanych bomb i pojemników.
„W połowie próbek” - kręci głową Beldowski - „wykryliśmy niektóre czynniki degradujące”. To nie była również cała musztarda siarkowa: w niektórych próbkach produkty degradacji pochodziły z innych rodzajów porzuconej broni chemicznej, takich jak gaz nerwowy i lewisit.
Ten skanowany obrazem bocznym obraz dna morskiego Bałtyku ujawnia coś, co może być zatopionym statkiem pełnym broni chemicznej, oraz ślady włoków ze statków rybackich krzyżujących się w pobliżu dna morskiego. (Dzięki uprzejmości Polskiej Akademii Nauk, Instytut Oceanografii) Nauka wykrywania tych toksycznych substancji to tylko część problemu: trudniejsze jest oszacowanie zagrożenia, jakie te substancje chemiczne stwarzają dla ekosystemów morskich i ludzi. Chociaż naukowcy od dawna gromadzą dane na temat zagrożeń związanych z toksynami, takimi jak arsen, zagrożenia związane z uzbrojoną musztardą siarkową i jej produktami rozkładu są nieznane. „Te związki są bronią, więc nie jest to coś, co dajesz studentowi dyplomu i każesz mu go używać”, mówi Hans Sanderson, chemik i toksykolog środowiskowy z Uniwersytetu Aarhus w Danii.
Sanderson uważa, że naciśnięcie przycisku paniki byłoby nieodpowiedzialne, dopóki nie będzie więcej wiadomo na temat amunicji na dnie morskim i jej skutków. „Nadal jest wiele pytań na temat wpływu na środowisko”, mówi duński naukowiec. „Trudno jest dokonać oceny ryzyka, jeśli nie znasz toksyczności, a są to nieznane chemikalia, których nikt nigdy nie spotkał ani nie przetestował.”
Niektórzy naukowcy uważają, że wstępne dane dotyczące wpływu tych chemikaliów na ekosystemy mogą pochodzić z długoterminowych badań zasobów dorsza. Dorsz jest ważnym gatunkiem handlowym na Bałtyku, więc badacze z całego regionu mają szczegółowe zapisy dotyczące tych stad i ich zdrowia od ponad 30 lat. A ponieważ dorsz jest głębokim nurkiem, istnieje większe prawdopodobieństwo, że wiele innych bałtyckich ryb zetknie się z osadami na dnie morza - oraz z amunicją chemiczną.
Thomas Lang, ekolog ds. Rybołówstwa w niemieckim Instytucie Thünen, bada możliwe skutki tego kontaktu. Jeśli dorsz złowiony w pobliżu miejsc zatapiania jest bardziej chory niż te wyciągnięte z obszarów uznanych za „czyste”, może to wskazywać, że chemikalia szkodzą rybom. „Używamy chorób jako wskaźników stresu środowiskowego”, mówi Lang. „Tam, gdzie ryby są bardziej obciążone chorobami, uważamy, że stres środowiskowy jest większy”.
W ciągu ostatnich pięciu lat Lang zbadał tysiące dorsza, analizując wskaźniki zdrowotne, takie jak matematyczny związek między ich wagą a długością oraz badając ryby pod kątem oznak choroby i pasożytów. Na początku tych badań dorsz złowiony z głównego miejsca zrzutu broni chemicznej wydawał się mieć więcej pasożytów i chorób i był w gorszym stanie niż te złapane poza obszarem zrzutu - zły znak.
Najnowsze dane malują jednak inny obraz. Po 10 osobnych rejsach badawczych i 20 000 osobników dorsza, badanie Lang pokazuje tylko niewielkie różnice między rybami złowionymi na znanych wysypiskach a tymi, które zostały złowione z miejsc w innych częściach Bałtyku. Ale Lang twierdzi, że sytuacja może się zmienić, jeśli zwiększą się wycieki toksycznych substancji z powodu korozji amunicji. „Konieczne jest dalsze monitorowanie skutków ekologicznych” - dodaje.
Niewielka liczba badań przeprowadzonych gdzie indziej budzi również wątpliwości co do skutków zanieczyszczenia zanurzonej broni chemicznej. Przykładem tego jest Hawai'i Undersea Military Munitions Assessment (HUMMA), projekt opłacany przez Departament Obrony USA i prowadzony głównie przez naukowców z University of Hawai'i w Manoa. Naukowcy badali miejsce w pobliżu Pearl Harbor, gdzie w 1944 r. Zrzucono 16 000 bomb siarkowych.
Próbki wody pobrane przez zespół HUMMA potwierdziły obecność produktów ubocznych gorczycy siarkowej w tym miejscu, ale film poklatkowy pokazuje, że wiele gatunków morskich używa teraz bomb jako sztucznej rafy. Gwiazdy morskie i inne organizmy przesunęły się na stosy amunicji, najwyraźniej nie wpływające na nieszczelne chemikalia. W tym miejscu musztarda siarkowa „nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzi ani fauny żyjącej w bezpośrednim kontakcie z amunicją chemiczną” - stwierdzili naukowcy.
Pewne jest jednak to, że broń chemiczna leżąca na dnie morskim stanowi poważne zagrożenie dla ludzi, którzy mają z nimi bezpośredni kontakt. A ponieważ świat bardziej koncentruje się na oceanach jako źródle energii i pożywienia, rośnie niebezpieczeństwo, jakie stanowi amunicja podwodna dla niczego niepodejrzewających pracowników i załóg rybackich. „Gdy inwestujesz więcej w gospodarkę morską, każdego dnia wzrasta ryzyko znalezienia amunicji chemicznej” - mówi Beldowski.
Rzeczywiście, niektóre duże projekty przemysłowe na Bałtyku, takie jak gazociąg Nord Stream z Niemiec do Rosji, planują obecnie swoje trasy, aby uniknąć zakłócania zrzutów broni chemicznej. Aktywność trawlerów na dnie oceanu wciąż odkrywa amunicję chemiczną. Tylko w 2016 r. Władze duńskie zareagowały na cztery zanieczyszczone łodzie.
Jednak istnieją pewne opcje na uporządkowanie bałaganu. Terrance Long, w IDUM, mówi, że jedną z opcji jest umieszczenie w betonie korozji amunicji in situ. Ale byłoby to drogie i czasochłonne. Beldowski twierdzi, że na razie łatwiejsze może być wprowadzenie zakazów połowów i przyspieszenie monitorowania wokół znanych miejsc zrzutu - morskiego odpowiednika znaków „Nie wchodź”.
Gdy pakuję notes i przygotowuję się do powrotu na dworzec kolejowy w Sopocie, Beldowski nadal wygląda na zmartwionego. Uważa, że naukowcy muszą zachować czujność i zebrać więcej danych na temat tego, co dzieje się w morzach wokół tych składowisk. Mówi, że zajęło dziesięciolecia naukowcom z wielu dyscyplin, aby zrozumieć, jak powszechne chemikalia, takie jak arsen i rtęć, gromadzą się w morzach i glebach świata, a także zatruwają zarówno dziką przyrodę, jak i ludzi. Morza na świecie są ogromne, a dane dotyczące broni chemicznej - jak dotąd - są niewielkie.
„Globalna współpraca sprawiła, że badanie innych zanieczyszczeń było znaczące” - mówi Beldowski. „Dzięki amunicji chemicznej jesteśmy w tym samym miejscu, co nauka o zanieczyszczeniu morza w latach 50. XX wieku. Nie widzimy jeszcze wszystkich implikacji ani nie podążamy wszystkimi ścieżkami. ”
Powiązane artykuły z magazynu Hakai:
- Życie na wraku HMCS Annapolis
- Czy w tym roku rządy chronią morza Antarktydy?
- Kiedy historia myje się na lądzie
