Tappava vaara

Vuonna 1898 Ison-Britannian tiedeseuran puheenjohtaja Sir William Crookes pelotti kuulijansa sanomalla, ”... että Englantia ja kaikkia sivistyneitä kansakuntia uhkaa pelottava vaaara.” Tällä Sir William tarkoitti, että maailmassa typpilannoitteet olivat loppumassa, jolla olisi katastrofaaliset seuraukset ruoan tuotannolle. 1800-luvulla oli tärkeimpänä lähteenä ollut guoano eli Etelä-Amerkan länsirannikon vesilintujen ulosteista peräisin oleva typpi. Mutta tämä oli jo vuosisadan lopussa ehtynyt. Ensisijaisena lähteenä oli salpietari (natriumnitraatti), jota louhittiin Chilen aavikkoalueiden kalliosta. Peräti kaksi kolmannesta maailman typen tarpeesta tyydytettiin Chilen salpietarilla ja loput ammoniumsulfaatilla, jota saatiin koksintuotannon sivutuotteena.

Mutta myös salpietarivarat olivat ehtymässä, ja tämän vaaran seurauksista Sir William oli varoittamassa. Typpihapon muodossa olevaa typpeä tarvittin myös räjähdysaineiden ja ampumatarvikkeiden valmistukseen. Ilmakehästä 78 prosenttia on typpeä , mutta tiedossa ei ollut riittävän tehokasta menetelmää, jonka avulla tämä saataisiin talteen. Tutkijat olivat kuitenkin sitä mieltä, että sähkön ja korkean jännitteen avulla  tämä onnistuisi. Siksi maiden välillä käytiin ankaraa taistelua siitä, kuka keksisi ensimmäisenä käyttökelpoisen menetelmän. USA:ssa Atmospheric Products -niminen yhtiö rakensi 1902 Niagaran putousten yhteyteen tehtaan, mutta jo kaksi vuotta myöhemmin se meni nurin.

Haber-Bosch -menetelmä

Saksassa ja Norjassa myönnettiin useita sähkön käyttöön perustuvia patentteja. Ainoa yhtiö maailmassa, joka pystyi valmistamaan suurempia määriä typpeä, oli Norsk Hydro. Norjalaistenkaan prosessi, jonka käytettävissä oli halpaa sähköä, ei ollut taloudellisesti kannattava. Maailma oli nyt typen saantinsa osalta riippuvainen kalsiumsyanidista, joka sisältää 20 prosenttia typpeä. Mutta tämänkään tuotanto ei ollut erityisen tehokasta..

Nyt astuu kuvaan saksalainen kemisti Fritz Haber. Hän kehitti menetelmän, jossa korkean paineen ja lämpötilan alaisena ilmakehän typpi vetyyn yhdistettynä muodostaa ammoniakkia. Tästä sitten voidaan valmistaa typpilannoitetta. Haberin menetelmää kehitti edelleen saksalainen insinööri Karl Busch teollisessa mittakaavassa toimivaksi prosessiksi. Jo ensimmäisen maailmansodan syttyessä Saksa pystyi ko.menetelmää käytten tuottamaan puolet tarvitsemastaan typestä. Ilman tätä tuotantoa maa ei olisi voinut tyydyttää joukkojensa ampumatarvikkeiden tarvetta. Haber-Bosch -nimellä tunnetusta menetelmästä tuli maailman johtava, ja se on edelleen käytössä. Haberin keksinnön osti saksalainen yhtiö BASF, joka maksoi hänelle yhden pfenningin tuotettua typpikiloa kohti. Tämän ansiosta Haberista tuli nopeasti miljonääri.

Traaginen kohtalo

Muutoin Haberin  kohtalo on surullinen. Sodan syttyessä hänestä tuli taistelukaasujen kehityksestä vastaava. Hänen johdollaan kehitettiin mm. kloori- ja sinappikaasu. Hänen vaimonsa Clara, joka myös oli kemisti, oli sitä mieltä, ettei kukaan tutkija saisi sallia tieteen käyttöä ”barbaarisiin tarkoituksiin”. Eräänä päivänä kun Haber palasi matkalta kotiin, vaimo oli tehnyt itsemurhan. Haber sai 1918 kemian Nobel-palkinnon typpimenetelmänsä ansiosta, mutta tämä herätti tiedemaailmassa myrskyn. Oltiin yleisesti sitä mieltä, että on väärin palkita henkilöä taistelukaasujen kehittämisestä.

Näin jälkeenpäin ei ehkä ole yhtä helppoa tuomita Haberia. Tuskinpa hän erosi muista aseiden kehittäjistä, jotka katsoivat vain täyttävänsä isänmaallisen velvollisuutensa. Vailla siviilirohkeutta Haber ei myöskään ollut. Myöhemmin toimiessaan Karl Wilhem - instituutin johtajana hän  kieltäytyi toteuttamasta natsien käskyä erottaa  kaikki juutalaiset ja jätti paikkansa. Hän kuoli 1934 Sveitsissä.

Sir Williamin synkkä ennustus ei siis toteutunut; ei tullut maailmanlaajuista nälkää. Paljolti Haberin menetelmän ansiosta maailman ruoantuotanto on pysynyt väestönkasvun vauhdissa. Jotkut  tutkijat jopa väittävät, että Haberin menetelmä on tärkein koskaan tehty keksintö.

Vesistöjen kuormitus

Ei ole menetelmän vikaa, että voimakkaasti lisääntynyt typen käyttö samalla on johtanut pohjaveden saastumiseen, vesistöjen ylikuormitukseen, happamiin sateisiin ja kasvihuonekaasujen kasvuun. Haber-Bosch -menetelmässä käytettyjen valtavien fossiilisten polttoaineiden määrät ovat myös ympäristölle haitallisia. Kemiallisen typen runsas saatavuus on vaikuttanut kielteisesti typpeä sitovien palkokasvien kehittämiseen ja käyttöön. Nämä negatiiviset seuraukset eivät heti käyneet ilmi ja siksi niihin ei reagoitu. On ilahduttavaa, että nyt kiinnitetään energiatehokkuuteen, ekologisiin viljelymenetelmiin ja palkokasvien käyttöön enemmän huomiota, mutta tämän olisi pitänyt tapahtua paljon aikaisemmin.

Tämän päivän maanviljelyä uhkaavat muut ”tappavat” vaarat – eroosio, biologisen monimuotoisuuden väheneminen, veden puute – kuin Sir Williamin aikana. Mutta myös hänen seuraajansa varoittavat ruoan puutteesta. Minusta meidän tulee, Haberin esimerkki muistisamme, suhttautua näihin kriittisesti. Tuomiopäivän profeetat ovat usein aliarvioineet uusien keksintöjen mahdollisuuksia torjua katastrofeja. Toisaalta esimerkki osoittaa samalla, että uudella tekniikalla, niin fantastiselta kuin se ensin vaikuttaakin, voi olla ennakoimattomia seurauksia. Tänään ollaan haltioisssaan uuudesta geenitekniikasta, jonka avulla ehkä voidaan kehittää pienmmällä energialla runsammin tuottavia, paremmin kuivuutta ja vaikeita olosuhteita kestäviä kasveeja. Samalla niillä voi ympäristön ja biologisen monimuotoisuuden kannalta olla kielteisiä seurauksia.

Kirjoittaja on kotieläinjalostuksen emeritusprofessori