Duch války v poušti Atacama

Jednou z příčin válek jsou surovinové zdroje. Bez nich není možné v žádném konfliktu dlouhodobě vzdorovat. Proto byla a jsou na světě místa, jejichž správa má povahu strategické výhody. Od II. světové války dodnes jsou to např. ropná pole. Před více než sto lety měla takovou povahu část jihoamerické pouště Atacama. Příčinou byl dusík.

Dusík je nezbytný pro řadu biologických procesů, ale většina ho je nedostupná ve formě inertního plynu v ovzduší. Ten se stává reaktivním při atmosférických výbojích, při kterých vznikají oxidy dusíku, jež pak ve formě nitrátů dopadají na povrch ve srážkách. Významným zdrojem těchto oxidů je také automobilová doprava a další spalování fosilních paliv. Některé rostliny jako jetel pak dokážou získávat dusík přímo ze vzduchu. Až začátkem 20. století dokázal Fritz Haber syntetizovat amoniak ze vzduchu (čtěte také: Fritz Haber a „válka chemiků“) a před začátkem I. světové války převedl Carl Bosch tento proces do průmyslového měřítka. Pro Německo to tehdy byl klíčový problém, protože britská flotila ovládala námořní cesty a nitráty jsou potřené k výrobě výbušnin a munice. Od té doby došlo k obrovskému nárůstu nitrátů v životním prostředí, což je spojeno s řadou negativních dopadů, jako je hnojení (eutrofizace) vody a hojný výskyt rostlin, žijících na dusíkem bohatých lokalitách, jako jsou kopřivy.

Platí ale, že až do objevení Haber-Boschova procesu byly lidstvu dostupné zdroje dusíku jen velmi omezené. Lidé kupříkladu využívali ložiska ptačích exkrementů na ostrovech u jižního pobřeží Peru, známá jako guáno. Hlavním zdrojem dusíku ale byla ložiska v poušti Atacama na severu Chile, známá už indiánům, těžícím zde hnojivo pro svá pole. Od 19. století tu začala průmyslová těžba a intenzita využití vzrostla.

Krajina v poušti Atacama u lokality Humberstone. Současná těžba je zaměřená na získávání jódu.Bohdan Kříbek

Bitvy o poušť

Původně se sever pouště Atacama nalézal v Peru (oblast kolem města Arica) a v Bolívii (oblast kolem města Antofagasta). V tzv. Pacifické válce v letech 1879-1883 Chile porazila koalici Peru a Bolívie a tato ložiska se pak ocitla na jejím území. Vznikla řada tzv. salitreras(odvozeno od salitre, názvu dobývaného minerálu ve španělštině), což jsou dnes opuštěná městečka v poušti, v nichž se zpracovávaly vytěžené nitráty a ve kterých žili dělníci zvaní pampinos. Řada z těchto městeček jako např. Chacabuco nebo Humberstone existují dodnes. V těchto městečcích se zpracovával vytěžený materiál, který byl nejprve podrcen a pak vyluhován v horké vodě, aby byly odplaveny jílové příměsi. Roztok se pak odvedl do další nádrže, kde se výparem vysrážel koncentrát. Později byl vyvinut Guggenheimův proces, při kterém docházelo k vyluhování za nižší teploty, čímž byla nižší spotřeba energie a také bylo možné zpracovávat nižší koncentrace minerálu. Koncentrát se dopravoval do přístavů Iquique a Antofagasta vozy taženými mulami, ale ještě před Pacifickou válkou byla vybudována železnice.

Ložiska nitrátů v poušti Atacama mají řadu unikátních rysů a jsou v tak velkém rozsahu jediná na světě. Šedobílá vrstva, složená z dusičnanu sodného (NaNO₃) a částečně dusičnanu draselného (KNO₃) a nazývaná caliche, má mocnost od několika desítek centimetrů do zhruba tří metrů a je uložena v blízkosti povrchu v pouštní půdě. Obsahuje také minerály síranů a chloridů a významná je rovněž zvýšená koncentrace chromu a hlavně jódu. Ložiska se táhnou v pruhu o délce okolo 700 km a šířce okolo 20 km podél pobřeží ze severu na jih a jejich vznik není stále zcela jasný. Panuje ale shoda ohledně důležité role extrémně suchého klimatu v poušti Atacama, kde srážky dosahují méně než 20 mm za rok. To je způsobeno přítomností studeného Humboldtova proudu u pobřeží Chile a Peru.

