Опустынивание с ускоряющейся скоростью превращает некогда продуктивные земли в сухие, деградировавшие территории. Этот процесс усиливается во всем мире из-за изменения климата и повышения температуры.
Преобразование почвы в пустыню приводит к образованию песка и пыли, которые затем могут переноситься через границы, континенты и океаны, влияя на экосистемы и здоровье людей далеко от источника их происхождения. Пыль, поднятая в одном регионе, в конечном итоге может повлиять на качество воздуха, экосистемы и общественное здравоохранение в другом.
Наука о пыли и ее влияние на здоровье
Опустынивание ускоряется из-за изменения климата, чрезмерного земледелия и истощения водных ресурсов. Эти изменения повышают риски для здоровья людей, вызывают экономические потрясения, усиливают социальную несправедливость и нарушают экосистемы.
Как изменение климата усиливает запыленность
Из-за повышения глобальной температуры, связанного с антропогенным изменением климата, более продолжительные и более интенсивные засухи становятся все более обычным явлением. Когда засуха иссушает почву, ветры поднимают твердые частицы, создавая пылевые бури, которые могут пересекать континенты, накрывая города и страны и окрашивая небо в красноватый цвет.
Крупные пылевые шлейфы также могут неожиданным образом влиять на климат. Шлейфы могут отражать солнечный свет обратно в космос, временно охлаждая атмосферу; они также поглощают тепло, изменяя температурные режимы и характер осадков (1). Между тем пыль, оседающая на снег и лед, делает их поверхности темнее, ускоряя таяние и способствуя повышению уровня моря (2).
Помимо влияния на качество воздуха и видимость, пыль также может изменять среду, в которой она оседает.
Влияние пыли на экосистемы
Пыль играет в экосистемах парадоксальную роль. Хотя она удобряет тропические леса и океаны такими питательными веществами, как фосфор, она также может покрывать коралловые рифы, изменять состав почвы и менять распределение осадков (3)(4). Таким образом, пыль может выступать как источником питательных веществ, так и загрязнителем — в зависимости от того, куда она переносится и где оседает.
В Амазонии пыль из пустыни Сахара помогает поддерживать биоразнообразие, но в морской среде она может способствовать вредоносному цветению водорослей, которое наносит серьезный ущерб водной жизни (5)(6). На суше осаждение пыли может изменять химию почвы, создавая преимущества для одних видов растений перед другими и меняя целые ландшафты (7). Она также может влиять на фотосинтез, дыхание, транспирацию и даже повреждать растения или делать их более уязвимыми к другим загрязнителям.
Пыль и качество воздуха
Пыль может влиять на качество воздуха как локально, так и за тысячи миль от места своего происхождения. Ее поведение частично зависит от того, как она образуется, а также от атмосферных условий и ветров, которые ее переносят.
Пыль может поступать из множества локальных антропогенных источников, включая строительство, снос зданий, сельскохозяйственные практики, промышленные процессы, ландшафтные работы, движение транспорта по дорожным покрытиям и даже ходьбу по немощеным дорожкам (8).
Некоторые короткие, интенсивные пыльные бури, такие как хабубы, могут оставаться локальной аномалией, проявляясь как стена пыли, накрывающая города. Однако, в отличие от более крупных шлейфов, которые могут перемещаться на большие расстояния, хабубы обычно длятся всего около 10–30 минут (9). Во время хабуба показатели качества воздуха по взвешенным загрязняющим веществам, особенно PM2.5 и PM10, могут резко возрастать.
В очень крупных пылевых шлейфах естественного происхождения пыль поднимается и переносится высоко в атмосферу сильными ветрами. Такие шлейфы могут постепенно рассеиваться и осаждать пыль, покрывая поверхности домов, автомобилей, полей и растительности.
Засушливые и пустынные регионы могут формировать одни из самых значительных пылевых шлейфов, а географические особенности способны усиливать их воздействие. Например, впадина Боделе в пустыне Сахара считается самым интенсивным источником атмосферной пыли на планете. Это связано с тем, что сильные ветры выдувают пыль через котловину в своего рода аэродинамическую трубу, образованную горами и песчаными дюнами. Затем эта пыль может пересекать Северную Африку и ухудшать качество воздуха для миллионов людей, живущих в Западной Африке, или достигать глубин Северной Европы (10).
