Geoloog Rich April beklimt de kleine heuvel achter Colgate University en begeeft zich naar de begraafplaats. Hij stopt voor een witte marmeren pilaar die in 1852 werd opgericht. Het opschrift is bijna onleesbaar. Na verloop van tijd zal elke steen die aan de elementen wordt blootgesteld weerstaan, legt April uit, maar dit marmer is onnatuurlijk snel verweerd. De dader? Zure regen.
April haalt een flacon met zuur uit zijn zak om te demonstreren. Hij schroeft de dop los en laat een paar druppels op de steen lekken, waar ze bruisen en borrelen. De regen die in de tweede helft van de 20e eeuw in het noordoosten viel, was niet zo zuur als de vloeistof in de flacon van april, maar het principe is hetzelfde. Zuur eet marmer. Als het voldoende tijd krijgt, kan het zelfs woorden wissen die bedoeld zijn om een eeuwigheid mee te gaan.
De effecten van zure regen reiken veel verder dan begraafplaatsen. Zure regen vernietigde vispopulaties in meren en beken, beschadigde fragiele bodems en beschadigde miljoenen hectaren bos wereldwijd.
Deze ingrijpende effecten illustreren de grote invloed die luchtvervuiling op het land kan hebben. Maar het verhaal van zure regen is ook een verhaal over hoe begrip van luchtvervuiling tot oplossingen kan leiden. Vanwege overweldigend wetenschappelijk bewijs dat de uitstoot van elektriciteitscentrales verbindt met zure regen en zure regen met de dood van meren, hebben nieuwe voorschriften de uitstoot drastisch verlaagd en de regen op de Verenigde Staten opgeruimd.
De term 'zure regen' werd bedacht in het midden van de 19e eeuw, toen Robert Angus Smith, een Schotse chemicus die in Londen werkte, merkte dat regen meestal zuurder was in gebieden met meer luchtvervuiling en dat gebouwen sneller afbrokkelen in gebieden waar steenkool wordt verbrand. Maar het duurde nog een eeuw voordat wetenschappers beseften dat zure regen een wijdverbreid milieuprobleem was. Scandinavische wetenschappers begonnen in de jaren vijftig zure schade aan meren en beken te documenteren. In 1963 begonnen Gene Likens, toen in Dartmouth, en collega's als onderdeel van een ecosysteemstudie de pH van regenwater in de White Mountains van New Hampshire te verzamelen en te testen. Ze waren verrast om te ontdekken dat het vrij zuur was, maar ze hadden niet veel basis voor vergelijking; in die tijd meten wetenschappers niet regelmatig de pH van regenwater.
Likens nam een paar jaar later een baan bij Cornell en zette instrumenten op om regenwater op te vangen in het Finger Lakes-gebied en merkte al snel dat de regen in New York ongeveer even zuur was als regen in New Hampshire. "Dat was de eerste aanwijzing die we hadden dat dit een soort regionaal fenomeen zou kunnen zijn, " zegt hij. Maar noch Likens, noch zijn collega's hadden een duidelijk idee wat de oorzaak zou kunnen zijn.
Likens won een beurs die hem in 1969 naar Zweden bracht, een serendipitous evenement, zegt hij, omdat hij Svante Odén ontmoette, een wetenschapper aan de Universiteit van Uppsala die dezelfde trends in Zweden had waargenomen die Likens in de Noordoostelijke Verenigde Staten had waargenomen. Odén had een vinger op een mogelijke oorzaak. "Hij probeerde een zaak op te bouwen die [zure regen] mogelijk te wijten is aan emissies uit de meer geïndustrialiseerde gebieden van Europa, " herinnert Likens zich.
Likens en zijn collega's volgden de emissies van kolengestookte energiecentrales en onderzochten satelliet- en vliegtuiggegevens, en ze vonden een soortgelijke langeafstandsverbinding. "En ja hoor, de emissies kwamen voornamelijk uit Midwestern-staten zoals Indiana, Ohio, Illinois en Kentucky, " herinnert Likens zich. "Ze maakten letterlijk duizenden kilometers naar New England en Zuidoost-Canada en kwamen terug als zuren."
Hij rapporteerde zijn bevindingen in Science in 1974 en het verhaal werd onmiddellijk opgepikt door kranten. Maandenlang stopte de telefoon niet, herinnert Likens zich. "Het was die media-aandacht die zure regen op de kaart zette in Noord-Amerika."
Likens en Odén en andere wetenschappers realiseren zich zure regen, wanneer zwaveldioxide en stikstofoxide de atmosfeer binnendringen en met water reageren om zwavelzuur en salpeterzuur te vormen. Er zijn natuurlijke bronnen voor deze gassen - vulkanen laten bijvoorbeeld zwaveldioxide opwaaien - maar de overgrote meerderheid komt van de verbranding van fossiele brandstoffen, vooral door kolencentrales. De lange schoorstenen laten vervuiling toe om lange afstanden af te leggen. Volgens onderzoeken van Likens en zijn collega's heeft normaal regenwater een pH van 5, 2. In de jaren zeventig en tachtig, toen zure regen het slechtst was, registreerden wetenschappers een pH-waarde van slechts 2, 1, ongeveer 1000 keer zuurder.
