Геолог Рич Эйприл поднимается на небольшой холм за Университетом Колгейт и пробирается на кладбище. Он останавливается перед белой мраморной колонной, установленной в 1852 году. Надпись почти неразборчива. Эйприл объясняет, что со временем любой камень, подверженный воздействию стихии, выдержит, но этот мрамор выветрился неестественно быстро. Виновник? Кислотный дождь.
Эйприл достает пузырек с кислотой из кармана, чтобы продемонстрировать. Он откручивает колпачок и позволяет нескольким каплям стекать на камень, где они шипят и пузырятся. Дождь, который выпал на северо-востоке во второй половине 20-го века, был не таким кислым, как жидкость во флаконе апреля, но принцип тот же. Кислота ест мрамор. При наличии достаточного количества времени он может стереть даже слова, предназначенные для вечности.
Последствия кислотных дождей простираются далеко за пределы кладбищ. Кислотный дождь уничтожил популяции рыб в озерах и ручьях, повредил хрупкие почвы и повредил миллионы акров леса по всему миру.
Эти далеко идущие последствия иллюстрируют глубокое воздействие загрязнения воздуха на землю. Но история кислотных дождей также рассказывает о том, как понимание загрязнения воздуха может привести к решениям. Из-за огромного количества научных данных, связывающих выбросы электростанций с кислотными дождями и кислотными дождями со смертью озер, новые нормативные акты резко сократили выбросы и очистили дождь, который выпадает на Соединенные Штаты.
Термин «кислотные дожди» был придуман в середине 1800-х годов, когда шотландский химик Роберт Ангус Смит заметил, что дожди имеют тенденцию быть более кислыми в районах с большим загрязнением воздуха, и что здания разрушаются быстрее в районах, где уголь сожжен. Но потребовалось еще одно столетие для ученых, чтобы понять, что кислотные дожди были широко распространенной экологической проблемой. Скандинавские ученые начали документировать кислотные повреждения озер и ручьев в 1950-х годах. В 1963 году Джин Ликенс, затем в Дартмуте, и его коллеги начали собирать и тестировать pH дождевой воды в Белых горах Нью-Гемпшира в рамках исследования экосистемы. Они были удивлены, обнаружив, что это было довольно кислым, но у них не было много оснований для сравнения; в то время ученые не регулярно измеряли pH дождевой воды.
Ликенс устроился на работу в Корнелле несколько лет спустя и установил приборы для сбора дождевой воды в регионе Фингер-Лейкс и вскоре заметил, что дожди в Нью-Йорке были примерно такими же кислотными, как и дожди в Нью-Гемпшире. «Это был первый намек на то, что это может быть какой-то региональный феномен», - говорит он. Но ни Ликенс, ни его коллеги не имели четкого представления о том, что может быть причиной.
По его словам, Ликенс выиграл стипендию, которая привела его в Швецию в 1969 году, по счастливой случайности, потому что он встретил Сванте Одена, ученого из Упсальского университета, который наблюдал те же тенденции в Швеции, что Ликенс наблюдал на северо-востоке Соединенных Штатов. Оден указал на потенциальную причину. «Он пытался создать случай, когда [кислотные дожди] могут быть вызваны выбросами из более промышленно развитых районов Европы», - вспоминает Ликенс.
Ликенс и его коллеги проследили выбросы от угольных электростанций и изучили спутниковые и авиационные данные, и обнаружили аналогичную связь на большие расстояния. «Конечно, выбросы исходили в основном из стран Среднего Запада, таких как Индиана, Огайо, Иллинойс и Кентукки», - вспоминает Ликенс. «Они пробирались буквально за тысячи километров в Новую Англию и юго-восточную Канаду и возвращались как кислоты».
Он сообщил о своих открытиях в науке в 1974 году, и эта история была немедленно подхвачена газетами. Ликенс вспоминает, что телефон не переставал звонить месяцами. «Именно это воздействие средств массовой информации действительно нанесло кислотный дождь на карту в Северной Америке».
По словам Ликенса, Одена и других ученых, происходит кислотный дождь, когда диоксид серы и оксид азота попадают в атмосферу и вступают в реакцию с водой с образованием серной и азотной кислот. Существуют естественные источники этих газов - например, вулканы выделяют диоксид серы - но подавляющее большинство из них происходит от сжигания ископаемого топлива, особенно на угольных электростанциях. Высокие дымовые трубы позволяют загрязнителю преодолевать большие расстояния. Согласно исследованиям, проведенным Ликенсом и его коллегами, нормальная дождевая вода имеет рН 5, 2. В 1970-х и 1980-х годах, когда кислотные дожди были наихудшими, ученые зафиксировали уровень pH всего в 2, 1, примерно в 1000 раз более кислый.