Пыль и здоровье человека
Пыльные бури могут переносить не только частицы почвы. Атмосферная пыль также может содержать биоматериалы, тяжелые металлы и микропластик, и все это может по-разному влиять на здоровье человека (11)(12)(13).
Наибольшую опасность для здоровья человека представляет мелкодисперсная пыль, содержащаяся в пыли, — PM2.5. PM2.5, или твердые частицы размером 2,5 микрона и менее, могут проникать глубоко в легкие при вдыхании. После этого PM2.5 может провоцировать астму, хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ) и легочные инфекции, такие как лихорадка долины, вызываемая спорами Coccidioides в пыли на юго-западе США (14). Эти мелкие частицы могут проникать в кровоток, повышая риск инфарктов и инсультов (15).
Пыльные бури также часто коррелируют со всплесками обращений в больницы из-за респираторного дистресса (16).
Ученые-атмосферники из Центра космических полетов имени Годдарда NASA подсчитали, что 22% преждевременных смертей, связанных с PM2.5 в 2019 году, могли быть напрямую связаны с пылью (17). Эти последствия часто наиболее сильно ощущаются в регионах, которые уже сталкиваются с ограниченным доступом к медицинской помощи и экологическим стрессом. Многие из этих смертей произошли в регионах, затронутых пустынями и пылью, простирающихся от Западной Африки до Восточной Азии.
Экономические и социальные последствия пыли
Опустынивание и дальнее распространение пыли могут создавать нагрузку на экономику и общество. Пыльные бури задерживают авиарейсы, снижают выработку солнечной энергии и наносят ущерб сельскохозяйственным культурам. По оценкам, ежегодные потери урожая из-за пыли могут составлять миллионы долларов в Монголии и достигать 154 миллиардов долларов в Соединенных Штатах (18)(19).
Системы здравоохранения сталкиваются с ростом расходов на лечение заболеваний, связанных с пылью. Сообщества могут испытывать трудности из-за утраты источников средств к существованию, поскольку почва сельхозугодий деградирует и превращается в пустыню. Это опустынивание также может наносить ущерб пастушеским сообществам, поскольку скот не может пастись или пить воду.
Где опустынивание ускоряется
Опустынивание — глобальная проблема.
Например, тринадцать государств — членов Европейского союза сообщили, что части их территорий подвержены опустыниванию (20). Болгария, Венгрия, Испания и Италия входят в число стран, затронутых сильнее всего.
Опустынивание на юго-западе США
В засушливых ландшафтах Аризоны, Южной Калифорнии, Невады, Нью-Мексико и Юты пыльные бури и хабубы становятся все более серьезной проблемой для качества воздуха. Сочетание продолжительной засухи, чрезмерного выпаса скота и расширения городов сделало почву уязвимой к ветровой эрозии (21).
Во время пыльных явлений больницы в этих штатах сообщают о росте числа госпитализаций из-за приступов астмы, пневмонии и дорожно-транспортных происшествий, вызванных сниженной видимостью (22). Ситуацию усугубляет присутствие в почве спор Coccidioides, которые во время бурь поднимаются в воздух и заражают тех, кто их вдыхает (23). Эти споры могут вызывать лихорадку долины — грибковую инфекцию, которая может приводить к кашлю, лихорадке, истощению и боли в груди.
Шлейфы сахарской пыли
Каждый год огромные шлейфы пыли из региона Эль-Джуф в западной части пустыни Сахара преодолевают более 5 000 миль через Атлантику, достигая Карибского бассейна, юго-востока Соединенных Штатов и тропических лесов Амазонии (24).
Эти шлейфы, часто видимые из космоса, переносят миллионы тонн мелких частиц. В затронутых районах эпизоды переноса сахарской пыли приводят к опасному загрязнению воздуха, провоцируя приступы астмы и другие респираторные проблемы.
