Kémiai folyamatok a levegőben - nagyinterjú Salma Imre vegyészprofesszorral
Amint arról korábban beszámoltunk, március 15-én egy felvidéki gyökerű tudós, Salma Imre vegyészprofesszor munkásságát is a legrangosabb magyarországi tudományos kitüntetéssel, a Széchenyi-díjjal ismerték el.
Az Eötvös Loránd Tudományegyetem professzorának gyermek- és diákévei Nagymegyeren teltek, így aligha meglepő, hogy meghívták egykori iskolájába is, ahol az éghajlatváltozásról egy nagyon érdekes előadást tartott, amelybe beleszőtte saját tudományos eredményeinek az ismertetését is. Az előadását követően beszélgettem vele iskoláiról, kutatásairól és a jövő kihívásairól.
A professzor úr szülei a nagymegyeri alapiskolában tanítottak, a gimnáziumi érettségiig ön is a városban tanult. Kik voltak azok a tanárai, akik nagy hatással voltak önre?
Sok remek tanárom volt. Az alapiskolából Balogh Júliát említeném, mert ő nagyon emberséges volt és szerette, amit csinált. Remek irodalomórákat tartott, és ez számunkra fantasztikus élmény volt. De alapiskolai tanáraim közül nagy tisztelettel gondolok Molnár Jánosra, aki kémiát tanított, és nagyon sokat kísérleteztünk. Gimnáziumi tanáraim közül leginkább a természettudományi tárgyakat oktatókat említeném, mert a tőlük kapott ismereteket a későbbiekben is jól tudtam hasznosítani a tudományos pályán. Elsősorban nekik köszönhetem, hogy matematikából, fizikából és kémiából kitűnő alapokat szereztem.
Mindenképp szeretném kiemelni Molnár Lenkét, aki a matematikát, aztán Nagy Ilonát, aki a kémiát, valamint Molnár Árpádot, aki a fizikát tanította.
Ha a természettudományoktól távolabbra tekintek, akkor az osztályfőnökömet, Varga Lászlót említem, aki történelmet tanított. Az ő óráin a tanulás módszertanával ismerkedtünk meg. Hogyan kell logikus rendszerbe foglalni az ismereteket, ne csak „lógjanak” a levegőben, hanem egy hálót alkossanak és így könnyebben elsajátíthatók a dolgok.
A gimnázium után Prága következett. Más kultúra, egy másik nyelv, ráadásul elég távol Nagymegyertől. Miért éppen oda jelentkezett annak idején?
Én a gimnáziumban ráéreztem a természettudományok szépségére. Különösen az utolsó években a nukleáris tudományokkal, a magfizikával és a magkémiával is foglalkoztunk. Azért választottam a prágai Cseh Műszaki Egyetemet, mert ott tudtam ilyen dolgokról tanulni.
Prágában, ebben az idegen nyelvi és kulturális közegben sikerült megtalálnia azt a kis közösséget, ahol magyarul beszéltek. Az Ady Endre Diákkörben professzor úr is aktív szerepet játszott, a szervezet alelnöke is volt.
A prágai évekre nagyon nagy szeretettel gondolok vissza, szép élményekkel, kedves történetekkel teli idők voltak. Jó közösségbe kerültem csoporttársaimnak is köszönhetően, de a magyarok is nagyon összetartó közösséget alkottak. Szívesen emlékszem a diákbálokra, a táncházakra. Nagyon intenzív kulturális élet folyt.
Aztán ismét egy nagy ugrás következett. Egy másik fővárosba, Budapestre került. Ennek mi a története?
A prágai egyetemet elvégezve még egy évet ott töltöttem, aztán lehetőségem nyílt egy ösztöndíjra a budapesti Központi Fizikai Kutatóintézetben, amely egy magas színvonalú akadémiai intézmény. Én pedig megragadtam ezt a lehetőséget, már csak azért is, mert így közelebb kerültem a szülőföldemhez.
A magkémia olyan tudomány, amely komoly fizikai és matematikai ismereteket követel, nem mellesleg sok elmélettel dolgozik, viszont a későbbiekben már olyan területen kezdett dolgozni, ahol a kémián és az említett tárgyakon túl más tudományok is szerephez jutottak, mondhatnám sokkal komplexebb szemléletre volt szükség. A légkör kémiájának a kutatása hogyan kezdődött? Feltételezem, hogy ez nem egyik pillanatról a másikra történt…
A doktori fokozat megszerzése után Belgiumban dolgoztam majdnem két évig, és ott kezdtem el a légkör kémiájával foglalkozni. Az átmenet a magkémiából a légkör kémiájába fokozatosan történt. Először az aeroszol-részecskék kutatásával foglalkoztam. Ezek olyan kis mennyiségben találhatók a légkörben, hogy csak nagyon nagy érzékenységű analitikai módszerekkel lehet vizsgálni őket, és ezek között a nukleáris elemző módszerek kiemelkedő helyet foglalnak el. Én a magkémiai ismereteimet használtam ezeknek a vizsgálatára, majd eljutottam oda, hogy az eredményeket szerettem volna magam értelmezni, és így fokozatosan magkémikusból légkörkémikussá váltam.