Geoloog Rich April onderzoekt een grafsteen zwart gemaakt door zure regen. (Cassandra Willyard) 
De erfenis van zure regen in de regio is duidelijk zichtbaar in de zwarte korst op de grafstenen op de Madison Street Cemetery in Hamilton, New York. (Cassandra Willyard) 
Zure regen versnelt het verweringsproces. Deze marmeren pilaar, gebouwd in de jaren 1850, is zwaar verweerd. Het opschrift aan de andere kant van het monument is bijna onleesbaar. De aderen die zichtbaar zijn aan deze kant van de pilaar zijn samengesteld uit een mineraal dat beter bestand is tegen weersinvloeden en de effecten van zure regen. (Cassandra Willyard) 
Zure regen kan kalksteen veranderen in gips, een zacht mineraal dat vuil opsluit. Deze transformatie is zichtbaar in de donkere plekken langs de daklijn van de Lathrop Hall van Colgate University. (Cassandra Willyard) 
De begraafplaats aan de Colgate University, een kleine universiteit voor vrije kunsten in Hamilton, New York. (Cassandra Willyard) Zure regen trof veel delen van de Verenigde Staten, maar het noordoosten had de meeste ecologische schade. De Adirondack Mountains bleken bijzonder gevoelig. Veel bodems bevatten calciumcarbonaat of andere mineralen die zure regen kunnen neutraliseren voordat het in meren en beken sijpelt. "Helaas hebben de Adirondacks er bijna geen", zegt April. Als gevolg hiervan werden meren en beken snel zuur, waardoor vissen en andere waterdieren werden gedood.
In de late jaren zeventig onderzochten onderzoekers 217 meren van meer dan 2000 voet in de Adirondacks en ontdekten dat 51 procent zeer zuur was. Het nieuws was zo grimmig dat wetenschappers probeerden meer zuur-tolerante soorten forel te kweken. Een medewerker van de staat New York vergeleek het gebied met Death Valley. Een decennium later bleek uit een groter onderzoek met 849 meren van meer dan 1.000 voet dat 55 procent ofwel helemaal zonder leven was of op het punt van instorten stond.
Terwijl het wetenschappelijke bewijs dat zure regen aan emissies van elektriciteitscentrales en ecologische schade koppelt, zich uitbreidde, braken er gevechten uit tussen industrie, wetenschappers en milieuactivisten. "De jaren tachtig is een periode die ik de 'zure regenoorlogen' noem, " zegt Likens. "Er was een enorme rancune nare controverse." Milieuactivisten uit Greenpeace klommen schoorstenen van elektriciteitscentrales en hingen spandoeken in protest; wetenschappers getuigden voor het Congres over het verband tussen emissies en zure regen, de ernst van de effecten en of voorgestelde wetgeving effect zou hebben; en de energiesector twijfelde aan de wetenschap en voerde aan dat regelgeving de elektriciteitstarieven enorm zou verhogen.
Het Congres heeft in 1990 verschillende wijzigingen in de Clean Air Act aangenomen die de uitstoot van zwaveldioxide verminderen via een cap-and-trade-regeling. Het doel was om de uitstoot van zwaveldioxide met 50 procent te verminderen ten opzichte van 1980. Dat doel werd bereikt in 2008, twee jaar vóór de deadline die voor 2010 was vastgesteld. De zwaveldioxide-uitstoot daalde van 17, 3 miljoen ton in 1980 tot 7, 6 miljoen ton in 2008, minder dan de vereiste 8, 95 miljoen ton in 2010.
Het effect was opmerkelijk. Doug Burns, een wetenschapper bij de US Geological Survey in Troy, New York, die het National Acid Precipitation Assessment Program leidt, zegt dat de regen die vandaag in het noordoosten valt ongeveer half zo zuur is als in de vroege jaren tachtig. Bijgevolg zijn oppervlaktewaters minder zuur en beginnen fragiele ecosystemen zich te herstellen.
Op veel plaatsen verliep het herstel echter pijnlijk langzaam. Wetenschappers weten nu dat zure regen niet alleen verzuurde meren en beken, maar ook calcium uit bosbodems heeft uitgeloogd. Die calciumuitputting heeft verwoestende effecten gehad op bomen, vooral suikeresdoorns en rode sparren. Zure regen loogt calcium uit de naalden van rode sparren, waardoor ze gevoeliger voor kou zijn. Het loogt ook calcium en magnesium uit de grond, wat suikeresdoorns kan belasten. Bovendien kan door zure regen aluminium zich ophopen in de bodem. Wanneer bomen aluminium opnemen, kunnen hun wortels broos worden.
Sommige onderzoekers hebben geprobeerd calcium terug te voegen in de bossen om het herstel te versnellen. April is momenteel betrokken bij een dergelijk experiment in de Adirondacks. In de afgelopen vier en een half jaar is het calcium alleen doorgedrongen tot de bovenste 15 centimeter bosgrond. "Het duurt erg lang voordat [het calcium] weer in de grond komt", zegt April, dus het is geen snelle oplossing.
April zou graag zien dat zwaveldioxide en andere emissies nog verder worden teruggedrongen. "We hebben nog steeds zure regen binnenkomen, " zegt hij. "Sommige meren zien eruit alsof ze klaar zijn om terug te komen, en als we de uitstoot meer verminderen, zouden ze dat doen."
Michael Oppenheimer van de Princeton University, die een belangrijke speler was in de zuuroorlogen als hoofdwetenschapper voor de natuurbeschermingsgroep Environmental Defense Fund, is het daarmee eens. "Ik denk dat zwaveldioxide en stikstofoxide effectief moeten worden geëlimineerd", zegt hij. "We moeten naar nul gaan en zien hoe dichtbij we kunnen komen."
Hoewel sommige effecten van zure regen aanhouden, beschouwen de meeste wetenschappers het als een ecologisch succesverhaal. “De wetenschap heeft het probleem geïdentificeerd. De wetenschap heeft richtlijnen gegeven om het probleem op te lossen, ”zegt Likens. "Het succes is dat we als samenleving actie hebben ondernomen om het probleem aan te pakken."