Инициатива «Великая зеленая стена» была запущена в 2007 году в ответ на усиливающееся опустынивание Северной Африки (25). В регионе Сахель, граничащем с пустыней Сахара, — полузасушливой саванне, которая служит переходной зоной между пустыней и более зелеными сельскохозяйственными и лесными территориями, — засуха и сильная жара нарушили производство продовольствия и подпитывали конфликты. Проект «Великая зеленая стена» предполагает высадку местных, экологически подходящих деревьев и растений. Он также восстанавливает деградированные земли, создает новые возможности для сельского хозяйства и возвращает жизнь в сообщества, находящиеся на грани продовольственной небезопасности.
Бури на Аравийском полуострове
Аравийская пустыня, наряду с засушливыми районами Ирака и Сирии, является крупным источником естественно возникающих пыльных бурь на Аравийском полуострове, особенно в летние месяцы. Но пыльные явления могут происходить в любое время года, даже зимой.
В регионе есть два основных источника пыли, включая Месопотамскую аллювиальную равнину на юге Ирака и «Руб-эль-Хали» (или Empty Quarter) в Саудовской Аравии (26). Пыль также может поступать в регион из соседних пустынь, таких как Сахара. В этом регионе хроническое воздействие пыли связано с более высокими показателями респираторных заболеваний и сердечно-сосудистых проблем, чем в большинстве других регионов мира, за исключением Северной Африки (27). Региональные пыльные бури также ухудшают видимость, вызывая дорожно-транспортные происшествия и приводя к отмене рейсов.
Пыль из этого региона часто переносится за пределы национальных границ, влияя на качество воздуха в Западной Азии и даже в некоторых частях Южной Азии, что создает общую проблему для всего региона.
Некоторые страны сейчас активно инвестируют в долгосрочные меры по сдерживанию и восстановлению.
План Китая по сдерживанию
Опустынивание затрагивает засушливую Северо-Китайскую равнину. 24,7% земель Китая подверглись опустыниванию, что затрагивает 400 миллионов человек (28).
В ответ на это Китай реализовал одну из самых амбициозных в мире программ по сдерживанию опустынивания, сочетающую крупномасштабное лесонасаждение, строгую политику землепользования и технологические инновации. В рамках таких инициатив, как Программа защитных лесов «Три Севера», которую часто называют «Великой зелёной стеной Китая», правительство высадило миллиарды деревьев и кустарников, чтобы стабилизировать почву, сократить пыльные бури и восстановить деградированные земли.
Усилия Китая по озеленению окраин пустыни Такла-Макан на западе страны создали поглотитель углерода, который одновременно сдерживает распространение опустынивания и помогает снижать концентрацию углекислого газа в атмосфере (29).
Правительство Китая также работало над снижением опустынивания на севере страны с помощью политики, направленной против чрезмерной распашки земель и перевыпаса скота, одновременно опираясь на поддерживающие технологические инновации, такие как расширение покрытия солнечными панелями. Помимо выработки чистой энергии, солнечные панели могут обеспечивать тень для растений и кустарников, приспособленных к условиям пустыни, которые помогают стабилизировать почву и замедлять расширение пустынь (30).
Заключение
Снижение воздействия опустынивания и переносимой по воздуху пыли требует скоординированных действий в сфере управления земельными ресурсами, общественного здравоохранения и экологической политики.
Пыль не знает границ. Частицы, поднятые в воздух из-за опустынивания и засухи в одном регионе, могут преодолевать тысячи миль, влияя на здоровье, экономику и экосистемы далеко за его пределами.
Поскольку пыль переносится через границы и континенты, снижение её воздействия требует скоординированных действий, выходящих за пределы любого отдельно взятого региона.
Восстановление деградированных земель, инвестиции в инфраструктуру общественного здравоохранения и системы раннего предупреждения — всё это может помочь смягчить наиболее серьёзный ущерб, вызванный опустыниванием. По мере расширения опустынивания понимание того, как перемещается пыль и как она влияет на здоровье, экосистемы и инфраструктуру, становится всё более важной частью адаптации к изменяющемуся климату.
