Letadla mohla odstartovat i po výbuchu islandské sopky, alespoň v některých částech Evropy.
Kdyby ovšem bylo k dispozici více poznatků o prachových mračnech nad kontinentem.
Prach je lidem většinou na obtíž a co nejdříve se jej zbavují. Jindřich Hladil a Leona Koptíková z Geologického ústavu Akademie věd ho mají naopak skoro plné pracovny. V lahvičkách uchovávají prachová zrnka z celého světa. Poslední zásilku dostali z okolí islandské sopky, ve sbírce mají i prach z ukrajinské stepi, který po větrné bouři zasypal Evropu před třemi lety, v další nádobce je úlovek z jedné aljašské sopky. Právě ona vyvrhla zrnka prachu, která na přelomu let 1989 až 1990 poškodila pět letadel. Popel ze sopky obrousil okénka jednoho dopravního letadla natolik, že připomínala matované sklo. U jiného zase tavenina skla z tohoto prachu zastavila na čas chod motorů a způsobila kritické potíže. Tehdy to ještě letecké společnosti braly jako výjimečnou událost, ale v roce 1991 se už podílely na svolání první mezinárodní vědecko-technické konference o míře rizika ve vzdušné dopravě.
Výzkum pohánějí aktivní sopky „Vždycky když někde exploduje sopka, zájem o výzkum prachu stoupne. Zvláště v místě leteckých koridorů a obydlených oblastí. V dnešní informační době jsou tyto události enormně sledovány, což může vést v krajních případech až ke vzniku fám a jejich démonizaci,“ říkají oba čeští vědci. Díky nim a dalším odborníkům se Geologický ústav Akademie věd stal jedním z center celosvětové neformální sítě pracovišť zaměřených především na tzv. hrubý prach, tedy zrnka dosahující velikosti okolo 60 mikrometrů, ale nezřídka i prvních desetin milimetru. Ten vědci ještě nedávno dost opomíjeli. Nepředstavuje totiž tak velké zdravotní riziko jako velice jemný prach, který se dýcháním dostává hluboko do plic, kam vnáší například rakovinotvorné látky obsažené ve výfukových plynech dieselových motorů.
Hrubý prach se však nyní dostává do popředí zájmu, protože zastavení letecké dopravy nad Evropou způsobilo dopravcům značné finanční ztráty. Přitom nemusel zákaz startů platit pro všechna letiště na kontinentu. Hrubý prach má totiž velmi různorodé složení a podle toho lze také určit jeho schopnost obrousit trup letadla, hrany křídel a okénka pilotní kabiny. „Záleží na tom, jaké minerály zrnka obsahují, kolik je v nich vody a těkavých látek nebo kolik je přimíšeno jiného prachu či organické hmoty,“ vysvětluje Jindřich Hladil. Důležité je také vědět, jak snadno se prachová zrnka roztaví. Podle leteckých odborníků panuje v tryskových motorech při startu teplota vyšší než 1000 °C, za letu, kdy už nemusejí běžet na plný výkon, klesá výrazně pod tuto hranici. Pokud minerály v prachovém mračnu obsahují hodně vody, roztaví je i nižší teplota a mohou se „napéct“ na součástky v motoru, poškodit teplotní čidla, zabránit chlazení, snížit celkový výkon motoru a v krajním případě ho i zastavit. Když se ale v mračnu vyskytuje většina zrnek křemene nebo slídy, což jsou běžné součástky obyčejného prachu, ani teplota nad 1000 stupňů s nimi prakticky nehne. Nejrizikovější je pro letadla prach složený z jílovitých minerálů a z úlomků vulkanického skla.
Prach z islandské sopky přirovnal jeden pilot finské stíhačky k bramborové mouce. „Je to trefná metafora, protože když takový prach promnete mezi prsty, doslova cítíte měkkost a přilnavost té hmoty, jenom uvnitř něco jemně drhne,“ říká geoložka Leona Koptíková.
Hrubý prach s částečkami rozptýlenými ve větších vzdálenostech od sebe představuje pro leteckou dopravu ještě jedno riziko. Pro pilota je při normální nebo nižší koncentraci prakticky „neviditelný“. Dalo by se to přirovnat k tomu, jako když za bouřky dohlédnete poměrně daleko mezi velkými dešťovými kapkami, a naopak vidíte jen na pár desítek metrů, když padne mlha tvořená miliony velice drobných kapiček. Podobně to může fungovat i při srovnání viditelnosti v mračnu tvořeném hrubým nebo jemným prachem.
