A környezetfizika kiemelt témakörei

Az előbbi elemzésünkből nyilvánvaló, hogy a környezettudomány szinte minden területén hasznosak a fizikai ismeretek. Mégis az előbbi áttekintésünk csak kiindulópontul kíván szolgálni abban a kérdésben, hogy mit tekintünk a környezetfizika most kialakuló tudo-mányterületéhez tartozónak.

A környezettudományt az a társadalmi igény hívta létre, amely felismerte, hogy az emberi tevékenység maradandó és nem csak pozitív változásokat eredményez a természeti környezetben. Ezek a változások már sokkal hamarabb nyilvánvalók voltak, mint ahogy az ipari forradalom kiteljesedett, legelőször a XIX. második felének Angliájában. Azonban az ipari forradalom volt az első olyan időszak, amikor bizonyos területeken rövid idő alatt a környezet nyilvánvaló és széles társadalmi rétegek számára nehezen elfogadható romláson, degradáción ment át. Ráadásul az ipari forradalommal kezdődött az az időszak is, amelyet a népesség számának robbanásszerű növekedése is jellemzett. Az akkor fejlettnek számító világban, Nyugat-Európában és Észak-Amerikában fő társadalmi jelenséggé vált az urba-nizáció. Mindez az évtizedeken át exponenciális növekedést mutató ipari termeléssel, a hulladékok tömegének hasonló ütemű, jelentős megnövekedésével, a bányászat, a kohászat félelmetes mértékű kiszélesedésével felvetette azokat a jövőre vonatkozó kérdéseket, ame-lyek a környezet átalakulásának további, az addigihoz mérhető gyorsaságú fenntartásával voltak kapcsolatosak. A felmerülő kérdések sürgető időszerűséggel és halaszthatatlanság-gal léptek fel, és nyilvánvalóan több szempontú megközelítést igényeltek.

A kérdések sora az elmúlt néhány évtizedben jelentősen kibővült. Az emberi társadal-mak a II. világháború lezárásaként kialakuló új világpolitikai és gazdasági rendben olyan átalakuláson mentek keresztül, amelyeket egyszerre jellemzett a népesség nagymérvű nö-vekedése, az ipari termelés és ezzel együtt az ipari hulladékok mennyiségének szédületes növekedése és a gyors politikai átalakulás. Egyre szélesebb körben vált felismeréssé, hogy e több évtizeden keresztül fenntartott folyamatoknak határuk van, és ha a Földet az életre alkalmas módon kívánjuk átadni gyermekeinknek, unokáinknak, akkor bizonyos átalakulá-soknak gátat kell vetni. Ehhez pedig meg kell teremteni azokat a tudományos elvi alapokat, amelyek segítségével ki lehet jelölni a kívánatos jövő irányát és ki kell dolgozni azokat a társadalmi mechanizmusokat, amelyekkel demokratikus körülmények között meghozhatók a felismert szükséges intézkedések. A XX. és a XXI. század fordulójának sok tudományos, gazdasági, társadalmi és politikai jelensége lényegében erről szól.

A demokratikus társadalmakban a társadalom tagjai közösen hozzák meg azokat a döntéseket, amelyek az átalakulások irányait megszabják. Ez azt jelenti, hogy egy-egy, a társadalom jelentős részét érintő kérdésre az emberek többségének ki kell alakítania az állásfoglalását. Ilyen kérdések összefügghetnek a ténylegesen felmerülő gyakorlati prob-lémákkal, így a hulladékgazdálkodással, az energetikával, a szennyezések problematikájá-val: bármely döntésnél a társadalom előnyhöz juthat, csökkentheti a környezeti károkat, vagy valamilyen kockázatot vállalhat. A feladatok megoldása általában összetett szaktudást igényel, amelynek lényegét döntéshozatalra közel kell hozni a feltehetően egyre műveltebb választópolgárhoz. Ilyen szempontból igen fontos szerepük lehet a tanároknak, hiszen ők azok, akik rendelkezhetnek olyan alapismeretekkel, amelyek elegendően mélyek a környe-zeti problémák és azok megoldási alternatíváinak megértéséhez. A tanárok a jövő generá-ció értelmiségének nevelőiként tudásukat átadhatják tanítványaiknak, akik így szakszerű ismeretekkel, mint szavazó polgárok felelős döntést hozhatnak. – Ezzel a szemmel nézve a környezettudomány és a fizika kapcsolatában néhány olyan témakör emelkedik ki, amely általános tudományos és társadalmi érdeklődést válthat ki.

A modern világ egyik fontos jelensége, hogy széles körben használja ki azokat a lehe-tőségeket, amelyek az elektromágneses sugárzások alkalmazásával és az ionizáló su-gárzást kibocsátó anyagok felhasználásával nyílnak meg a telekommunikációban, az egészségügyi szolgáltatásokban, az anyagvizsgálati módszerekben. A hasadásos atomreak-torokban az energiatermelés, igaz, hogy a hasonló kapacitású fosszilis energiatermelési

folyamatokban keletkező hulladékokkal való összehasonlításban igen kicsiny térfogatú, de nagy veszélyességű nukleáris hulladék keletkezik. Ráadásul a hidegháborús politikai szembenállás elvezetett a nagyhatalmak nukleáris felfegyverkezéséhez, ami a légköri rob-bantások révén komoly mennyiségű mesterségesen keltett radioaktivitást juttatott a kör-nyezetbe. Ugyanakkor e sugárzások a természet részét is jelentik, a bioszféra, az emberiség sugármentesítése elérhetetlen illúzió. – A környezettudomány egyik fontos olyan feladata, amelyet a fizika felé fogalmaz meg, éppen az ionizáló és nem ionizáló sugárzások környe-zeti szempontból való megítélése, kezelése és a megfelelő sugárvédelmi intézkedések kez-deményezése.

