Saurer Regen hat viele Auswirkungen, darunter Schäden an Pflanzen und Versauerung von Seen. Die Wirkung von saurem Regen auf Friedhofssteine ist klar genug, dass er als Indikator dafür verwendet wurde, wie viel saurer Regen in einer Region fällt. Die Geological Society of America hat Bürgerwissenschaftler gebeten, die Breite von Kalkstein- und Marmorfriedhofssteinen aufzuzeichnen, da saurer Regen die Bestandteile des Steins auflöst. Das Forschungsprogramm überlebte nicht, aber die Auswirkungen des sauren Regens sind auf einigen Friedhöfen im ganzen Land messbar.
Bildung von saurem Regen
Saurer Regen ist das Ergebnis der Reaktion von Wasserdampf mit Gasen wie Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid unter Bildung von Schwefel- und Salpetersäure. Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid werden durch natürliche Prozesse wie Vulkane und Zersetzung in die Atmosphäre freigesetzt, aber auch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt. Der saure Wasserdampf kondensiert dann und fällt als saurer Regen auf die Erde. Saurer Regen entsteht auch durch trockene Ablagerung, bei der sich die Schadstoffe in Rauch und Staub festsetzen und an Oberflächen haften bleiben, wo sie bei der nächsten Nässe zu Säure reagieren.
Geologie der Friedhofssteine
Bei der Auswahl eines Steins zum Gedenken an den Verstorbenen gibt es mehrere Überlegungen. Die erste ist, ob es möglich ist, eine Inschrift in den Felsen zu ritzen; der zweite ist, wie dauerhaft der Fels als Denkmal sein wird; drittens ist der ästhetische Reiz des letzten Denkmals. Verfügbare Optionen in den letzten Jahrhunderten sind Sandstein, Kalkstein, Marmor, Schiefer und Granit. Sandstein und Kalkstein sind Sedimentgesteine, während Marmor, Schiefer und Granit härtere metamorphe Gesteine sind. Kalkstein und Marmor bestehen aus Kalziumkarbonat und sind daher anfällig für die Verwitterung durch sauren Regen.
Saurer Regen und Calciumcarbonat
Wenn Regen auf Kalkstein oder Marmor fällt, löst sich eine kleine Menge Calciumcarbonat in Calcium- und Carbonationen auf. Die Wasserstoff- und Nitrat- oder Sulfationen des sauren Regens reagieren mit Calcium- und Carbonationen. Das Carbonatatom reagiert mit Wasser zu Bicarbonat, das mit den Wasserstoffionen der Säure weiter reagiert, um Wasser und Kohlendioxidgas zu erzeugen. Die Reaktion hinterlässt Calcium- und Nitrat- oder Sulfationen, die weggespült werden. Das Kohlendioxid ist der Grund, warum Kalkstein sprudelt, wenn man starke Säure darauf tropft
Erosion von Friedhofssteinen
Grabsteine aus Kalkstein und Marmor verwittern, weil die Elemente sie langsam auflösen. Dies ist ein natürlicher Prozess, da das Calciumcarbonat, aus dem sie bestehen, in Wasser leicht löslich ist. Saurer Regen beschleunigt die Verwitterung durch seine chemische Reaktion mit Calciumcarbonat. Der saure Regen wiederum beschädigt den Stein, hinterlässt eine raue, narbige Oberfläche und erschwert die Unterscheidung von Schrift und Kunst. Marmor widersteht saurem Regen etwas besser als Kalkstein, da seine Struktur dichter gepackt ist.