Beszéljünk akkor bővebben is erről a tudományterületről. Manapság sokat emlegetik a globális felmelegedést, azonban ön itt a gyerekeknek tartott előadásában felhívta a figyelmet arra, hogy inkább globális éghajlatváltozásnak kellene nevezni. Megmagyarázná ezt?
A Föld éghajlatát különböző hatások alakítják. Ezek egy része felmelegedést okoz, ami az üvegházhatású gázokkal kapcsolatos, de szerencsére vannak olyan folyamatok is, amelyek a felmelegedést ellensúlyozzák. Ezek az aeroszol-részecskékkel függnek össze. Emiatt a felmelegedés korlátozott. Az elmúlt száz év alatt körülbelül 0,8 fokot nőtt a Föld átlaghőmérséklete. Persze nem állítom, hogy ez a korlátozott felmelegedés elhanyagolható, mivel komoly következményekkel, szélsőséges időjárási jelenségekkel jár. Mondjuk, egy nap melegrekordot mérünk, majd ugyanazon a héten nagyon lehűl a levegő, vagy az extrém mennyiségű csapadékok, illetve a hosszan tartó aszályos időszakok. Ezek a szélsőséges időjárási helyzetek jobban kifejezik a Föld rendszerében lejátszódó folyamatokat, mint a globális felmelegedés.
Sokat beszélnek a karbonsemlegességről mint célról, illetve a szén-dioxid szerepéről. Tudjuk, hogy ez a gáz fontos a növények számára, hiszen a szerves anyagokat ebből állítják elő a fotoszintézis során. Viszont a túl sok szén-dioxid komoly veszélyforrás lehet.
A szén-dioxidnak vannak természetes forrásai, viszont jelentős mennyiség az emberi tevékenység, elsősorban a széntartalmú, úgynevezett fosszilis fűtőanyagok: a földgáz, a kőolaj, a kőszén, illetve a biomassza elégetése során kerül a levegőbe. Erre épül a modern vegyipar, a közlekedés nagy része, a háztartások fűtése. Ez azonban nem volt mindig így. Az első világháború előtt a fő energiaforrás a biomassza volt. Azt is tudjuk, hogy a fosszilis üzemanyagok egyszer elfogynak. Ezek a geológiai korokban keletkeztek, és csak nagyon sejtelmes becslések vannak arról, hogy mikor merülnek ki.
A kőszénből van talán a legtöbb. A kőolaj mennyisége valahol a középen áll, viszont a földgázból van a legkevesebb a világon. Ha ezek az anyagok fokozatosan elfogynak, akkor valamivel pótolni kell őket. Egyelőre kevés dolog van, ami kiválthatná őket, például a nukleáris energia, aminek azonban számos ellenzője van, mert nyilván lehetnek kockázatai. A másik megoldás pedig a biomasszára való visszatérés. Ezt nem feltétlenül úgy kell elképzelni, hogy intenzívebb mezőgazdasági termelésbe fogunk, hanem iparilag, ellenőrzött körülmények között termelik meg az energia szempontjából meghatározó vegyületeket, másrészt olyan növényeket, amelyekből fontos anyagokat lehet előállítani. Tehát a cellulóz lebontásával nyert molekulákra fog épülni a vegyipar, a műanyaggyártás és sok minden más.
A gyerekeknek tartott előadásában elhangzott az is, hogy vannak olyan komponensei is a levegőnek, amelyek éppen ellentétes irányban hatnak. A globális felmelegedés ellen dolgoznak, tehát valamiképp igyekeznek hűteni a környezetet. Ez az a terület, amellyel ön foglalkozik. A levegőben található mikroszkopikus részecskékkel, aeroszolokkal és hasonló anyagokkal, amelyek valahol a kémia és a meteorológia határán figyelhetők meg. Miért éppen ezekre esett a választása?
Az éghajlati rendszerben a legkevésbé ismert folyamat a felhőképződés. Amíg a felhők kialakulásának, a felhők szerkezetének a létrejöttét nem ismerjük pontosan, addig az éghajlati modelljeink nem lesznek jobbak. A felhőképződést aeroszol-részecskék vezérlik. Meghatározó a vízgőz túltelítettsége, de önmagában ez nem elegendő ahhoz, hogy felhők jöjjenek létre, mivel ezek a cseppek a felhőkondenzációs magvakon alakulnak ki, amelyek nagyon különleges aeroszol-részecskék. Az aeroszol-kutatás fejlődése során egyre nagyobb figyelem fordult a felhőkondenzációs magvak felé, az elmúlt években én is ezzel foglalkoztam.