Deště a relativní vlhkost v poušti Atacama v posledních pěti letech. Ze statistiky vyplývá, že za tu dobu v poušti „pršelo“ jen 11x.WolframAlpha

Jak určit původ nitrátů

Chilský ledek (dříve zvaný nitratin) je ve vodě rozpustný šesterečný nerost, dusičnan sodný NaNO₃. Tento vzorek pochází z lokality La Penma, Antofagasta Region, ChileJohn Sobolewski, licence: CC-BY-3.0

K určení zdroje nitrátů se používají hodnoty izotopů ¹⁵N a ¹⁸O v nitrátech, které se vyjadřují v tzv. delta notaci v jednotkách promile. Ta vyjadřuje poměr těžkého izotopu ¹⁵N k lehkému izotopu ¹⁴N v případě dusíku a izotopu ¹⁸O k izotopu ¹⁶O v případě kyslíku. Hodnoty δ¹⁵N v ložiskách nitrátů jsou okolo 0 ‰, tak jako ve vzduchu, který slouží jako izotopový standard, a hodnoty δ¹⁸O v nitrátech jsou od 31 do 50 ‰, což je více než hodnota 23,5 ‰ u atmosférického kyslíku. To indikuje původ dusičnanů z atmosférického uložení (depozice). K vysrážení NaNO₃ je také třeba sodík, který byl zřejmě dodán při depozici mořských aerosolů. V našich podmínkách vlhkého klimatu jsou nitráty velmi mobilní a jsou poměrně rychle vymývány z půdního profilu do podzemní vody, kde jejich vysoké koncentrace mohou způsobovat zdravotní problémy pro ty, kteří tuto vodu konzumují. V poušti Atacama téměř bez srážek a s extrémním výparem však nitráty zůstávají v půdním profilu. To, že jejich atmosférické uložení bylo v preindustriální době jen omezené, nehrálo velkou roli z důvodu časového faktoru. K jejich uložení totiž docházelo od mladších třetihor po dobu víc než 20 miliónů let, kdy tektonické pohyby vytvořily pobřežní horské pásmo. Tím vzniklo bezodtoké údolí ve srážkovém stínu mezi hlavním hřebenem And a pobřežním pohořím, kde srážky klesly v některých oblastech téměř na nulu.

Města duchů

Mapa ledkových dolů Chile

A jak se projevil vynález Haber-Boschova procesu na těžbě nitrátů a na ní založené ekonomice Chile? Po I. světové válce jejich těžba zase dočasně narostla, ale po roce 1930 už výroba syntetických nitrátů převýšila jejich produkci z těžby v poušti Atacama. Do roku 1980 pak jejich příspěvek k celosvětové produkci klesl na pouhých 0,14 %. Z městeček-továren v poušti se stala „ghost towns”, města duchů, dobře známá z řady lokalit po skončení těžby třeba na jihozápadě USA. Protože je zde jen minimální vlhkost a tím i mikrobiální aktivita, nedochází k rozkladu dřeva a dalších materiálů a některá městečka vypadají, jako by byla opuštěna včera.

V poslední době ale tato ložiska zažívají svoji renesanci, protože jsou významným zdrojem jódu. Kromě toho existuje na severu Chile a také v sousední Bolívii řada částečně vyschlých slaných jezer zvaných salares, která jsou významným zdrojem velmi vyhledávaného lithia. V roce 2005 UNESCO tato opuštěná městečka v poušti Atacama prohlásilo za světové dědictví.

Co se Chile týče, měla ztráta zájmu o nitráty z pouště Atacama velmi vážný dopad na jeho ekonomiku. Téměř došlo k ekonomickému kolapsu země, který byl ještě prohlouben tím, že se tak stalo za velké krize ve třicátých letech minulého století. Dnešní ekonomika Chile je mnohem mnohotvárnější než v období těžby nitrátů, i když nedůležitějším odvětvím je těžba minerálů mědi a její produkce.