Utjecaj kozmičkih zraka na klimu

Sunce i kozmičke zrake, koje nastaju eksplozijom zvijezda unutar naše galaksije utječu na klimu. To je potvrdila i skupina znanstvenika prezentirajući svoje rezultate na 4. međunarodnoj konferenciji za klimu i energiju, održanoj ovih dana u Münchenu.

Znanstvenici sumnjaju da je rastuća koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi glavni uzročnik globalnog zatopljenja, kao što to tvrdi Vijeće UN-a za klimu (IPCC). Ima više isprepletenih čimbenika. Sunce okružuje divovsko elektromagnetsko polje koje zemlju štiti od kozmičkoga zračenja, kaže geokemičar Jan Veizer sa Sveučilišta u Ottawi: "Ako je Sunčeva aktivnost jaka, heliosfera sprječava prodor više kozmičkoga zračenja. Ako je Sunčeva aktivnost slaba, onda nije samo hladnije na Zemlji nego slabi i zaštita od kozmičkoga zračenja."

Ulaskom u atmosferu kozmičke zrake proizvode određene izotope ugljika i berilija, koje znanstvenici onda mogu mjeriti u Zemljinim naslagama ili sačuvanom drvetu. Na taj način mogu izračunati intenzitet Sunca u različitim razdobljima unazad više od deset tisuća godina. Na sličan se način može izmjeriti koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi uz pomoć uzoraka vječnog leda.

Klima se mijenja i bez povećanja količine ugljičnog dioksida

Veizer je rezultate istraživanja usporedio s promjenama temperature u zadnjih 10.000 godina. Na taj je način mogao jasno dokazati postojanje bliske veze između globalnih temperatura i Sunčeve aktivnosti.

Prije industrijskog vremena koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi bila je stalno na niskoj razini i nije bilo moguće dokazati uzročno-posljedičnu povezanost koncentracije ugljičnog dioksida s dramatičnim promjenama klime koje su se događale kroz tisućljeća.

Vodena para i stvaranje oblaka puno više su utjecali na klimatske promjene nego ugljični dioksid, kaže Nir Shaviv, astrofizičar sa Sveučilišta u Jeruzalemu. Računalni modeli koje IPCC koristi u istraživanju klimatskih izjednačuju rast koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi s promjenom energetskog stanja na Zemlji. Velika slabost toga modela je, međutim, da on ne odražava povratni utjecaj, dakle osjetljivost klime na promjene energetskog stanja na Zemlji.

"Pitanje za bilijun dolara" stoga glasi: "Što je to klimatska osjetljivost Zemlje? Kad bi se znao odgovor na to pitanje, u 21. stoljeću bismo znali što bi se događalo ako se ostvare određeni scenariji emisije." Moglo bi se odrediti koliko ugljičnog dioksida donosi koje povećanje temperature, kaže Shaviv.

Budući da se ne zna kako se mijenja gustoća i količina oblaka na određenoj temperaturi ili kod određene količine vlage u atmosferi, nije moguće doći ni do vjerodostojnih zaključaka o osjetljivosti klime.

Puno Sunca i malo oblaka

Istraživanja Centra za Sunce i promjenu klime u sklopu danskog Svemirskog instituta pokazala su postojanje veze između kozmičkog zračenja i vodene pare. Potvrđeno je da kozmičke zrake imaju izravan utjecaj na stvaranje oblaka. "Postoji veza između kozmičkih zraka i klime. Kad god se dogodila neka promjena u kozmičkom zračenju uočili smo i klimatske promjene", objašnjava fizičar Henrik Svensmark. On je otkrio da je ionizacijsko djelovanje kozmičkih zraka presudno za klimatske promjene.

Zato Svensmark pokušava razumjeti molekularne procese koji bi mogli pomoći u razumijevanju tih pojava. Palo mu je na pamet da ioni, koji nastaju pod utjecajem kozmičkih zraka, iznad oceana stvaraju sićušne čestice aerosola (mješavina čestica u krutom, tekućem i plinovitom stanju). A oni ubrzavaju stvaranje oblaka. "Što je više kozmičkih zraka, više je i aerosola, a time i više jezgra za kondenzaciju oblaka."
To mijenja karakteristike oblaka: nastaje više manjih kapljica oblaka, oblaci se više šire, manje je oborina i oblaci duže traju.

Dokaz u akceleratoru

Tu je tezu Svensmark mogao provjeriti u brojnim laboratorijskim pokusima. Pokusnu komoru napunio mješavinom atmosferskih plinova i ionizirao ju gama-zrakama. Efekt je pojačao dodavanjem ultraljubičastih zraka. I u akceleratoru u Aarhusu, gdje je komora bila podvrgnuta elektronima, a ne gama-zrakama, nastali su aerosoli.

I zaseban istraživački projekt nazvan CLOUD, koji je 2011. proveo Europski centar za nuklearna istraživanja (CERN) u Ženevi došao je do sličnih rezultata. Svensmark je takve fizikalne procese promatrao i u realnoj atmosferi. Nakon ogromne eksplozije na površini Sunca Svensmark je pratio razvoj intenziteta kozmičkih zraka.

Odmah nakon tog procesa kozmičko se zračenje smanjilo za 15 posto. To odgovara uobičajenim promjenama intenziteta zračenja tijekom jednog sunčeva ciklusa. Nekoliko dana nakon eksplozije pomoću satelita je bilo moguće izmjeriti osjetno smanjenje globalne naoblake. Razlog kašnjenja leži u tome što je potrebno neko vrijeme da iz malih aerosola nastanu pravi oblaci, smatra Svensmark.

Autor: Fabian Schmidt / Doroteja Jaković
Odg. urednik: Anto Janković