A környezettudomány és a fizika fontos érintkezési pontja az áramlásokkal, az anya-gok természetben való szállításával, terjedésével kapcsolatos kérdéskör. E téma magá-ban foglalja a légkör, az óceánok áramlásainak alapvető jelenségeit, ugyanakkor kiinduló-pontul szolgál a környezetvédelemben és a természetvédelemben oly fontos anyagtransz-port, így a szennyezésterjedés vizsgálatának és a folyamatok előrejelzésének. Mindez kü-lönös hangsúlyt kaphat akkor, amikor oly sok szó esik a klímaváltozásról, az okairól, vagy egy-egy ipari üzem légnemű, folyékony vagy szilárd halmazállapotú hulladékának, mellék-termékének a légkörbe, a környezetbe, egyszóval a bioszférába való kiengedéséről. Tény-leges gyakorlati vonatkozást is kapnak ezek az áramlással, diffúzióval, vagy a kaotikus anyagterjedéssel kapcsolatos ismeretek az új beruházások hatásainak tanulmányozásánál.

Környezetünk alakulása, alakítása szempontjából az anyagterjedésre vonatkozó ismeretek megkerülhetetlenek.

Az egyes emberek jólétét, jó közérzetét komolyan befolyásoló külső tényező a kör-nyezeti zajok kérdésköre. Ahogyan említettük, a hangnak nevezett rezgések vizsgálata tisztán fizikai feladat. Azonban a hangrezgések spektrumának korlátozott részét az ember (és az állatvilág) érzékelni tudja és így a környezetünkben a hangok kérdése fontos társa-dalmi kérdéssé válhat. Ezen a ponton a környezettudomány – tudva azt, hogy a zajok és a zajszennyezés kérdésköre messze túlmegy a hangok fizikáján – kénytelen segítségül hívni a fizika módszereit, mennyiségeit, paramétereit és méréstudományát a környezet zajállapo-tának felméréséhez és a zajvédelem eszközeinek kidolgozásához. A zaj kérdéskörében – mondhatjuk – a fizika a fiziológiával, az orvostudománnyal, a lélektannal és a jogalkotás-sal működik együtt a környezetvédelem érdekében.

A bonyolult társadalmak energiaéhsége óriási. Sok évtizeden keresztül olcsó és bősé-ges energia állt rendelkezésre. A felhasznált energia működtette az egyre bővülő termelési folyamatokat, az emberi társadalmak folyamatai is (így például az urbanizációs átalakulá-sok) rengeteg energiát igényeltek. Lassan értek meg annak a feltételei, hogy társadalmi méretekben világossá váljon: az emberiség fenntarthatatlan pályára került a fosszilis ener-giahordozók napjainkig megfigyelhető intenzitású felhasználásával. Mára éppen a környe-zettudomány jóvoltából világossá vált, hogy az energetika az emberiség egyik megkerül-hetetlen sorskérdése. Egyrészről a társadalmi folyamatok fenntartása a modern világ óriási lélekszámával elképesztő mennyiségű energiát igényel, másrészről a jelenlegi energiater-melési szerkezet sem a források végessége szempontjából, sem a járulékos környezeti ár-talmak oldaláról, sem a globális politikai feszültségek vonatkozásából nem tartható fenn. A társadalmak felelős gondolkodói keresik a választ ezekre a kérdésekre. Így át kell tekinteni a lehetséges energiamegtakarítási módokat, foglalkozni kell a megújuló energiaforrások-kal, át kell tekinteni azokat a problémákat, amelyek a népesség jelentős részét eltántorítják az atomenergia szélesebb felhasználásának támogatásától és vizsgálni kell a fúziós energia felhasználásának lehetőségét is.

A környezettudomány és a társadalom ennek a világosan sok tudományterületet érintő problémakörnek átfogó jellegű megközelítését várhatja el a környezetfizikától. A fizikusi látásmód tiszta fogalmaival, kikristályosodott és a feladathoz illeszkedő mértékrendszeré-vel egyrészről lehetőséget ad az eddigi, már történelminek tekinthető folyamatok tárgysze-rű értékelésére, a jelenlegi helyzet globális elemzésére, másrészről éppen azoknak az isme-reteknek a birtokában, amelyekkel az energiatakarékosság és az egyes energiafajták fel-használásával történő energiatermelés potenciálisan az igényekhez mérten megbecsülhető, előrejelzést adhat az energetikával kapcsolatos döntések várható hatásaira.

A fenti megfontolással végrehajtott elemzés új beállításba helyezheti az energetika tár-sadalmi megítélését. A megismerés következtetések levonására is alkalmas lehet, amely energiapolitikai döntésjavaslatok fontos kiindulópontjává válhat. A környezettudománynak pedig nem lehet távolabb tekintő célja, mint ilyen döntési alternatívák világos megfogal-mazása.

Úgy gondoljuk, hogy a környezetfizika szűkebb értelemben vett témaköreihez a fenti témák tartoznak, ezeket fogjuk részletesen tárgyalni. A témakörök a mai környezettudo-mány aktívan művelt területeihez tartoznak úgy, hogy általános társadalmi érdeklődésre tartanak számot, a válaszokkal a társadalmi igények kielégítését szolgálják.

A többi, a környezettudomány és a fizikai kapcsolódásánál említett kérdéskört a kör-nyezettudomány más társtudományai is tárgyalják, vagy a társadalmi érdeklődés kisebb irántuk. Így azokkal e könyvben nem foglalkozunk.