„Zatím se učíme poznávat a stanovit kategorie prachu podle tvaru a chemického složení zrnek,“ říká Jindřich Hladil nad vzorky. Zmapovat různorodý vzhled, minerální složení, obsahy chemických prvků a jejich izotopů ještě nějakou dobu potrvá. Pak ale bude možné říct, v jaké míře jsou zrnka nebezpečná pro letecký provoz.
Díky spolupráci s Ladislavem Strnadem z Přírodovědecké fakulty UK, s meteorology, vulkanology a dalšími experty od nás i z celého světa přibývá znalostí o jakosti a chování prachových částic v atmosféře. Vědci už například zjistili, že velká zrnka se udrží ve výškách okolo deseti kilometrů mnohem déle, než se dosud soudilo. „Místo jednoho či dvou týdnů mohou pobývat v atmosféře více než dvakrát déle. A když je zachytí tzv. jet stream – jakýsi vzdušný veletok o šířce desítek až stovek kilometrů, tloušťce okolo dvou až tří kilometrů a běžně proudící rychlostí i hodně nad 100 km/h – mohou zrnka před dopadem na zem až dvakrát obletět celou planetu.
Rovněž se ukázalo, že sopečný prach se vyskytuje v docela velkém množství i nad Jižní Amerikou a okolními oceány, kde ho pumpují do atmosféry hlavně sopky v Chile a Mexiku. „Výzkum nad tímto kontinentem ale zůstává stranou zájmu, protože letecký provoz je podstatně hustší nad severní polokoulí,“ poznamenává Jindřich Hladil.
Pasti na terase Geologický ústav spolupracuje s tvůrci počítačových modelů monitorujících a předpovídajících složení a hmotnost mračen prachu. K jeho zachycení a následnému poznání slouží i pasti na terase ústavu. Jde o soustavu čistě vymytých misek. Nádoby dohromady zabírají plochu okolo tří metrů čtverečních. V kritických obdobích, kdy je očekáván nějaký prachový spad, si jdou vědci pro „úrodu“, jak říkají poprašku na dně misek. Sklizeň vysuší a často získají dostatek materiálu, o kterém vědí, jak dlouho se usazoval a v jakém množství.
Řadou analýz mapují chemické složení, strukturu, tvar a mnoho dalších údajů. „Slouží nám jako otisky prstů, podle kterých lze poznat, odkud prach pochází,“ vysvětluje Jindřich Hladil. Podobné pasti se začínají využívat i v širší síti jejich spolupracovníků u nás a ve světě. Údaje z jejich sklizní jsou někdy dost překvapivé.
Už několikrát se stalo, že meteorologové podle údajů z monitorovací sítě přízemního znečištění vzduchu, satelitního i pozemního sledování a matematických modelů vypočetli, že ve vzduchu je mrak prachu o určité hmotnosti. Když se ale tento výpočet porovnal s informacemi o tom, jaká část tohoto prachu skutečně dopadla na zem, ukázalo se, že prachu musí být mnohem více, a to někdy až několikanásobně. To je nyní i pro další léta dostatečně silný podnět k úpravám vstupních dat a parametrů u používaných numerických modelů.
Čí je ten prach?
Praktické využití výsledků probíhajícího výzkumu se nabízí nejen v letecké dopravě a meteorologii. V poslední době roste zájem průmyslových firem o adresné označení prachu poletujícího pár metrů nad zemí a usazujícího se všude okolo nás.
Na severu Čech se dost často vyskytuje prachová směs namixovaná ze všech možných zdrojů. Z hald povrchových dolů, z kamenolomů, emisí z elektráren, dopravy... Firmy začínají mít stále větší zájem o to, kam jejich prach doletěl a jestli se vyskytuje právě na místě, kde se zrovna řeší nějaká ekologická zátěž či překročení limitních hodnot. Už nyní spolupracují ústavy Akademie věd s několika firmami, kterým dodávají informace o „jejich“ prachu.
„Zatím si nedovedu představit, jak by se měl meziresortně financovat výzkum hrubého prachu alespoň tak, jak je tomu dnes u jeho nejjemnějších složek. Nicméně jsem mírný optimista a věřím, že výzkum v tomto směru budou možná stále více podporovat soukromé společnosti,“ dodává Jindřich Hladil.