Геолог Рич Апрель исследует надгробие, почерневшее от кислотных дождей. (Кассандра Вилльярд) 
Наследие региона кислотных дождей отчетливо видно в черной корке надгробий на кладбище Мэдисон-стрит в Гамильтоне, Нью-Йорк. (Кассандра Вилльярд) 
Кислотный дождь ускоряет процесс выветривания. Эта мраморная колонна, возведенная в 1850-х годах, сильно выветрилась. Надпись на другой стороне памятника почти неразборчива. Вены, видимые на этой стороне столба, состоят из минерала, более стойкого к атмосферным воздействиям и воздействию кислотных дождей. (Кассандра Вилльярд) 
Кислотный дождь может превратить известняк в гипс, мягкий минерал, который задерживает грязь. Это преобразование очевидно в темных пятнах вдоль линии крыши Латроп-холла Университета Колгейт. (Кассандра Вилльярд) 
Кладбище в университете Колгейт, небольшом гуманитарном колледже в Гамильтоне, Нью-Йорк. (Кассандра Вилльярд) Кислотный дождь затронул многие районы Соединенных Штатов, но северо-восток пострадал от экологического ущерба. Горы Адирондак оказались особенно восприимчивыми. Многие почвы содержат карбонат кальция или другие минералы, которые могут нейтрализовать кислотные дожди, прежде чем они попадут в озера и ручьи. «К сожалению, в Адирондаке их практически нет», - говорит Эйприл. В результате озера и ручьи быстро стали кислотными, убивая рыб и других водных животных.
В конце 1970-х годов исследователи обследовали 217 озер выше 2000 футов в Адирондаке и обнаружили, что 51 процент были очень кислыми. Эта новость была настолько мрачной, что ученые начали пытаться разводить более кислотоустойчивые сорта форели. Один сотрудник штата Нью-Йорк сравнил этот район с Долиной Смерти. Десять лет спустя более масштабное исследование, включавшее 849 озер выше 1000 футов, показало, что 55 процентов либо полностью лишены жизни, либо находятся на грани разрушения.
По мере того, как накапливались научные данные, связывающие кислотные дожди с выбросами электростанций и экологическим ущербом, между промышленностью, учеными и экологами разгорелись сражения. «1980-е годы - это период, который я называю« войнами с кислотными дождями », - говорит Ликенс. «Было огромное злобное противное противоречие». Экологи из Гринпис взобрались на дымовые трубы электростанции и повесили плакаты в знак протеста; ученые свидетельствовали перед Конгрессом о связи между выбросами и кислотными дождями, серьезностью последствий и влиянием предлагаемого законодательства; и электроэнергетика поставила под сомнение науку и утверждала, что нормативные акты приведут к повышению тарифов на электроэнергию.
Конгресс принял несколько поправок к Закону о чистом воздухе в 1990 году, которые сократили выбросы диоксида серы с помощью схемы ограничения и торговли. Целью было сокращение выбросов диоксида серы на 50 процентов от уровня 1980 года. Эта цель была достигнута в 2008 году, за два года до крайнего срока, который был установлен на 2010 год. Выбросы диоксида серы сократились с 17, 3 млн. Тонн в 1980 году до 7, 6 млн. Тонн в 2008 году, что меньше требуемых к 2010 году 8, 95 млн. Тонн.
Эффект был замечательным. Дуг Бернс, ученый из Геологической службы США в Трое, штат Нью-Йорк, который руководит Национальной программой оценки кислотных осадков, говорит, что дожди на северо-востоке сегодня примерно вдвое менее кислые, чем в начале 1980-х годов. Следовательно, поверхностные воды стали менее кислыми, и хрупкие экосистемы начинают восстанавливаться.
Однако во многих местах восстановление было мучительно медленным. Ученые теперь знают, что кислотные дожди не только подкисляют озера и ручьи, но и выщелачивают кальций из лесных почв. Это истощение кальция оказало разрушительное воздействие на деревья, особенно на сахарный клен и красную ель. Кислотный дождь вымывает кальций из иголок красной ели, делая их более восприимчивыми к холоду. Он также вымывает кальций и магний из почвы, что может вызвать стресс у сахарных кленов. Кроме того, кислотный дождь позволяет алюминию накапливаться в почве. Когда деревья поглощают алюминий, их корни могут стать ломкими.
Некоторые исследователи пытались добавлять кальций обратно в леса, чтобы ускорить выздоровление. Апрель в настоящее время участвует в одном таком эксперименте в Адирондаке. За последние четыре с половиной года кальций проник только в верхние 15 сантиметров лесной почвы. «Кальцию требуется очень много времени, чтобы вернуться в почву», - говорит Эйприл, поэтому это не будет быстрым решением.
В апреле хотелось бы, чтобы диоксид серы и другие выбросы сократились еще больше. «У нас все еще идет кислотный дождь», - говорит он. «Некоторые озера выглядят так, как будто они готовы вернуться, и если бы мы сократили выбросы, они бы больше».
Майкл Оппенгеймер из Принстонского университета, который был ключевым игроком в кислотных войнах в качестве главного научного сотрудника природоохранной группы Фонда защиты окружающей среды, согласен с этим. «Я думаю, что двуокись серы и окись азота должны быть эффективно удалены», - говорит он. «Мы должны идти к нулю и посмотреть, как близко мы можем подойти».
Хотя некоторые последствия кислотных дождей сохраняются, большинство ученых считают это историей экологического успеха. «Наука определила проблему. Наука предоставила рекомендации, как попытаться решить проблему », - говорит Ликенс. «Успех заключается в том, что мы, как общество, приняли меры, чтобы попытаться решить эту проблему».
