Nowy nienowy gaz cieplarniany

Perfluorotributylamina (PFTBA) to medialny bohater ostatnich dni. Sławę zawdzięcza wynikom badań naukowców z Uniwersytetu w Toronto, którzy wykazali, że ten wykorzystywany w technice związek jest gazem cieplarnianym: podobnie jak dwutlenek węgla czy para wodna nie oddziałuje z promieniowaniem widzialnym (słonecznym) ale pochłania promieniowanie podczerwone (ziemskie). Oznacza to, że rozprzestrzenienie PFTBA w atmosferze ziemskiej spowodowałoby wzmocnienie efektu cieplarnianego i wzrost temperatury powierzchni Ziemi. Co więcej, jak mówi Angela Hong, główna autorka artykułu opublikowanego ostatnio w prestiżowym czasopiśmie Geophysical Research Letters, „na przestrzeni 100 lat jedna molekuła PFTBA miałaby wpływ na klimat równoważny 7100 cząsteczkom CO₂”.

PFTBA jest nie tylko bardzo silnym gazem cieplarnianym, jest też bardzo trwała . Jak wytłumaczyła redakcji Nauki o klimacie Angela Hong, cząsteczki PFTBA mają bardzo stabilne wiązania. Do ich zerwania potrzebne jest wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne lub bardzo rozpędzone elektrony. W warunkach ziemskich spotyka się je dopiero na wysokościach odpowiednio powyżej 50 i 80 km. Nie są znane żadne procesy, które mogłyby powodować rozpad molekuł PFTBA w niższych warstwach atmosfery. „Uważamy, że czas życia PFTBA w atmosferze zależy od tempa, w jakim związek ten jest fizycznie przenoszony w górne warstwy atmosfery, dlatego szacujemy go na przynajmniej 500 lat.”, mówi badaczka. Jest to uzasadnione, jako że większość cząsteczek, z których składa się nasza atmosfera przebywa na wysokościach poniżej 16 km – wyżej dociera mniej niż 10% z nich i to przed wszystkim najlżejsze z nich.

PFTBA nie występuje w naturze. Jest produkowany przez człowieka a swoją użyteczność zawdzięcza wspomnianej wyżej dużej stabilności – niewchodzeniu w reakcje chemiczne i niewrażliwości na zmiany temperatury. Choć dopiero teraz zidentyfikowano go jako gaz cieplarniany, w elektronice i medycynie wykorzystuje się go już od około 60 lat. „PFTBA to tylko jeden z przykładów związków chemicznych wykorzystywanych z przemyśle, których produkcja, wykorzystanie i emisje nie podlegają żadnej kontroli.”- mówi Hong. Lista takich związków jest bardzo długa (patrz np. Tab. 8.A.1. V Raport IPCC). Wiele z nich ma czas życia w atmosferze idący w setki, tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy lat (np. CF₄ o czasie życia 50 000 lat), a ich skuteczność jako gazów cieplarnianych może być bardzo duża (na przykład pojedyncza molekuła SF₆ w horyzoncie stulecia działa 23 500 razy efektywniej od molekuły CO₂.

Na świecie nie prowadzono dotąd pomiarów stężeń PFTBA w atmosferze, nie wiadomo więc, ile tego związku już do niej trafiło. Naukowcy z Toronto sprawdzili, że przynajmniej w ich mieście koncentracje PFTBA są niewielkie – wynoszą 0,18 ppt, czyli cząstek na trylion (dla porównania: koncentracje dwutlenku węgla podaje się w cząstkach na milion – molekuł CO₂ jest ponad 2 miliardy razy więcej, z tego też powodu ich wpływ jest obecnie o rzędy wielkości silniejszy od wpływu PFTBA). Można mieć nadzieję, że również w innych regionach zanieczyszczenie PFTBA nie jest znaczące, jest to jednak temat wymagający zbadania. Ze względu na długi czas życia związku, badacze spodziewają się, że może on docierać nawet w rejony odległe od cywilizacji.

Należy podkreślić, że wyniki badań kanadyjskich naukowców w żaden sposób nie przekreślają naszej wiedzy o dwutlenku węgla i jego decydującym znaczeniu dla obserwowanej obecnie zmiany klimatu. W przypadku CO₂ dysponujemy dużą bazą pomiarów satelitarnych i naziemnych – dobrze znamy jego koncentracje i sposób w jaki oddziałuje z promieniowaniem, nie ma więc problemu z oszacowaniem, w jakim stopniu odpowiada za globalne ocieplenie.

Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski