Geologi Rich April kiipeää Colgate-yliopiston takana olevalle pienelle mäkelle ja kulkee hautausmaalle. Hän pysähtyy ennen vuonna 1852 pystytettyä valkoista marmoripylvästä. Teksti on melkein luettamaton. Ajan myötä kaikki elementeille alttiit kivet sääsivät, huhtikuu selittää, mutta tämä marmori on säästä epäluonnollisesti nopea. Syyllinen? Hapan sade.
April veti taskustaan happopullon esittelemään. Hän ruuvaa korkin irti ja antaa muutaman tipan vuotaa kiven päälle, missä ne poreilevat ja kuplivat. Koko Koilliseen 1900-luvun jälkipuoliskolla sadanud sade ei ollut yhtä happea kuin huhtikuun injektiopullossa oleva neste, mutta periaate on sama. Happo syö marmoria. Riittävästi aikaa, se voi poistaa jopa sanat, jotka on tarkoitettu kestämään ikuisuuden.
Hapan sateen vaikutukset ulottuvat paljon hautausmaiden ulkopuolelle. Hapan sade tuhosi järvien ja purojen kalakannat, vahingoitti herkää maaperää ja vahingoitti miljoonia hehtaareja metsää ympäri maailmaa.
Nämä kauaskantoiset vaikutukset kuvaavat ilman pilaantumisen voimakkaita vaikutuksia maahan. Mutta hapan sateen tarina on myös tarina siitä, kuinka ilmansaasteiden ymmärtäminen voi johtaa ratkaisuihin. Koska ylivoimainen tieteellinen näyttö yhdistää voimalaitosten päästöt happamaan ja happamaan sateeseen järvien kuolemaan, uudet määräykset ovat vähentäneet dramaattisesti päästöjä ja puhdistaneet Yhdysvaltoihin kuuluvan sateen.
Termi 'hapan sade' syntyi 1800-luvun puolivälissä, kun Lontoossa työskentelevä skotlantilainen kemisti Robert Angus Smith huomasi, että sade oli yleensä happamampaa alueilla, joilla on enemmän ilmansaasteita ja että rakennukset murenevat nopeammin alueilla, joilla hiiltä on poltettu. Mutta kului toinen vuosisata, ennen kuin tutkijat huomasivat, että hapan sade oli laajalle levinnyt ympäristöongelma. Skandinavian tutkijat alkoivat dokumentoida järvien ja purojen happamia vaurioita 1950-luvulla. Vuonna 1963 Gene Likens, sitten Dartmouthissa, ja kollegat aloittivat sadeveden pH: n keräämisen ja testaamisen New Hampshiren Valkoisilla vuorilla osana ekosysteemitutkimusta. He olivat yllättyneitä huomatessaan, että se oli melko hapan, mutta heillä ei ollut paljon vertailuperustaa; tuolloin tutkijat eivät mitata säännöllisesti sadeveden pH: ta.
Likens ryhtyi työhön Cornellissa muutamaa vuotta myöhemmin ja perusti instrumentit sadeveden keräämiseen Finger Lakes -alueelle ja huomasi pian, että New Yorkin sade oli suunnilleen yhtä hapan kuin New Hampshiren sade. "Se oli ensimmäinen vihje, jonka meillä oli, että tämä saattaa olla jonkinlainen alueellinen ilmiö", hän sanoo. Mutta Likensillä ja hänen kollegoillaan ei ollut selkeää käsitystä, mikä syy voi olla.
Likens voitti stipendin, joka vei hänet Ruotsiin vuonna 1969, mikä on suotuisa tapahtuma, hän kertoo, että tapaamalla Svante Odénia, Uppsalan yliopiston tutkijaa, joka oli havainnut Ruotsissa samoja suuntauksia kuin Likens oli tarkkaillut Koillis-Yhdysvalloissa. Odén oli sormellaan mahdollisesta syystä. "Hän yritti rakentaa tapauksen, että [hapan sade] saattaa johtua päästöistä, jotka ovat peräisin Euroopan teollisuusalueilta", Likens muistelee.
Likens ja hänen kollegansa seurasivat hiilivoimalaitosten päästöjä ja tutkivat satelliittien ja lentokoneiden tietoja, ja löysivät samanlaisen kaukomatkan. "Tosiaankin, päästöt tulivat pääasiassa Länsi-osavaltioista, kuten Indiana, Ohio, Illinois ja Kentucky", Likens muistelee. "He olivat matkalla kirjaimellisesti tuhansia kilometrejä Uuteen Englantiin ja Kaakkois-Kanadaan ja tulleet takaisin hapoina."
Hän kertoi havainnoistaan tieteessä vuonna 1974, ja sanomalehdet ottivat tarinan heti esiin. Puhelin ei lopettanut soittoa kuukausien ajan, Likens muistelee. "Juuri se mediavälitys, joka todella asetti hapan sateen Pohjois-Amerikan kartalle."
Happea sade tapahtuu, Likens ja Odén ja muut tutkijat tajusivat, kun rikkidioksidi ja typenoksidi saapuvat ilmakehään ja reagoivat veden kanssa muodostaen rikki- ja typpihappoja. Näiden kaasujen luonnollisia lähteitä on olemassa - esimerkiksi tulivuoret karkottavat rikkidioksidia -, mutta suurin osa tulee fossiilisten polttoaineiden polttamisesta, etenkin hiilivoimaloissa. Pitkät savukopit sallivat pilaantumisen kulkea pitkiä matkoja. Likensin ja hänen kollegoidensa suorittamien tutkimusten mukaan normaalin sadeveden pH on 5, 2. 1970- ja 1980-luvuilla, kun hapan sade oli pahinta, tutkijat rekisteröivät pH-arvot niinkin alhaiseksi kuin 2, 1, noin 1000 kertaa happamemmiksi.
Geologi Rich April tutkii hapan sateen tummennettua hautakiviä. (Cassandra Willyard) 
Alueen happamien sateiden perintö näkyy selvästi mustassa kuoressa hautakivet Madison Streetin hautausmaalla Hamiltonissa, New Yorkissa. (Cassandra Willyard) 
Hapan sade nopeuttaa sääprosessia. Tämä 1850-luvulla pystytetty marmoripylväs on ollut huonosti säässä. Muistomerkin toiselle puolelle veistetty kirjoitus on melkein epäselvä. Pylvään tällä puolella näkyvät suonet koostuvat mineraalista, joka on kestävämpi säänkestävyydelle ja hapan sateen vaikutuksille. (Cassandra Willyard) 
Hapan sade voi muuttaa kalkkikiven kipsiin, pehmeään mineraaliin, joka tarttuu likaan. Tämä muutos näkyy Colgate-yliopiston Lathrop-salin kattoviivojen tummissa pisteissä. (Cassandra Willyard) 
Hautausmaa Colgate Universityssä, pienessä vapaiden taiteiden korkeakoulussa Hamiltonissa, New Yorkissa. (Cassandra Willyard) Hapan sade vaikutti moniin osiin Yhdysvaltoja, mutta Koillis kärsi suurimmista ekologisista vaurioista. Adirondack-vuoret osoittautuivat erityisen alttiiksi. Monet maaperät sisältävät kalsiumkarbonaattia tai muita mineraaleja, jotka voivat neutraloida hapan sateen ennen kuin se imeytyy järviin ja puroihin. "Valitettavasti Adirondacksilla ei ole melkein mitään", April sanoo. Seurauksena järvistä ja puroista tuli nopeasti happamia, tappaen kaloja ja muita vesieläimiä.
1970-luvun lopulla tutkijat kartoittivat 217 järveä, jotka olivat yli 2000 jalkaa Adirondacksissa, ja havaitsivat, että 51 prosenttia oli erittäin happamia. Uutiset olivat niin synkkät, että tutkijat alkoivat yrittää kasvattaa happea sietäviä taimenkantoja. Yksi New Yorkin osavaltion työntekijä vertasi aluetta Death Valleyyn. Vuosikymmentä myöhemmin, laajemmassa tutkimuksessa, joka sisälsi 849 järveä, joiden korkeus oli yli 1 000 metriä, havaittiin, että 55 prosentilla oli joko täysin henkensä tai romahduksen partaalla.
Koska tieteelliset todisteet yhdistävät happosateet voimalaitosten päästöihin ja ekologisiin vaurioihin, taistelu puhkesi teollisuuden, tutkijoiden ja ympäristönsuojelijoiden keskuudessa. "1980-luku on ajanjakso, jota kutsun" happosateen sotaksi "", Likens sanoo. "Oli valtava harsokas ilkeä kiista." Greenpeacen ympäristönsuojelijat kiipesivat voimalaitoksen savupiippuihin ja ripustivat bannereita protestoidakseen; tutkijat todistivat ennen kongressia päästöjen ja happosateiden välisestä yhteydestä, vaikutusten vakavuudesta ja siitä, olisiko ehdotetulla lainsäädännöllä vaikutusta; ja energiateollisuus kyseenalaisti tieteen ja väitti, että säännöt nostavat sähkön hinnat taivaan korkealle.
Kongressi hyväksyi useita muutoksia puhtaan ilman lakiin vuonna 1990, joilla vähennettiin rikkidioksidipäästöjä korkki- ja kauppajärjestelmän kautta. Tavoitteena oli rikkidioksidipäästöjen vähentäminen 50 prosentilla vuoden 1980 tasosta. Tämä tavoite saavutettiin vuonna 2008, kaksi vuotta ennen vuodelle 2010 asetettua määräaikaa. Rikkidioksidipäästöt laskivat 17, 3 miljoonasta tonnista vuonna 1980 7, 6 miljoonaan tonniin vuonna 2008, mikä on vähemmän kuin vuonna 2010 vaaditut 8, 95 miljoonaa tonnia.
Vaikutus on ollut huomattava. New Yorkin Troyssa, Yhdysvalloissa toimivan geologisen tutkimuksen tutkija Doug Burns, joka johtaa kansallista happojen saostuksen arviointiohjelmaa, sanoo, että Koilliseen sade on tänään noin puoli happamampaa kuin se oli 1980-luvun alkupuolella. Tämän seurauksena pintavesistä on tullut vähemmän happamia, ja hauraat ekosysteemit alkavat toipua.
Monissa paikoissa toipuminen on kuitenkin ollut tuskallisen hidasta. Tutkijat tietävät nyt, että hapan sade ei vain happamaksi tekeneitä järviä ja puroja, se myös uutti kalsiumia metsän maaperästä. Tällä kalsiumin tyhjentymisellä on ollut tuhoisia vaikutuksia puihin, erityisesti sokerikartaloihin ja punaisiin kuusiin. Hapan sade uuttaa kalsiumia punaisen kuusen neulasista, mikä tekee niistä alttiimpia kylmälle. Se myös uuttaa kalsiumia ja magnesiumia maaperästä, mikä voi rasittaa sokerin vaahteraa. Lisäksi hapan sade antaa alumiinin kerääntyä maaperään. Kun puut ottavat alumiinia, niiden juuret voivat muuttua hauraiksi.
Jotkut tutkijat ovat yrittäneet lisätä kalsiumia takaisin metsiin nopeuttaakseen elpymistä. Huhtikuu osallistuu tällä hetkellä yhteen tällaiseen kokeiluun Adirondacksissa. Viimeisen neljän ja puolen vuoden aikana kalsium on tunkeutunut vain metsän maaperän 15 senttimetriin. "Kestää todella kauan, että [kalsium] pääsee takaisin maaperään", April sanoo, joten se ei ole nopea korjata.
Huhtikuu haluaa rikkidioksidin ja muiden päästöjen vähentyvän entisestään. "Meillä on vielä hapansadetta tulossa", hän sanoo. "Jotkut järvet näyttävät siltä, että ne saattavat olla valmiita palaamaan takaisin, ja jos vähennämme päästöjä enemmän, ne tekisivät."
Princetonin yliopiston Michael Oppenheimer, joka oli avainasemassa happosotissa päätutkijana ympäristönsuojelurahaston suojeluryhmälle, on samaa mieltä. "Mielestäni rikkidioksidi ja typenoksidi on poistettava tehokkaasti", hän sanoo. "Meidän pitäisi suunnata kohti nollaa ja nähdä, kuinka lähelle pääsemme."
Vaikka jotkut happamien sateiden vaikutukset ovat viipyviä, useimmat tutkijat pitävät sitä ympäristön menestystarina. ”Tiede tunnisti ongelman. Tiede antoi ohjeet ongelman ratkaisemiseksi ”, Likens sanoo. "Menestys on se, että olemme ryhtyneet toimimaan yhteiskunnana yrittääksemme käsitellä ongelmaa."