Egy olyan nagyváros, mint Budapest, azért is érdekes, mert ott sok ember él és sok minden kerül a levegőbe. Nyilvánvaló, hogy egészen más feltételek mellett kell itt vizsgálódni, mint mondjuk egy kisebb településen vagy akár lakatlan vidékeken.
Az aeroszolok egy heterogén rendszer részei, több szempontból elemezhetők. A diákjaimnak egy analógiával szoktam ezt szemléltetni. Van egy gyümölcskosár, amelyben van egy szép alma és kilenc szem szőlő. Ha megkérdezzük, hogy mit tartalmaz ez a kosár, akkor a válasz nem lesz magától értetődő. Ránézésre lehetne akár egyértelmű is, de a kutató mondhatná, hogy ha van késem, amellyel az almát meg tudom hámozni és mindenkinek adok egy szeletet, akkor a kosár kilencven százaléka alma.
Ha nincs késem, akkor mindenkinek adok egy szem szőlőt és azt mondhatom, hogy a kosár kilencven százaléka szőlő. Így van ez az aeroszollal is. A fő forrásai közé a természetes folyamatok, illetve a háztartási tevékenységből származó égéstermékek tartoznak.
Ez az a mennyiség, amit a szabályozás érint. Ha a kutató nézi a rendszert, akkor olyan folyamatok fontosak számára, amelyekben a részecskék száma játszik szerepet, a városokban a közlekedés, a városokon kívül pedig a légköri nukleáció, amit újrészecske-képződési és fejlődési eseménynek is neveznek. Nagyon függ ezeknek a részecskéknek a forrása, a kialakulása, a keletkezési folyamata és a hatásuk is attól, hogy milyen közeget vizsgálunk. Én a kutatásom során minden területet igyekeztem lefedni.
Itt a Felvidéken már sokan tudják, hogy ön március 15-én Novák Katalin államfőtől átvehette a legrangosabb tudományos kitüntetést, a Széchenyi-díjat. Mi az a terület, ahol új eredményeket ért el?
Amikor a légköri nukleációt felfedezték, akkor úgy gondolták, hogy ez nagyon távoli, tiszta környezetben játszódik le. Ez azért van, mert a szennyezett levegőben ezt a folyamatot egy vele versenyző folyamat, a kondenzáció kioltja. Én a kollégáimmal az elsők között állapítottam meg, hogy ez nem így van, a városokban is gyakori a légköri nukleáció, azaz az újrészecskék képződési folyamata. Tehát fogalmazhatunk úgy, hogy a nagyvárosokban, így Budapesten is nem ritkább ez az esemény, mint a távoli, tiszta területeken. Ez akkor eléggé meglepő dolog volt. Ezeket a kutatásokat folytattam és a városi légköri nukleációs folyamatok területén vannak nemzetközileg is értékelt eredményeim, sőt elmondhatom, hogy én rendelkezem a világ leghosszabb adatbázisával. Minél hosszabb egy adatbázis, annál több információt tudunk belőle kinyerni.
Beszéljünk azokról a fiatalokról, diákokról, akik az ön munkatársai lesznek vagy már most azok. Hogyan látja az oktatás szerepét a jövő tudósainak felkészítésében?
Úgy vélem, hogy az oktatás a legközelebbi öt-tíz évben rendkívüli mértékben és minden szinten átalakul. Kezdve az általános iskolával, a középiskolán át az egyetemekig bezárólag. Ennek a változásnak az egyik fő oka a mesterséges intelligencia megjelenése, ami már most is itt van, és ezért teljesen más dolgokra kell a jövőben helyezni a hangsúlyt. A mesterséges intelligencia sok területen jobban fog tudni dolgozni az embernél. Az emberi agy néhány bit egyszeri befogadására alkalmas, és ezért igyekszünk összefüggéseket kialakítani, hogy sokkal több mindent tudjunk megjegyezni.
A gépek befogadóképessége viszont szinte korlátlan. Sok olyan dolog van, aminek az elkészítése, megoldása a gépeknek sokkal könnyebben fog menni, mint nekünk.
Így felszabadul az időnk valami másra, amivel a gépek nem tudnak versenyezni, és ez az emberi kreativitás, az intuíció és a valódi megértésen alapuló gondolkodás. Az oktatásban és a hallgatók jövőbeni feladatai között kiemelt szerepe lesz a problémamegoldó képességnek, a kreativitásnak és a hasonló dolgok elmélyítésének és megerősítésének.
Ezt a beszélgetést Nagymegyerrel kezdtük és fejezzük is be itt. Milyen gyakran és kikhez jár ide?
Szüleim sírjához, de megvan még a családi ház, ahol a bátyámmal együtt kertészkedünk. Vannak barátaim, egykori iskolatársak, tőlük értesülök arról, hogyan alakul a város élete és miként fejlődik.
Megjelent a Magyar7 hetilap 23. számában.
